海堤工程中的水下土工布施工
土工布韌性好,具有良好透水、過濾、隔離、加筋、防護等性能,在海堤工程中應用非常廣泛。在工程外海測海涂面上鋪設高強度裂膜絲機織土工布主要起到加筋作用,利用土工布增強土體的抗拉強度和抗變形能力,將土工布埋在土體之中,可以擴散土體應力,以增加土體的模量,傳遞拉應力,限制土體側向位移;還增加土體和其他材料直接的摩阻力,提高土體及有關建筑的穩定性,但工程的施工環境較差,相當部門在涂面上鋪設土工布要進行水下施工,和內陸河流湖泊比較,海洋存在著潮流、暗流等不利因素,容易受到海面風浪等一系列因素的干擾,對施工設備,施工組織等要求較高。
1 施工前期準備
由于海堤施工環境的限制,土工布施工要根據實際潮位,海面風力等因素綜合安排施工,可利用的施工時間較短,對施工設備要求較高,本工程施工船舶為民用駁殼船,加裝先進的GPS衛星定位系統,由于人工定位受到潮汐,風浪等不利因素影響,基本昂無法進行可靠定位,很難進行有效施工。每次鋪設的土工布未4張單幅寬6M的土工布拼縫接成1塊(在平接、對接、J字形接、蝶形接4種常用縫接方式中選用J字形縫接),后續鎮壓土工的墊層選用含泥量<5%的細石渣料。
2 施工方法
2.1 材料準備
土工布卷在施工船裝載的5t重的圓形滾筒上,開始卷布時土工布邊緣處用若干細鐵絲沿縱向連接至滾筒上(保證卷布過程中土工布不會滑動,提高卷布效率,鐵絲不可過粗,防止在施工完畢后,土工布不能與滾筒有效分離),同時每隔5M用細鐵絲將毛竹條橫向固定在土工布上(有效保證鋪布是土工布在遇到水下暗涌、漩渦后,不會橫向收縮,保證鋪布質量),根據要求在床上裝載充足的合格石料后,船上配備挖掘機以便配合土工布鋪設時進行石料的鋪設。
2.2 施工船的定位
施工船根據施工現場提供的測量點(一般不少于3個)的原始坐標,推算和復核處施工船的初始位置和結束位置,把施工坐標輸入裝載的GPS定位系統,利用高潮位時,將施工船駛入預定施工位置,在利用船兩端裝載的卷揚機(一般不少于4個),拋錨固定船體位置,等待有利施工時間施工。
2.3 施工時間選擇
施工具體時間要根據附近潮位站提供的最近低潮位時間,再結合工程中對潮位的觀測,選擇可利用的施工潮位,結合施工當它的風力海浪情況,充分利用現有設備條件,盡可能順水鋪設土工布。
2.4 施工
在施工開始前將土工布(用小船配合,利用岸上大塊石鎮壓,或錨固在涂面)初始位置固定,鋪布船根據GPS設定方向,將綁有土工布的滾筒沉到涂面上(土工布如不在涂面施工,暴露出水面,將受到海面風力,水浮力等不利因素影響,根本無法保證施工質量),土工布滾筒中心軸兩端與牽引船拖放出的2跟鋼纜連接牢實,船身垂直水流方向進行有序鋪設,應力求平順,松緊適度,不得繃拉過緊。鋪設過程中如遇到滾筒被卡時,不得強行拖拉,應啟動定位船,通過絞繩,緩慢移動至滾筒處,吊起滾筒后重新定位、牽拉,完成鋪設;船上挖掘機配合船體移動,與滾筒保持一定距離,將石料均勻鋪設在土工布上(有條件可在船上裝載皮帶機,進行自動鋪設),以防土工布被沖翻或折卷。在土工布鋪設完成后,應及時進行后續石料加載,以防風浪過大沖刷墊層后將土工布沖翻或折卷,但應注意不能一次性加料過多,防止軟基滑動導致土工布滑移。
在施工完成后,可由相關人員利用小船,將船駛入土工布邊緣位置,在船上利用一定長度細竹竿對土工布邊緣位置進行觸探,以確定土工布是否鋪設到位。如果水深過深,無法進行簡單確定,則應進行淺水探摸確定鋪設質量。
3 結語
(1)海堤工程中土工布的水下施工對于設備的要求特別高,必須有可靠的施工設備才能進行有效施工,特別是海洋特殊的施工環境中,對于定位系統的要求就尤其重要。
(2)施工中要注意選擇有利施工時間,特別注意施工期的最低潮位和最高潮位的時間,再觀察施工期海面的風力、海浪等情況,充分利用有限的施工時間,侯潮作業,盡可能進行順水施工。
(3)在施工中應進行合理的施工組織,對于材料的準備過程中,特別是土工布縫接、卷布、鋪布等關鍵工序上都要進行合理的施工組織,制定全面的施工方案,保障施工順利進行,確保施工質量。