围垦工程水下土工布铺设施工方法及质量控制

　　摘要：为了提高沿海海区的防洪、防潮标准，扩大陆域土地面积，本文笔者结合某外涂围垦工程实践经验，详细介绍了水下土工布的铺设工艺及质量控制。
　　关键词：围垦，水下土工布，质量控制
　　前言
　　该外涂围垦工程位于某岛西北部东海农场西大塘外，拟建海塘南接鸡骨礁，北连西江咀，堤线长度2524m，围涂面积2120亩。本围垦区域属岑港“S”型内港的北端部分，海涂外港深潮缓，航道畅通，港池宽阔，对岸受册子岛、富翅岛岛屿阻挡，形成西北侧敞开的半封闭型港湾，具有建造港口码头的条件，围区区位优势明显，本工程围区内涂面高程为▽0.5m～▽-2.0m（1985国家高程基准，下同），整个围区涂面呈现东高西低，向近海侧倾斜，涂面南北坡度变化不大。
　　但是目前各地区滩涂的涂面高度一般在海平面以下，围堤基础则为软土地基，开发难度很高。设计主要镇压层+土工布+插设塑料排水板的复合加固法。工程的施工难点主要在下铺设土工布和水下插设塑料排水板。
　　一、水下土工布铺设施工方法
　　由于受水流和水深的影响以前在船体甲板上直接向水中摊铺的方法很容易造成土工布被漂浮、折叠、移位甚至被水冲走等现象。为了满足施工的要求，确保铺设过程的有效安全，我们采用的铺设施工方法如下：
　　1.1水下土工布铺设设备的选择
　　本工程土工布铺设设备由甲板驳、定位系统、土工布铺设装置等组成。其中定位系统由3台高精度的GPS、电脑、打印机及相关软件等组成，其中岸上1台，船上2台形成实时差分定位，能准确确定船舶的行走轨迹，定位精度为10厘米。而且可以不分白天黑夜实现全天候作业。定位作业时只要在电脑内输入船体的尺寸、水工布平面尺寸以及施工平面区域位置。电脑即可自动划分出土工布铺设单元格轨迹。即可进行定位作业。土工布铺设装置由铺设滚桶、吊索、臂架、提升卷扬机等组成。铺设滚桶是土工布的摊铺辊在水底滚动，所以必须要有一定的抗弯曲强度才能保证进行顺利铺设；吊索为起吊滚桶的绳索，由于在铺设时的拉力较大，因此吊索必须具有足够的抗拉强度才能保证不被破坏。臂架为滚桶的悬臂支承架。提升卷扬机主要为滚桶的提升动力，在铺设时用以调节滚桶的深度，以防止滚桶过分的压紧泥涂面，使土工布滚桶因受阻力太大而滚动困难，造成土工布不能连续张开。
　　1.2拼接
　　首先将土工布在陆地上进行缝制拼接，有纺土工布之间先采用蝶型缝接形成24m～28m的大幅土工布。然后将其卷绕在土工布铺设滚桶上，滚桶长为30米。一般情况下都是边缝制边卷绕同时两边用人工拉直以防工布在卷绕过程中的弯曲折叠。并在土工布的外端头上安装一根直径为2.5时钢管。专门缝制了3个锚位的拉环，均匀分布在起始边上。
　　1.3装船
　　装船主要是将土工布滚桶吊至土工布铺设船的臂架吊上使其固定。在土工布的起始边上安装碎石包，并且配备100m3对开驳8艘、40m3液压自航对开驳2艘，用这此液压开底驳准备在土工布沉放到底后迅速抛碎石压载。
　　1.4铺设定位
　　铺设定位是整个铺设过程中的关键工序，它直接关系到铺设质量的好坏。本工程采用国际较为先进的GPS实时差分定位系统。其中一台主要接收卫星信号和发射差分信号。在作业船上设置了两台接收机接收卫星信号和差分信号。这些信号同时输入电脑，经过换算确定出精确定位位置。在铺设作业时先设计好计算机操作程序，再在电脑上按设计坐标设定好所需铺设土工布的施工区域，根据每幅土工布的实际尺寸和施工区域布置平面划分每幅土工布的单元格平面施工图，通过计算机屏幕显示船体设定的铺设区单元格的位置，再用4台绞锚机进行船体移动船位，使船体定位边线和设定单元格铺设区起始边线重合，说明船体已定位准确即可进行铺设作业。
　　1.5土工布起始边的固定
　　在土工布铺设区域外、顺流上游方向60m处，另外抛一条300T驳子船为固定船，把土工布起始三个吊环串好三条锚固绳索与60m外的固定船锚固好，如图1所示。
　　图1土工布起始边固定平面图
　　1.6进行铺设
　　船体定位准确以后，在土工布的露头圆管上安装好锚固锚并预留一定的长度，用绞锚机反向移动铺设船相当于预留长度的距离，抛下锚固锚，然后移至铺设起始位置，开始时有一定的斜度，所以移动距离必须算准。放下铺设滚桶至涂面上，如有高差必须以较高点为准，只要观察一下滚桶，吊绳的紧度就可确定有无着地，并根据两端吊绳下放的长度就可确定出涂面有无高差。然后移动绞锚机按着设定的铺设区域位置进行水底摊铺，移动时必须4个锚机同时进行，两个拉紧，两个放松，如不同时或走偏必须及时进行调整。因为是动态定位，所以在整个移动过程中在电脑上都有显示，只要预定的轨迹和铺设线路一致就说明铺设准确。由于整个摊铺过程是在水下操作，所以水流和流向的影响极少，为了减少水流和流向的影响，在摊铺时尽量采用顺流或逆流方向进行。同时在摊铺过程中每移动2~3米左右的距离必须投抛碎石或砂包将摊铺的土工布压住，使其不能上浮。当铺至末端时放松滚桶吊索，将摊铺船移出铺设区，同时边抛碎石包将船底部分土工布压住然后提升铺设滚桶，整个铺设过程完成，再移动铺设船进行下一幅布的铺设。
　　二、质量控制
　　为了确保每幅土工布的铺设质量，特别是及时了解和掌握相邻土工布间的实际搭接量和实际平位置。在本工程水下土工布铺设过程中我们实行了全程旁站。
　　2.1检查主要内容
　　（1）搭接宽度和实际平面位置检测。
　　（2）检查铺设终点坐标是否符合设计要求。
　　（3）检查土工铺设是否均匀、搭接宽度是符合设计要求。
　　（4）检查碎石袋抛投镇压是否均匀可靠。
　　2.2检查方法
　　（1）主要通过GPS定位系统检查土工布船定位是否准确，运行轨迹是否与堤坝轴线垂直。计算机屏幕显示船体是否在设定的铺设区单元格内。
　　（2）通过在排布的4个角及长边方向增设2只浮球（共8只浮球），每只浮球的绳索长度一致，分别系在排布上。待铺设完成后，将浮球拉起，再用GPS检测该点的实际平面位置。通过4根放样样杆检查其边线位置（主要是垂直于堤轴线方向的排布边线）是否到位，并测定与下一块排搭接部位排布的平面位置，作为后续铺设排布的控制依据（确保搭接长度）。
　　2.3潜水员探摸
　　土工布铺完成后，指挥部专门请专业潜水员下水探摸搭接长度和铺设位置。
　　三、结束语
　　水下土工布的铺设施工质量的优劣直接关系到地基加固的成效，从而进一步关系到上部主体结构的稳定性，因此我们加大检查力度，对施工质量进行严格控制，在铺设过程中没有出现漂浮、折叠、移位甚至被水冲走等现象。通过本工程，我们总结了一些经验，以供类似工程参考。
　　（1）铺设时间应选择小潮讯的低潮位时候。
　　（2）定位放样应采用不同方法进行对比。
　　（3）土工布下水后应立即用碎石包压载，并在一个潮周期内立即船抛碎石将整块土工布压住。
　　本项目经济效益指标满足有关规范要求，且具有明显的社会效益，为该海区国民经济的可持发展起到了积极的推进作用。

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