高韌聚丙烯土工管袋在臨時(shí)圍堰護(hù)面結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

吳鎂熙

摘 要：針對受水流及波浪沖擊較大的臨時(shí)圍堰，其臨海側(cè)護(hù)面結(jié)構(gòu)通常采用模袋混凝土形式，但該結(jié)構(gòu)一般存在投資較大、工期較長的問題，為避免類似的情況發(fā)生，經(jīng)研究，在大小嶝造地圍堰工程中臨時(shí)圍堰外側(cè)護(hù)面采用高韌聚丙烯土工管袋形式，在確保工程質(zhì)量安全的前提下，該結(jié)構(gòu)即避免了模袋混凝土后期產(chǎn)生的破除和搬運(yùn)工序，又節(jié)約了工程投資，同時(shí)還縮短了施工周期，具有較高的實(shí)用和推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高韌聚丙烯土工管袋 臨時(shí)圍堰 護(hù)面結(jié)構(gòu)

大小嶝造地圍堰工程位于廈門大嶝島的東部，屬廈門新機(jī)場主體區(qū)域二期造地范圍，圍堰為臨時(shí)性結(jié)構(gòu)。相比廈門臨近海域，工程所在處潮位及潮差較大，再加上每年受到熱帶氣旋和臺風(fēng)的影響，臨海側(cè)圍堰長期承受較大的水流及波浪沖擊力，為避免其堤芯砂的流失，需對圍堰臨海側(cè)區(qū)域采取適當(dāng)?shù)淖o(hù)面措施。

在大小嶝造地圍堰工程原設(shè)計(jì)中，內(nèi)外邊界圍堰均為實(shí)體斜坡式結(jié)構(gòu)，堤心采用袋裝砂形成，護(hù)面采用400mm厚模袋混凝土，考慮到圍堰外側(cè)為即將開工的機(jī)場主體區(qū)域三期造地項(xiàng)目，如采用模袋混凝土，后期排水板將無法施打，需對其進(jìn)行破除和搬運(yùn)，難免產(chǎn)生二次費(fèi)用，從節(jié)約投資的角度出發(fā)，提出了對原護(hù)面結(jié)構(gòu)優(yōu)化的建議。

文章在取消原模袋混凝土護(hù)面結(jié)構(gòu)的前提下，結(jié)合后期造地地基處理施工工藝，針對該工程所在環(huán)境，提出高韌聚丙烯土工管袋在該工程護(hù)面結(jié)構(gòu)中的可行性和優(yōu)越性。

1.工程概況

大小嶝造地圍堰工程面積為5.96平方公里，工程主要內(nèi)容包括內(nèi)外邊界圍堰、分隔圍堰、水閘及排水渠等，其中：外側(cè)無掩護(hù)圍堰設(shè)計(jì)頂高程7.0米，頂寬5.5米，長度5485米。圍堰底部由1米厚砂墊層通過施打排水板形成，兩側(cè)經(jīng)充填袋裝砂至+2.0米標(biāo)高后，中間再充填海砂至相應(yīng)標(biāo)高，再根據(jù)設(shè)計(jì)平面尺寸逐級加高充填袋裝砂至+7.0米?？紤]到后續(xù)工程會盡快實(shí)施的計(jì)劃安排，邊界圍堰和分隔圍堰均為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)波浪重現(xiàn)期取2年。

2.高韌聚丙烯土工管袋的技術(shù)參數(shù)及施工要求

2.1土工管袋的技術(shù)參數(shù)

高韌聚丙烯土工管袋原材料采用高韌聚丙烯，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)強(qiáng)度需滿足表1要求。

2.2土工管袋的施工要求

（1）實(shí)施前需確保高韌聚丙烯土工管袋單個(gè)管體長度不宜大于30m，在檢查完整后按照放線位置進(jìn)行鋪設(shè)和錨固，確保管帶軸線與圍堰軸線相平行。

（2）填充初始打開近端和遠(yuǎn)端管口，并保持中間管口的關(guān)閉狀態(tài)，確保沙漿會從袋體一個(gè)端口流向另一個(gè)端口，并隨著壓力的降低沙逐漸沉積下來。

（3）在單個(gè)袋體充填完成后，將所有充填口關(guān)閉緊密，避免后續(xù)波浪或其他擾動造成破口，同時(shí)，需確保土工管袋填充至設(shè)計(jì)高度，設(shè)計(jì)高度要大于等于土工管袋的理論直徑的一半。

后續(xù)填充袋體立面每層應(yīng)交錯(cuò)布置，各層縱向搭接長度不得小于5m，管帶間縱橫向應(yīng)緊密排列，見圖1。

（5）在后續(xù)工程未開展之前，應(yīng)加強(qiáng)對護(hù)面進(jìn)行巡查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)土工管袋袋體的老化、破損情況，如有破損應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。

3.圍堰外側(cè)高韌聚丙烯土工管袋護(hù)面可行性及優(yōu)越性

3.1高韌聚丙烯土工管袋護(hù)面可行性

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的可行性

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，計(jì)算方法參照現(xiàn)行《防波堤設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（JTS154-1-2011）第4.2.4條進(jìn)行確定，工程建成后各波點(diǎn)要素根據(jù)國家海洋局第三海洋研究所提供的現(xiàn)場波浪計(jì)算點(diǎn)進(jìn)行推算，同時(shí)，結(jié)合重現(xiàn)期為2年的波浪要素及現(xiàn)場地形情況，經(jīng)驗(yàn)算后，現(xiàn)場圍堰外側(cè)采用1000mm厚高韌聚丙烯土工管袋作為其護(hù)面材料能夠滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用要求，具體護(hù)面塊體穩(wěn)定重量及護(hù)面厚度按式①～式②計(jì)算：

式②中：n為護(hù)面塊體層數(shù)取1，c為塊體形狀系數(shù)取1.4，W為單個(gè)塊體穩(wěn)定重量0.487t，得出護(hù)面厚度為0.906m，設(shè)計(jì)取1000mm滿足要求。

（2）實(shí)際使用方面的可行性

本工程護(hù)面結(jié)構(gòu)于2017年4月完成，在經(jīng)歷多次季風(fēng)和臺風(fēng)的影響下，至今現(xiàn)場土工管袋袋體還完好無損，未出現(xiàn)老化及破損的情況，實(shí)際使用情況也驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)的可行性。

3.2高韌聚丙烯土工管袋護(hù)面的優(yōu)越性

對比原設(shè)計(jì)護(hù)面采用400mm厚模袋混凝土的形式，高韌聚丙烯土工管袋在滿足工程質(zhì)量和安全的前提下，在施工工序、合同工期和工程投資方面都有較大的優(yōu)越性，護(hù)面結(jié)構(gòu)優(yōu)化先后斷面對比圖，見圖2。

（1）在施工工序方面

因本工程圍堰為臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，待外圍三期填海造地項(xiàng)目啟動后，圍堰區(qū)域需重新施打排水板及堆載預(yù)壓，如采用原設(shè)計(jì)模袋混凝土護(hù)面，需先對模袋混凝土破除后方可確保后期排水打設(shè)到位，產(chǎn)生了不必要的投資浪費(fèi)，經(jīng)優(yōu)化后，高韌聚丙烯土工管袋護(hù)面避免對排水板打設(shè)的影響，確保了后期工序的順利銜接。

（2）在合同工期方面

按原設(shè)計(jì)施工組織方案，外側(cè)無掩護(hù)圍堰5485米模袋混凝土護(hù)面施工工期約3個(gè)月，高韌聚丙烯土工管袋護(hù)面實(shí)際施工工期僅為1個(gè)月，大大縮短了原合同工期。

（3）在工程投資方面

原模袋混凝土護(hù)面合同價(jià)為10712萬元，高韌聚丙烯土工管袋護(hù)面合同價(jià)為2789萬元，經(jīng)對比減少投資7923萬元，本次優(yōu)化的圍堰長5485米，平均每延米對比原方案節(jié)約1.44萬元，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4.結(jié)束語

根據(jù)本工程采用的高韌聚丙烯土工管袋在臨時(shí)圍堰護(hù)面結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，在經(jīng)過一年多時(shí)間的檢驗(yàn)后，該結(jié)構(gòu)既確保了工程的質(zhì)量和安全，又降低了工程投資，同時(shí)還縮短了施工周期，鑒于目前填海造地及地基處理項(xiàng)目中臨時(shí)圍堰外側(cè)普遍受水流和波浪沖擊較大，在此情況下，該結(jié)構(gòu)具有較高的實(shí)用和推廣價(jià)值。

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