沾益县西河中小河流治理工程土工管袋围堰设计与施工

2012-10-19张德飞

水利建设与管理 2012年10期

张德飞

(云南省沾益县水务局 655331)

1 沾益县西河中小河流治理工程概况

西河发源于马龙县沿口的磨刀箐，属珠江流域西江水系，为南盘江上游右岸一级支流，在沾益县李家圩汇入南盘江，是沾益县与麒麟区的交界河流，流域径流面积237.4km2。西河主河道长38.5km，河道平均坡降3.48‰，地理坐标为东经 103 °30'～ 103°45'，北纬25°30'～ 25°40'之间。西河防洪保护麒麟区、沾益县25.14万非农业人口，耕地1.49万hm2。河道控制灌溉面积1233.33hm2。保护贵昆铁路线一条，保护326国道、珠江源大道、曲胜高速公路等三条公路。西河中小河流防洪治理标准为10年一遇，防护区等级为Ⅳ等。批复建设内容为自西河与南盘江交汇口起(K0+000)至交汇口以上8.3km处(K8+300)，治理河段长8.3km，复核总投资2981.26万元。主要完成土方开挖15.09万m3，土方回填39.58万 m3，浆砌石支砌1.74万m3，干砌石支砌1.75万 m3。

2 土工管袋围堰设计

2.1 土工管袋围堰设计思路及优点

“土工管袋”围堰是利用高强度土工织物缝制成的滤水柔性结构材料(直径从1.5～5.0m)充填疏浚淤泥。土工管袋适当的孔径将泥水进行分离，底泥沉积于袋中，经脱水固化淤泥，形成坚固的土体围护结构，以代替传统的碾压土石围堰。这种方法可充分利用疏浚淤泥，有利于保护环境、节约资源，满足工程的环保需求。利用河床淤泥充填土工管袋形成围堰，不需要进行大规模的取土和汽车运输。施工可根据实际地形现场裁剪管袋缝织而成，不受降雨等自然条件的限制，具有经济、灵活的特点。

2.2 土工管袋材料选择

土工管袋材料为聚乙烯GEOTEX4×6高性能机织土工织物，由于充灌后土工管袋中土体的固结，管顶高程将有所降低，同时为保证稳定要求和管袋底面积，设计选用管径为3.6m的土工管袋，土体固结后管高1.5m，满足高度要求。在固结过程中需通过连续观测，若发现管顶高程不足，应及时补充充灌，直至达到设计要求为止。铺设土工管袋时，每段管袋的长度依现场地形而定，在围堰直线段搭接，相邻管袋之间的接头处的搭接长度为2～3m，先充灌搭接在上部的管袋，再充灌底部的管袋。当标高达到要求时，用强聚酯绳捆扎。管袋接头部分预先缝制用于绑扎绳的环套，然后穿绳绑扎，也可绕管袋绑扎或与地面的固定绳连接。绑扎绳的规格为PETM1000/3DSP1000/4。

2.3 土工管袋顶高程确定

管袋顶高程按式(1)计算确定。设计中，土工管袋顶高程为1890.85m，设计吹填高程为1890.25m，土工管袋底高程为1889.35.35m，管袋直径3.6m。见标准横断面图。

式中，h——围堰顶高程，m;

hT——吹填设计高程，m;

hc——预留沉降量，m，根据吹填土及地基土质计算确定;

hA——安全超高，m，取0.4m。

2.4 基础设计及排水

土工管袋围堰基础应满足稳定和耐久性要求，选用了土夹石、碎石、塑料薄膜、竹板、木桩等方法进行处理。将围堰的压重平台以上的吹填淤泥挖除，利用上述材料回填至高程1888.85m，以利稳定和排水;木桩桩径0.1m，平均长1.5～2.5m，机械压入土体。木桩行距1.0m，列距0.8m，梅花形布置，木桩顶部用竹板铺平，土工格栅整体包裹土夹石和碎石土找平，后放置土工管袋。见标准横断面图。

标准横断面图(单位:cm)

3 土工管袋围堰施工

3.1 充灌工艺及要求

每段(20m，下同，特殊地形除外)土工管袋顶部设有两个充灌口。疏浚机具吸泥后，水、淤泥混合液通过输送管由充灌口进入管袋，淤泥在管内沉淀固结，管内混合液压超过规定值(1200KPa)时，从另一个充灌口的软管排放减压，利用挖泥船上专用设备控制进液压力及流量。每段土工管袋分3次充灌，同时选择几段管袋进行连续循环充灌，既提高施工效率，又利于充灌淤泥分时段充分固结。每段土工管袋第一次充灌达到0.2～0.3m高时，须对土工管袋的位置进行修正，直至与设计位置相符。最后一次充灌需达到1.5m，待其排水固结后，连续观测管袋顶局部点下降趋势，并补灌至设计高程。管袋内含水率低于45%，认为淤泥固结基本完成，充灌结束。

3.2 土工管袋防渗施工

土工管袋充满后，为防止管袋内淤泥排出的大量渗透水冲刷或浸泡管袋基础，应对地基进行防渗处理。管袋基础两侧均开挖出铺防渗土工膜的排水沟，它与基础的碎石垫层一同起到渗透、有规律排水的作用。土工管袋充灌过程中，渗透水从管袋四周渗出经碎石垫层流入排水沟排向基础外，管袋中土随之固结。充灌后形成设计标高的围堰，在向围堰内吹填淤泥之前，为防止吹填淤泥与土工管袋接触，管袋表面从顶部开始沿管袋向内侧(吹填淤泥侧)铺设二布一膜防渗土工膜(125g/0.25mm/125g)，并埋入淤泥中。管袋在吹填过程中内侧排出的渗透水，经土工膜中紧贴管袋的一层土工布渗入下部碎石垫层，而后排出基础外。见标准横断面图。