玻纤复合土工布充填袋施工技术探究

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一、工程概况

1．概述

连云港港徐圩港区西防波堤工程施工项目XXP-SG标段，全长4,507.18m。工程防波堤基础采用排水板+砂被处理，堤身采用充填袋+开山石混合结构，充填袋作为堤身加筋作用，其中充填袋分为玻纤A型、玻纤B型、普通机织布充填袋3种，堤身典型断面图如下：

2．工程所在地水文条件

参考连云港庙岭潮位站1996~2000年潮位观测资料统计本海区潮位特征值如下：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。本海区来浪主要以东北风、东南风为主。

3．工程特点的分析

综合现场情况考虑，玻纤充填袋施工有以下特点：

（l）衔接段及浅滩区一般铺排施工船舶无法近岸作业，水深较浅处运砂船出入受潮水影响制约较大，浅滩区存在大量的软弱淤泥，人工无法进行摊铺施工，因此，除船舶选型应尽量吃水浅外，同时，还需考虑其它施工工艺作为补充。

（2）在夏季台风及冬季寒潮施工期间，海面风浪较大，充填袋容易在风浪及紊流作用下将会产生变形、鼓包、撕裂、漏砂，除及时覆盖保护外，还应从材料结构设计方面作出改进。

（3）玻璃纤维经编复合土工布（简称玻纤布）是利用玻璃纤维的强度高，延伸率低，防腐防老化的特点制作的300KN/m以上的高强度材料，用于淤泥地基加筋层袋装砂斜坡筑堤。玻纤布原材料本身就是一项新材料和新技术，而且利用300KN/m以上玻纤经编复合土工布加筋材料用作防波堤充填袋筑堤在国内尚属首次。与以前类似工程的充填袋施工对比，本工程所用的充填袋材料玻纤布具有单位面积重量大，抗拉强度对比以往充填袋所用材料大等特点，因此为保证玻纤充填袋施工质量，并为今后玻纤充填袋在砂被堤制定成熟的施工工艺，有必要研究玻璃纤维经编复合土工布在淤泥地基中施工工法。

二、玻纤土工布袋体加工

本工程所使用的玻纤充填袋原材料为在生产厂家按照定尺加工，运至工地附近加工厂内进行袋体缝制、粘接、打包。玻纤A型、B型充填袋断面结构如下：

（1）施工工艺流程来料检验→缝制和拼幅→缝制袖口→拼缝粘接→检验、打包、入库

（2）施工方法①袋体缝制玻纤复合土工布充填袋根据各断面宽度直接委托土工布厂家加工成定尺的布体，玻纤复合土工布加工每幅幅宽为4.5m，两侧预留25cm机织布供现场拼接缝制。因玻纤土工布每平米重量较大，根据现场施工能力，每个玻纤充填袋尺寸宽度定为8m。玻纤袋之间接缝采用丁缝，包缝宽度为5cm，接缝采用3道锦纶线，平行走向，针脚间距控制在7mm。玻纤布之间机织布拼缝完成后应控制在30cm之内。A型玻纤充填袋拼缝采用环氧树脂胶结，胶结宽度为1m，胶结时，保证接缝宽度一致，并将上下压紧密。粘接时严格按照粘胶配合比进行调制，涂胶时将玻纤布表面涂抹均匀，涂抹完成后用人工滚杠将表面碾平，并压载重物直至环氧树脂胶凝固硬化。B型玻纤充填袋拼幅采用自动拼排机进行缝制拼接，拼幅缝制时移动整张排布（袋体），并使前移速度与缝纫机针脚送布速度一致，同时保证缝制线缝顺直。袖口布置：在袋体上按照6m间距做标记，在标记的位置上按照袖口大小开圆口，袖口材料可采用砂被袋体制作剩余的250g/m2编织布边角料，袖口缝制在两块玻纤复合布的机织布接缝处，缝制2道线，缝制时注意避免破坏玻纤布。因每个玻纤充填袋尺寸较小，为加快施工进度，计划铺排施工时同时下放3个袋体。为保证袋体之间连接紧密，在玻纤A、B型充填袋两侧（沿铺排方向）缝制加筋带包边，缝线2道，针脚间距控制在7mm以内，在包边处每隔2m设置一道加筋带拉环。

三、施工技术及工艺

根据不同区段的水深情况，本工程在不同区域采取了定吹船辅助人工施工、传统铺排船铺排等施工工艺。

1．定吹船辅助人工施工

定吹船及人工辅助施工，袋体缝制好后打包，出厂运至堤头后将袋体转运至施工区。铺设前测量部门对铺放边线进行测量定位，并用油漆做好标记，将袋体运至施工区后采用人工打开并定位至设计边线。近岸段吹砂施工采用2条定吹船，停在满足砂船靠泊并能在低潮时进行施工区域，接浮管至施工区，在泵管处接分管头，将充砂管插入充填袋袖口开始充砂，并辅以人工踩踏加快粉细砂流动速度，避免在局部地方堆积过高。充砂厚度满足设计要求后将管头移至其他袖口继续充砂，直至充砂完成，并将所有袖口扎紧，防止粉细砂流失。在充填过程中如一次达不到理想高度，待砂袋稍有固结后，再进行二次或多次充填，直至达到理想的充满度。

2．铺排施工工艺

采用传统铺排工艺，即铺排船，将玻纤充填袋卷在一条铺排船的滚筒上，水深满足施工船舶吃水要求时进至铺设位置，并开始进行铺排施工。玻纤充填袋施工方向为垂直于堤身轴线方向，由港内侧向外海侧进行铺设。砂船靠在铺排船的另一侧，船上吊机将泥浆泵吊上砂船，利用高压水枪将砂船内的砂稀释成砂浆，经泥浆泵将砂浆充灌在袋体内。根据充砂船上的DGPS定位系统的显示，配合进行移船和充砂施工，直到整个砂袋充灌完毕。

四、施工工艺的改进

1．玻纤充填袋袋体尺寸的选择

从工程前期试验袋体情况来看，因玻纤复合土工布材料重量达到1,200g/m2，加工成16m宽袋体重量达到2.69~3.38t不等，且沾水后重量将超过4t，对袋体打包、上船展开、卷滚筒等都造成较大的困难，且施工效率较低，经改成8m幅宽袋体后重量减小，每个袋体重量为1.34~1.69t，袋体制作完成后打包及上船施工都比较方便。根据现场施工能力，玻纤充填袋加工为8m幅宽，为保证施工工效，充填袋卷上滚筒时同时卷3个8m充填袋，有效推进长度为24m。

2．玻纤充填袋卷排工艺的改进

铺排施工采用传统的铺排船施工工艺，即袋体卷上滚筒之后，运砂船靠档，高压水枪冲水将粉细砂稀释，用泥浆泵将充填砂输送进袋体内。然后，砂浆中的水分通过袋体的孔隙自然排水固结形成棱体。因玻纤布材料重量的问题，8m幅宽袋体逐次下放耽误大量的移船时间，施工工效低下，因此采用3个袋体一起卷排，袋体之间为防止在下放过程中受风浪流的影响开，从而不能形成有效搭接，在玻纤袋加工过程中，玻纤袋体制作时沿铺排方向（垂直于堤轴线）在每隔2m缝制加筋带拉环；铺排时采用铁丝将加筋带拉环紧密连接。

五、结语

由于对玻纤A型充填袋的接缝工艺采取环氧树脂胶结，并根据现场施工实际情况合理选择了袋体尺寸及改进了铺排施工工艺，施工工效和质量均得到了保证，为下步工序的大规模施工创造了有利条件。通过玻璃纤维经编复合土工布在斜坡式防波堤的大规模应用，改进了传统的铺排施工工艺，研制了新型土工材料的粘接工艺，满足了设计及施工要求，为今后类似材料在防波堤工程建设的应用提供了宝贵的施工经验。

作者：范开翼 杜伟 单位：中交三航局