玻纖復(fù)合土工布充填袋施工技術(shù)探究

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一、工程概況

1．概述

連云港港徐圩港區(qū)西防波堤工程施工項(xiàng)目XXP-SG標(biāo)段，全長(zhǎng)4,507.18m。工程防波堤基礎(chǔ)采用排水板+砂被處理，堤身采用充填袋+開山石混合結(jié)構(gòu)，充填袋作為堤身加筋作用，其中充填袋分為玻纖A型、玻纖B型、普通機(jī)織布充填袋3種，堤身典型斷面圖如下：

2．工程所在地水文條件

參考連云港廟嶺潮位站1996~2000年潮位觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)本海區(qū)潮位特征值如下：平均海平面2.97m，年平均高潮位4.84m，年平均低潮位1.18m，多年最大潮差6.11m。多年最小潮差1.40m，平均潮差3.69m。本海區(qū)來浪主要以東北風(fēng)、東南風(fēng)為主。

3．工程特點(diǎn)的分析

綜合現(xiàn)場(chǎng)情況考慮，玻纖充填袋施工有以下特點(diǎn)：

（l）銜接段及淺灘區(qū)一般鋪排施工船舶無法近岸作業(yè)，水深較淺處運(yùn)砂船出入受潮水影響制約較大，淺灘區(qū)存在大量的軟弱淤泥，人工無法進(jìn)行攤鋪施工，因此，除船舶選型應(yīng)盡量吃水淺外，同時(shí)，還需考慮其它施工工藝作為補(bǔ)充。

（2）在夏季臺(tái)風(fēng)及冬季寒潮施工期間，海面風(fēng)浪較大，充填袋容易在風(fēng)浪及紊流作用下將會(huì)產(chǎn)生變形、鼓包、撕裂、漏砂，除及時(shí)覆蓋保護(hù)外，還應(yīng)從材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面作出改進(jìn)。

（3）玻璃纖維經(jīng)編復(fù)合土工布（簡(jiǎn)稱玻纖布）是利用玻璃纖維的強(qiáng)度高，延伸率低，防腐防老化的特點(diǎn)制作的300KN/m以上的高強(qiáng)度材料，用于淤泥地基加筋層袋裝砂斜坡筑堤。玻纖布原材料本身就是一項(xiàng)新材料和新技術(shù)，而且利用300KN/m以上玻纖經(jīng)編復(fù)合土工布加筋材料用作防波堤充填袋筑堤在國(guó)內(nèi)尚屬首次。與以前類似工程的充填袋施工對(duì)比，本工程所用的充填袋材料玻纖布具有單位面積重量大，抗拉強(qiáng)度對(duì)比以往充填袋所用材料大等特點(diǎn)，因此為保證玻纖充填袋施工質(zhì)量，并為今后玻纖充填袋在砂被堤制定成熟的施工工藝，有必要研究玻璃纖維經(jīng)編復(fù)合土工布在淤泥地基中施工工法。

二、玻纖土工布袋體加工

本工程所使用的玻纖充填袋原材料為在生產(chǎn)廠家按照定尺加工，運(yùn)至工地附近加工廠內(nèi)進(jìn)行袋體縫制、粘接、打包。玻纖A型、B型充填袋斷面結(jié)構(gòu)如下：

（1）施工工藝流程來料檢驗(yàn)→縫制和拼幅→縫制袖口→拼縫粘接→檢驗(yàn)、打包、入庫(kù)

（2）施工方法①袋體縫制玻纖復(fù)合土工布充填袋根據(jù)各斷面寬度直接委托土工布廠家加工成定尺的布體，玻纖復(fù)合土工布加工每幅幅寬為4.5m，兩側(cè)預(yù)留25cm機(jī)織布供現(xiàn)場(chǎng)拼接縫制。因玻纖土工布每平米重量較大，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工能力，每個(gè)玻纖充填袋尺寸寬度定為8m。玻纖袋之間接縫采用丁縫，包縫寬度為5cm，接縫采用3道錦綸線，平行走向，針腳間距控制在7mm。玻纖布之間機(jī)織布拼縫完成后應(yīng)控制在30cm之內(nèi)。A型玻纖充填袋拼縫采用環(huán)氧樹脂膠結(jié)，膠結(jié)寬度為1m，膠結(jié)時(shí)，保證接縫寬度一致，并將上下壓緊密。粘接時(shí)嚴(yán)格按照粘膠配合比進(jìn)行調(diào)制，涂膠時(shí)將玻纖布表面涂抹均勻，涂抹完成后用人工滾杠將表面碾平，并壓載重物直至環(huán)氧樹脂膠凝固硬化。B型玻纖充填袋拼幅采用自動(dòng)拼排機(jī)進(jìn)行縫制拼接，拼幅縫制時(shí)移動(dòng)整張排布（袋體），并使前移速度與縫紉機(jī)針腳送布速度一致，同時(shí)保證縫制線縫順直。袖口布置：在袋體上按照6m間距做標(biāo)記，在標(biāo)記的位置上按照袖口大小開圓口，袖口材料可采用砂被袋體制作剩余的250g/m2編織布邊角料，袖口縫制在兩塊玻纖復(fù)合布的機(jī)織布接縫處，縫制2道線，縫制時(shí)注意避免破壞玻纖布。因每個(gè)玻纖充填袋尺寸較小，為加快施工進(jìn)度，計(jì)劃鋪排施工時(shí)同時(shí)下放3個(gè)袋體。為保證袋體之間連接緊密，在玻纖A、B型充填袋兩側(cè)（沿鋪排方向）縫制加筋帶包邊，縫線2道，針腳間距控制在7mm以內(nèi)，在包邊處每隔2m設(shè)置一道加筋帶拉環(huán)。

三、施工技術(shù)及工藝

根據(jù)不同區(qū)段的水深情況，本工程在不同區(qū)域采取了定吹船輔助人工施工、傳統(tǒng)鋪排船鋪排等施工工藝。

1．定吹船輔助人工施工

定吹船及人工輔助施工，袋體縫制好后打包，出廠運(yùn)至堤頭后將袋體轉(zhuǎn)運(yùn)至施工區(qū)。鋪設(shè)前測(cè)量部門對(duì)鋪放邊線進(jìn)行測(cè)量定位，并用油漆做好標(biāo)記，將袋體運(yùn)至施工區(qū)后采用人工打開并定位至設(shè)計(jì)邊線。近岸段吹砂施工采用2條定吹船，停在滿足砂船靠泊并能在低潮時(shí)進(jìn)行施工區(qū)域，接浮管至施工區(qū)，在泵管處接分管頭，將充砂管插入充填袋袖口開始充砂，并輔以人工踩踏加快粉細(xì)砂流動(dòng)速度，避免在局部地方堆積過高。充砂厚度滿足設(shè)計(jì)要求后將管頭移至其他袖口繼續(xù)充砂，直至充砂完成，并將所有袖口扎緊，防止粉細(xì)砂流失。在充填過程中如一次達(dá)不到理想高度，待砂袋稍有固結(jié)后，再進(jìn)行二次或多次充填，直至達(dá)到理想的充滿度。

2．鋪排施工工藝

采用傳統(tǒng)鋪排工藝，即鋪排船，將玻纖充填袋卷在一條鋪排船的滾筒上，水深滿足施工船舶吃水要求時(shí)進(jìn)至鋪設(shè)位置，并開始進(jìn)行鋪排施工。玻纖充填袋施工方向?yàn)榇怪庇诘躺磔S線方向，由港內(nèi)側(cè)向外海側(cè)進(jìn)行鋪設(shè)。砂船靠在鋪排船的另一側(cè)，船上吊機(jī)將泥漿泵吊上砂船，利用高壓水槍將砂船內(nèi)的砂稀釋成砂漿，經(jīng)泥漿泵將砂漿充灌在袋體內(nèi)。根據(jù)充砂船上的DGPS定位系統(tǒng)的顯示，配合進(jìn)行移船和充砂施工，直到整個(gè)砂袋充灌完畢。

四、施工工藝的改進(jìn)

1．玻纖充填袋袋體尺寸的選擇

從工程前期試驗(yàn)袋體情況來看，因玻纖復(fù)合土工布材料重量達(dá)到1,200g/m2，加工成16m寬袋體重量達(dá)到2.69~3.38t不等，且沾水后重量將超過4t，對(duì)袋體打包、上船展開、卷滾筒等都造成較大的困難，且施工效率較低，經(jīng)改成8m幅寬袋體后重量減小，每個(gè)袋體重量為1.34~1.69t，袋體制作完成后打包及上船施工都比較方便。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工能力，玻纖充填袋加工為8m幅寬，為保證施工工效，充填袋卷上滾筒時(shí)同時(shí)卷3個(gè)8m充填袋，有效推進(jìn)長(zhǎng)度為24m。

2．玻纖充填袋卷排工藝的改進(jìn)

鋪排施工采用傳統(tǒng)的鋪排船施工工藝，即袋體卷上滾筒之后，運(yùn)砂船靠檔，高壓水槍沖水將粉細(xì)砂稀釋，用泥漿泵將充填砂輸送進(jìn)袋體內(nèi)。然后，砂漿中的水分通過袋體的孔隙自然排水固結(jié)形成棱體。因玻纖布材料重量的問題，8m幅寬袋體逐次下放耽誤大量的移船時(shí)間，施工工效低下，因此采用3個(gè)袋體一起卷排，袋體之間為防止在下放過程中受風(fēng)浪流的影響開，從而不能形成有效搭接，在玻纖袋加工過程中，玻纖袋體制作時(shí)沿鋪排方向（垂直于堤軸線）在每隔2m縫制加筋帶拉環(huán)；鋪排時(shí)采用鐵絲將加筋帶拉環(huán)緊密連接。

五、結(jié)語(yǔ)

由于對(duì)玻纖A型充填袋的接縫工藝采取環(huán)氧樹脂膠結(jié)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況合理選擇了袋體尺寸及改進(jìn)了鋪排施工工藝，施工工效和質(zhì)量均得到了保證，為下步工序的大規(guī)模施工創(chuàng)造了有利條件。通過玻璃纖維經(jīng)編復(fù)合土工布在斜坡式防波堤的大規(guī)模應(yīng)用，改進(jìn)了傳統(tǒng)的鋪排施工工藝，研制了新型土工材料的粘接工藝，滿足了設(shè)計(jì)及施工要求，為今后類似材料在防波堤工程建設(shè)的應(yīng)用提供了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。

作者：范開翼 杜偉 單位：中交三航局