海上路基吹砂施工工法

海上路基吹砂施工工法

唐山滨海大道是一条海上ⅰ级公路，而海港开发区至曹妃甸段第八标段工程主要是海上施工。该工程采用充填管袋围堰施工工艺，路基结构为两侧充填管袋围堰，中间填芯砂。充填管袋围堰施工工艺在中国使用约有20年历史，但用在这样一条一级公路，尤其是海上修建的公路上在国内还属于首例。

本工法经过在本工程中的使用，取得了可靠的经验数据，为今后我国海中修路提供了可靠的技术参考，且有明显的社会效益和经济效益。 1.工法特点

1.1 施工速度快：本工程总工期17个月，由于本工法直接从海中取砂，如果是填石路基，需要从唐山市古冶、滦县等地运输到我工地现场，相比本工法施工速度较快；

1.2 节约投资：本工法主要填筑材料为海砂，比山皮石填石路基可大大节约工程投资，降低工程成本；

1.3 可就地取材，本工法使用的海砂就取之附近海中，曹妃甸一带砂源较为丰富。

1.4 定位准确，材料损耗量小。 2.适用范围

本工法主要使用于沿海、江河等的围堰、道路、防波堤的填筑施工。 3.工艺原理

本工法主要将土工织物缝制成大体积管袋，袋内填充细粉砂或中砂叠置成围堰，中间形成堤芯。在本曹妃甸海域一带，砂石料源离施工现场较远，可就近使用曹妃甸海域的粉细砂粒料，采用吸砂船把砂吸吹到运砂船上，运砂船停靠在施工现场约2km的深水区，然后利用高压水枪将运砂船上的砂射水冲起，再利用吹砂船的的泥泵系统、吹砂管线系统吹送到路基范围，最后用泥浆泵将带水砂粒充灌入袋内，水份可从土工布孔中滤出，粉细砂料在自重和渗水压力的作用下密实，形成固结堰体，围堰形成后在再堤芯内直接吹填细粉砂，这样就形成了路基。 4.施工工艺流程及操作要点 4.1施工工艺流程

吹砂围堰（包括横向围堰）→堤芯砂吹填→两侧围堰顶山皮石便道→围堰临时防护（砂垫层找平、防渗土工布铺设、模袋砼浇注）→至路床顶面→抛石坡脚施工→堤芯内排水→吹砂整平碾压→堤芯打碎石桩→堤芯再次整平并碾压达到设计压实度→堤芯铺土工格栅→堤芯分层填80cm山皮石并压实→拆除两侧围堰山皮石便道并整平碾压→施打围堰上碎石桩→围堰碾压整平→路面基层施工→路面面层施工→临时防护接高至路面高程→永久防护工程施工。 4.2操作要点 4.2.1 砂的采集

（1）用吸泥船在取砂点吸砂，吹至运砂船。 （2）运砂、吹砂、铺设软体排

由运砂船运到吹砂船旁，由吹砂船工人用高压水枪将砂稀释，泥浆泵抽至吹砂船主输送管，由船上泥浆泵将稀释后的砂浆吹至主线库区。吹砂船距主线路基距离在1km至2km之间，大于2km时用接力泵接力吹送，主吹砂管直径400mm。

在未铺设管袋之前，先将砂吹至主线路基范围，待海水退潮时，人工铺设软体排和首层管袋，再将已吹至主线的砂用6寸泥浆泵吹入管袋中，在几层管袋吹填完成后，形成管袋围堰。

在吹砂过程中，通过吸砂船泥浆泵吹砂至运砂船，砂沉淀，泥浆流出，然后在吹砂时再次呈现砂沉淀，泥浆流走的现象，两次冲刷，减小含泥量。

在纵向管袋围堰向前吹至近500m长时，铺设横向软体排和管袋，吹填横向围堰，形成围堰闭合体，留出出水口，然后在库内吹填砂，形成吹砂路基。 4.2.2 管袋施工

管袋吹填先进行第一层管袋围堰施工，在有一定施工长度后，作业面扩大，然后对第二层的管袋围堰进行施工；每只管袋长度在30m左右，宽度根据施工要求进行设置；充填袖口布置在袋体表面，充填袖口数量按20m?左右布置1个。充填工序按照充填、逬浆、二次充填、袋内砂体厚度满足设计要求的次序进行，袋体充填饱满度控制在80%，充填厚度控制在0.6～0.7m，保证充砂平整、密实，袋体按垂直于围堤轴线分层铺设，堆叠整齐，上下袋体错缝铺设，同层袋相互挤压。

管袋施工采用泥浆泵机组，自备柴油发电电源，取砂区位置根据现场砂场勘查情况具体确定。

（1）、软体排铺设：软体排在两侧横向设计外边线向外各铺2.0m。铺设前，要清除水下障碍物；排布定位后，要及时压铺砂肋，防止排布位移。

由于施工区地处浅滩区域，低潮时部分区域露滩，采用人工直接铺设的方式进行软体排铺设。运输船利用高水位时间将排布及充填砂运输到铺排作业面附近，落潮时座滩，人工进行铺排，并利用运砂船上配备的充填泵组进行充填砂肋工作。 （2）、充填袋棱体施工

软体排铺设完毕立即对第一层袋装砂棱体跟进施工，两侧棱体以及堤芯砂要平行进行施工。

充填袋施工应采用水力充填法施工，为确保围堤堤身安全，排出袋装砂棱体中水分，必须分级进行，第一级和第二级袋装砂棱体施工时间间隔以第一级袋装砂固结度达到70%为准，时间间隔为1-2天，严禁上下层连续施工，必须采取平行顺序法作业。 袋子加工时应留出充填袖口，袖口尺度应根据充填机具确定，充填完成后，必须将袖口扎紧。

袋布应选择较宽布幅，拼接采用绵纶线包缝法缝制，拼接处折叠三层，宽度约5～10cm。 （3）、堤心砂吹填

当围堰完成后，进行堤心砂路基吹砂填筑，试验段（k39+730.7

—k39+230）吹填从最西端向东端吹填，试验段吹填完成后，形成封闭路基体，经取得参数后，全面推开，从两侧向中间吹填，每500m作为1个吹砂分工区段，形成围堰闭合体后，向库内吹填，库内吹砂过程中先期要适当形成排水坡度，水流向东侧排水口流出，保持砂沉淀，水流出，待吹填达到设计标高后，用高压水枪将砂扫平。 5.材料说明 5.1防渗土工膜

采用hr经编复合防渗土工膜，要求产品规格：500g，单位面积质量500g/m?,断裂伸长率26%，断裂强力32.0kn/m，撕破强力0.47kn/m，cbr顶破强力2.4kn，垂直渗透系数10～11cm/s。 5.2管袋编织材料

（1）采用380 g/m?复合土工布（230g/m?的编织布与150 g/m?短纤涤纶针刺无纺土工布复合）。(设计提供为：120g/m,厚度0.4mm) 物理特性：密度径向14根/吋，纬向14根/吋

力学特性：抗拉强度800n/cm，延伸率25，顶破强度1500n； 水学性能; 等效孔径q99=0.1mm，渗透系数2.29×10ˉ? cm/s。 （2）、230g/m?土工布，厚度0.4mm，宽幅3200mm，密度密度径向14根/吋，纬向14根/吋，力学特性：抗拉强度径向≥1700n/50mm,抗拉强度纬向≥1500n/50mm，延伸率径向≤20%，延伸率≤25%，顶破强度3500n，剥离强度20n/50mm，梯形撕裂强度径向≥400n,梯形撕裂强度纬向≥300n，抗紫外线强度保持率（96h）90%；水力性能：等效孔径q95

5.3软体排采用380 g/m?复合土工布（230g/m?的编织布与150 g/m?短纤涤纶针刺无纺土工布复合），但未有技术指标。 6.质量控制措施

6.1平均处于低水位以下的充填袋铺设质量需进行潜摸检验。检验项目：平面位置，通缝宽度，厚度；相邻袋体之间不允许出现不接触现象。

6.2袋装砂棱体的充填袋在围堤横断面方向须整块制作，顶层袋充填后应尽量平整（≤±5厘米）；在纵向上袋体长度以利于制作和施工方便为宜，但不应小于15米。

6.3袋体逐层加高，不可在局部堤段一次性加高两层或以上。特别是棱体顶部袋底，应严格控制施工速率。施工期间不得在已作好的棱体上随意堆载砂石料。

6.4袋体充填后外露部分做好覆盖保护，平均水位以上袋装砂棱体完成后防止在阳光直射下暴露超过15天，为减少管袋的裸露辐射，围堰施工完毕立即进行边坡的防护，同时应避免人为和施工机械的破坏。

6.5充填砂袋构筑进行的同时，应及时进行外侧砂砾垫层及抛石的施工。对于外棱体相邻袋体的外坡边缘缝隙处利用小袋装砂进行人工修坡垫平，防止留有空隙袋体边缘受力而导致袋体损坏。迎浪面注意海浪淘刷，出现空隙及时跟踪填补调整外侧坡轮廓线水平为止，形成符合设计的坡面。

6.6在施工中充填砂袋的袋体之间不得夹有淤泥。

6.7充填袋的充满度控制在80%以上，下层充填袋在固结度达到70%后，可以进行上一层充填袋的施工。一般相隔24小时以上。上下层采取平行顺序法作业。上、下层充填袋连接采用系缆，不允许用钢丝穿透袋布进行连接。袋子加工时应留出充填袖口，袖口尺度应根据充填机具确定，充填完成后，必须将袖口扎紧。施工过程中，袋子不得有破损，如发现破损，必须及时进行等强度修补，以防袋内充填物流失，造成堤坝塌陷。