吴振纯

摘要：通过对膜袋砂围堰施工相关情况进行分析与探究，将理论联系实际，证明淤泥地区环境及河底存在少量抛石的情况采取膜袋砂围堰施工方式比较理想。膜袋砂围堰的优点是在软土地基环境不易出现沉降和变形，闭水效果好，围堰本身比较稳定，随道围堰内水逐渐抽干，砂土逐渐固结，堰体的强度随着时间逐渐增长。另外，浙江地区砂土较多，一般情况下可以就地取材，施工相对更加简单，基本上不需要使用大型机型设备。本文针对膜袋砂围堰在小水利工程中的应用情况进行探讨。

关键词：膜袋砂围堰、水利工程、应用

绍兴市鱼渎江下穿萧甬铁路（遵义铁路桥）扩建工程位于绍兴市镜湖新区东浦镇鱼渎江流域，最大水深约4m，毗邻柯桥区，与既有萧甬铁路垂直相交于萧甬线42#桥、43#桥，为减少咽喉区卡控，改善萧甬铁路沿线防洪现状，本工程在既有萧甬铁路框架桥（43#桥）的东面（宁波方向）扩建3孔8m框架，河底为淤泥质黏土，σ。=65kpa，且此处河道经过三次改移，河底的地质情况较复杂，存在以前施工时遗留的少量抛石。设计施工方案为12m长拉森钢板桩+2m宽草袋填筑+25m长φ80@90cm钻孔灌注桩，封闭43#桥，采用42#桥通水，项目部通过现场调查，设计方案施工难度大，工期长，费用高，不利于项目的推进。通过与监理单位、设计单位、建设单位和地方业主的沟通，河道采用膜袋砂围堰全封闭施工，确保项目快速安全推进。

1 两种围堰施工方法的比较

1.1 设计方案

设计施工方案为12m长拉森钢板桩+2m宽草袋填筑+25m长φ80@90cm钻孔灌注桩。

施工难度大：钻孔灌注桩在河道中施工需要搭设排架平台采用深护筒施工或河道内全部填土后陆地上施工，两种施工平台的措施费用较高，且河道经过3次改道，如河底抛石未清理干净，需要改用冲击钻进行施工。

施工工期长：钻孔桩平台施工约1个月，钻孔桩施工约2个月，拉森钢板桩与钻孔桩内2m宽草袋填筑约一个月，整个围堰施工约4个月。

施工费用高：无论采用排架平台还是土平台，施工措施费约100万左右，钻孔桩、拉森钢板桩和草袋填筑的直接工程费约500万，还不含围堰的拆除费用。

围堰拆除难度大：钻孔桩需要在无水的情况下采用机械凿除，不能在河道通水的情况下作业，钻孔桩拆除后12m长拉森钢板桩不足以抵抗4m水深的压力，需要在拉森钢板桩外围再设置一道围堰。

围堰的变型小：桩顶的设计监测控制标准累计值为25mm，变化速率为2mm/d，围堰为刚性结构，稳定性好。

1.2 实施施工方案

变更采取5m宽5m高膜袋砂围堰。

施工难度小：膜袋砂围堰施工机械设备为高功率水泵，主要为人工施工，不需要大型机械设备，人工搭设φ50mm定位钢管，铺设膜袋，充填砂土。

施工工期短：鱼渎江上游膜袋砂围堰长度70m，下游膜袋砂围堰长度120m，2016年12月施工上游围堰，考虑到春节应急能力弱，两侧围堰全部封闭如遇暴雨可能造成水淹线路路基，2017年2月施工下游围堰，整个围堰施工2个月，如果不是遇上春节施工节点，上下游围堰施工可同时进行，工期可进一步缩短。

施工费用低：膜袋砂围堰施工不需要施工平台，无措施费，190m围堰施工及拆除费用约200万，因绍兴地区土方外运费用高（65元/立方米），如当地土方外运费用低，成本还可以降低。

围堰拆除难度小：围堰内放满水后水面上的砂土可以直接用泥浆泵抽走，水面以下的直接用挖泥船挖，可以水中作业，不需要再设置围堰。

围堰的变形大：因膜袋砂围堰为柔性结构，主要靠自重抵抗水侧压力，设计验算的最大变形为434mm，最大沉降为284mm;实际施工时监测的最大位移变形为88.25mm，最大沉降为57.12mm;位移和沉降变形较大，位移沉降主要发生在抽水期间，膜袋砂围堰砂土中的水全部渗出后基本没有位移，砂土在干燥的情况下强度较高，堰体的强度随着水的渗出逐渐增强。

2 材料选择

砂土：膜袋和龙心里充填砂采用普通砂土，粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量的85%，粒径小于0.005mm粘粒的含量小于5%;要求吹填时含砂量不小于60%，含泥量不大于15%，干容重不小于14.5kN/m3。

围堰大砂袋材料要求：充填砂袋采用大型丙纶编织袋，长度为围堰通长，尽量避免围堰中有搭接接头，增加围堰的整体稳定，每个膜袋幅宽可根据围堰的大小调整，本工程膜袋幅宽采用2m，水面以上的膜袋需采用防老化土工布，要求自然暴露6个月后的强度不小于原强度的80%。

定位钢管：定位钢管采用建筑上标准φ50mm钢管，钢管长度可根据围堰的高度调整，本工程定位钢管插入河底1m，钢管顶采用横向钢管扣件联结，保证在膜袋充填砂时膜袋固定，不要产生移动，线型准确。

3 膜袋砂施工作业流程

定位放线：根据设计围堰的位置定位放线，因膜袋砂充填位于水下且充填时侧向压力较大，如定位钢管不够牢固容易产生位移，为确保达到围堰内设计工作面放样时要有一定的富余。

河床清理：定位钢管施工之前需对围堤基础进行适度清理，保证堰基较为平顺，没有尖锐物，避免对膜袋产生破坏。

钢管定位：本工程定位钢管选用直径ф50mm，间距1m，长度6m，保证伸入河床以下不小于1米，每个横断面插入四根，插入管桩横向采用ф50mm钢管扣件连接，定位钢管要设置牢固。

膜袋铺设：膜袋水上铺设，利用竹排将膜袋在定位钢管桩间拖运至对岸锚固固定，另一端膜袋口连接泥浆泵管口，灌砂时让膜袋顺定位桩沉入水底。

膜袋充填：充填时先将水与砂土混合造浆，然后用泥浆泵抽取混合浆充填，泥浆泵出口压力量控制在0.02～0.1Mpa。灌砂应均匀对称进行，先灌充两侧膜袋，两侧膜袋充填宽度1m、高度1m，充满度控制在70%左右，再水下充填3m宽1m高龙心。两侧膜袋和龙心充填逐层加高，每层高度1m，两层袋体充填时间间隔应大于24小时，直到膜袋和龙心堆至设计标高。充填过程中应密切关注定位钢管的变形，有无发生偏位，当发生偏位时应查明原因，对定位钢管进行加密加固，保证充填线型准确。·

基坑抽水：抽水时应严格控制水位降幅，每天50cm 左右，并加强堰体位移和沉降观测，注意堰体脱水、渗水通道，避免集中渗水，形成管涌。

4 结语

在软基上利用膜袋砂围堰，可以有效的起到防水、防渗及加固的作用，还能节省空间，就地取材与施工，不需要使用大型机械设备，因此这是一项效率高、实用广，又简单易行的可行性技术。又由于膜袋砂围堰本身重量轻、对地形地貌适应力强，施工难度低，工期短，所以还能够很有效的降低施工成本。

因为膜袋砂围堰为 柔性结构，位移量大，通过施工总结和方案的优化，可近一步提升围堰本身的稳定能力，使其发挥出更大的作用。

横断面设计成梯形：绍兴市鱼渎江下穿萧甬铁路扩建工程围堰施工为5m宽5m高矩形，围堰主要靠自重抵抗水的侧压力，围堰横断面设计为阶梯形更能增加稳定性，提高抵抗位移变形的能力。

围堰的线型设计成拱形：绍兴市鱼渎江下穿萧甬铁路扩建工程围堰纵向线型为直线，实际施工时监测的最大位可以通过位移使堰体内的砂土进一步密实，提高抵抗变形的能力。

参考文献

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