单志浩，韩崇蛟，李少俊

（上海交通建设总承包有限公司，上海　200136）

一种创新型联体软体排-砂袋护底工艺及应用

单志浩，韩崇蛟，李少俊

（上海交通建设总承包有限公司，上海200136）

分开铺设的护底软体排和袋装砂在工况条件复杂情况下难以确保铺设质量，施工进度受到制约，施工成本增加。通过技术革新，改变常规的排袋加工工艺及施工方法，将尺寸较短的两张软体排和一张砂袋体加工为一张通长的联体排袋，进行整体铺设及充灌，解决了常规铺设软体排及袋装砂的施工质量问题，大幅度提高了施工效率，降低了施工成本，创造了较高的经济效益。

护底软体排；袋装砂；联体排袋；加工工艺；施工质量；经济效益

上海国际航运中心洋山深水港区四期工程西侧导流堤工程全长1 509.5m，采用软体排及充灌袋装砂护底结构，其中软体排铺设8.4万m2，袋装砂充灌5.6万m2。西侧导流堤位于东海大桥、小乌龟岛、西围堤及南侧码头交汇处，流场变化复杂，平均泥面标高在-9m左右，实际平均水深11 m左右，施工区域流急水深[1]。而同一横断面护底结构由北侧25 m软体排、中间63 m充灌袋装砂及南侧40m软体排三张排体组成。常规护底施工工艺为：先铺设南北侧的软体排，再充灌中间袋装砂，铺设质量难以保证，施工进度受制约，施工成本增加。在这种工况下，采用了创新型联体软体排-砂袋护底工艺并获得成功应用。

1　工程概况

1.1工程位置

西侧导流堤位于洋山深水港区四期工程的最西端，作用是归顺码头前沿水流，堤轴线全长1 509.5m，东端与西围堤相接。

1.2护底结构

护底结构采用铺设砂肋软体排及0.5 m厚的充灌袋装砂[2]，其中南北两侧软体排长度分别为40m和25 m，中间充灌袋装砂长63 m[3]。

2　设计要求及施工难点

2.1设计要求

排体采用500 g/m2针刺复合土工布，由380 g/m2机织布与120 g/m2无纺布复合而成[4]；软体排砂肋直径为30 cm，采用380 g/m2机织布制作而成；软体排布纵向每米设置1根10 cm宽的加筋带；铺设后相邻软体排的搭接宽度不得小于3 m。

充灌袋装砂采用380 g/m2机织布制作而成，中间每米增加1根10 cm宽通长加筋带；每5 m增加1排袖口，可供尼龙管插入袖口进行充灌。

2.2施工难点

本工程区域水流动力条件复杂，施工区域处于水流冲刷通道，涨落潮流速较大，在2～3 m/s左右，施工过程中绝大部分时间（除平潮时段）软体排受水流冲刷严重，施工区域平均泥面标高在-9 m左右，实际平均水深在11 m左右。软体排受到水流直接冲刷，25 m或40 m的软体排悬挂在翻板上，其抗拉和抗偏移能力较差，软体排易发生偏移，单侧偏移距离可达到2～3 m，大潮汛施工时最大偏移距离达到5～6 m。当排体触底后，软体排已经产生了较大的偏移，施工质量无法达到设计要求。软体排在急流下偏移变形照片见图1。

图1　软体排偏移变形照片Fig.1　Offset deformation field photosof softmattress

在试验段施工中，潜水员在潜摸北侧1号、2号排尾时发现比北侧3号软体排尾短4～5 m。随即在北侧2号软体排排尾C点（如图2）重新下水进行定点潜摸，潜摸结果显示1号、2号排尾横向搭接较小，排尾未到位。通过施工过程中的质量巡查及施工结束后的潜摸情况来看，在本工程施工区域施工条件较差的工况下，较短的软体排会出现铺设不到位的情况，需要重新补排，大大降低了施工效率和铺设质量，增加了施工成本。

图2　潜水员水下潜摸范围示意图Fig.2　Sketch of the driving and touch range for divers under water

3　新型联体排袋护底工艺的创新及应用

3.1新型联体排袋构思

针对软体排施工过程及潜摸检测出的问题[5]，设想将南北两侧的软体排及中间的充灌袋装砂加工为1张通长的联体排并将其作为整体铺设下水。联体排袋创新的核心思路是：通过改进，将2张软体排和1张充灌袋装砂袋体串联，形成一个整体进行施工，避免因软体排过短导致尾部铺设不到位，可大大提高铺排船施工效率，提高施工进度，节约施工船舶的使用成本。

3.2联体排袋加工

本创新工艺最大难题在于联体排袋体加工，将3块排体加工为一体，并保证其抗拉强度及各项指标符合要求是成功与否的关键。

为保证联体排袋的整体性及抗拉性，采用通长加筋带贯穿整张联体排袋体，同时软体排与袋装砂之间的拼缝强度必须满足要求。经过多套方案研讨，最终确定排袋体加工程序为：

1）单幅进行拼接、加工成1张128m×30 m的380 g/m2的机织布排体。

2）排头25 m长度范围按照设计软体排缝制要求，复合1张25m×30m的120 g/m2无纺布。

3）排尾40 m长度范围复合1张40 m×30 m的120 g/m2无纺布。

4）将事先已裁好的128m通长加筋带按照设计1 m间距缝制到排体上。

5）在中间63 m范围内根据设计每5 m缝制1排袖口。

6）单幅拼接、加工成1张63 m×30 m的380 g/m2的机织布排体，并按照设计要求每1 m缝制加筋带。

7）将63m×30m的排体与128m×30 m的排体（排头、排尾已针刺复合、加筋带及袖口已缝制）进行拼接，拼接处采用丁缝法。为保证抗拉强度，在拼缝横向处增加1道或2道加筋带，增加拼缝强度。至此1张联体排袋加工完成，加工示意图详见图3。

图3　联体排袋加工示意图Fig.3　Schem atic processing of coup let p latoon

4　应用效果

4.1施工效率

联体排袋护底工艺应用到西侧导流堤工程中，大大提高了施工效率，达到了预期的目标。由于原先设计的排体较短，排头需要在平潮水流较缓的时段进行铺设，3张排体至少需要3个平潮方能完成铺设，需要36.5 h左右，耗时较长；采用联体排袋工艺，施工时间在24 h左右，缩短约12.5 h，施工效率提高了约34%。新工艺与原方法施工效率统计见表1。

表1　新工艺与原方法施工效率统计表Table1　Statistical tab le for construction efficiency of new technology and conventionalmethod

4.2施工成本

生产成本主要包括铺排船、锚艇及其他辅助船舶费用、人员管理费用及排布加工费用。新工艺在施工效率提高34%的情况下，施工时间大幅缩短，相应的施工船舶及管理人员费用也减少。新工艺需要将3块单一软体排、砂袋拼接为1张联体排袋，加工工序增多，加工成本上升。原方法3张排体需要2个搭接，采用1张排袋体后可以减少2个搭接，同一断面（30 m宽）可以减少600 m2搭接排布。经测算，同一断面新工艺可减少生产成本18.6%，见表2。

表2　成本对比表Table2　Cost com parison table元

4.3施工效果

排布的宽度为30m，施工过程中加强现场质量控制，在水流较急的情况下采用丙纶绳对排布两侧进行拉伸固定，防止水流冲刷排布引起位移。经过典型段施工，联体排袋在翻板上偏移量比较小，铺设质量较好。铺设结束后及时进行潜摸及旁扫[6]，结果显示铺设效果较好，相互之间的搭接在2～3 m左右，排头排尾的边界均在设计范围内（图4），达到了预期的效果。

图4　新工艺施工后旁扫图Fig.4　Side sw eep map after the construction of the new process

5　结语

针对洋山深水港区四期工程西侧导流堤护底软体排及袋装砂铺设中遇到的技术难题，通过技术创新，工艺改善，采用了创新型联体排袋施工方法，在同一横断面上进行整体铺设及充灌，解决了在水深流急、排布袋体尺寸较短情况下铺设效果不理想、施工效率低、施工成本高等问题。

创新型联体软体排-袋装砂护底工艺达到了预期的效果，满足设计及规范要求，积累了宝贵的施工参数和经验，值得在其他类似工程中推广。

[1]中交第三航务工程勘察设计院有限公司.上海国际航运中心洋山深水港区四期工程西侧导流堤工程施工图设计说明[R]. 2014. CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd.Construction design description of the diversion dike on the west side of Yangshan deepwater portphase IV project in Shanghai internationalshipping center[R].2014.

[2]JTS154-1—2011，防波堤设计与施工规范[S]. JTS 154-1—2011,Code of design and construction ofbreakwaters [S].

[3]中交第三航务工程勘察设计院有限公司.上海国际航运中心洋山深水港区四期工程西侧导流堤工程施工图[R].2014. CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd.Construction drawing of the diversion dike on the west side of Yangshan deepwater port phase IV project in Shanghai international shipping center[R]. 2014.

[4]JTJ239—2005，水运工程土工合成材料应用技术规范[S]. JTJ 239—2005,Technical code for application of geosysynthetics forportand waterway engineering[S].

[5]JTS257—2008，水运工程质量检验标准[S]. JTS 257—2008,Standard for quality inspection of port and waterwayengineering construction[S].

[6]JTS 131—2012，水运工程测量规范[S]. JTS 131—2012,Specification for port and waterway engineering survey[S].

A bottom protection technology for coup let of innovative softmattress and sand bags and its app lication

SHAN Zhi-hao,HANChong-jiao，LIShao-jun
（ShanghaiCommunications Construction Contracting Co.,Ltd.,Shanghai200136,China）

Separate laying of the bottom protection softmattressand sand bags in the complexworking conditions is difficult to ensure the laying quality,the construction progress is restricted,and the construction cost is increased.Through technical innovation,we changed the conventional processing technology and construction method of the softmattress and sand bags, connected two shortsoftmattressesand a sand bag intoa long coupletplatoon,whichwas laid and filled in thewateras awhole. It has solved the laying construction quality problems of softmattress and sand bags,and greatly improved the construction efficiency,reduced the construction cost,created ahigh economic efficiency.

bottom protection soft mattress;sand bags;couplet platoon;processing technology;construction quality; economic benefits

U656.2

A

2095-7874（2016）10-0013-03

10.7640/zggw js201610003

2016-03-23

2016-07-25

单志浩（1973— ），男，安徽砀山人，硕士，高级工程师，技术部经理，港口与航道工程专业。E-mail：szh760912@163.com