時間:2011-08-29來源:江蘇水利
1 基本情況
泰興市共有骨干河道14 條,長393 km,通過多年的疏浚整治,灌、排、航效益得到有效發揮。近年來,隨著經濟的發展,一些主要的通航河道如兩泰官河、古馬干河、西姜黃河、如泰運河、新曲河等一直超負荷運行,致使沿線河坡嚴重坍塌,危及沿線河坡上的電灌站、橋梁橋臺基礎及道路的安全,通信、供電線桿倒入河中,大面積農田因河坡坍塌被毀,并不斷向縱深漫延,嚴重危及沿線群眾生產生活安全。
2 形成原因
(1)泰興市地處通南高沙土地區,地表廣泛分布著高沙土,砂性土壤結構松散易碎,持水能力弱,河坡穩定性差,加上沿線群眾扒坡種植,極易造成水土流失。
(2)航道等級低,通航船舶大,大噸位船舶產生的船行波對河坡沖刷嚴重。近幾年,隨著經濟的發展,水上交通運輸越來越繁忙,小噸位掛漿船舶已基本絕運,行駛在航道內的均是些300~800 t 的大馬力艙機船,而泰興市的航道只能允許100 t 以下船舶通航,這些船舶馬力大、速度快,產生的船行波對兩岸河坡有很強的沖刷力,導致河坡坍塌,并不斷漫延擴大。
(3)少數單位和群眾用水下挖泥船違法取土產生的深塘破壞河床斷面的穩定,加劇河坡的坍塌。
3 處理方案
泰興市地處黃橋老區,市財力十分有限,如對所有坍塌河坡進行砌塊石墻整治,財政資金根本無法保證,為控制坍勢,選擇在新曲河坍塌嚴重地段采取模袋防護治理的搶險試驗。新曲河河坡坍塌整治工程坍塌段近8km,主要集中在古馬干河以南至如泰運河段,考慮到坍塌的嚴重性、緊迫性及從經濟角度出發,在坍塌段前口采用模袋圍堰、圍堰后填土整坡的方案,在模袋圍堰前面栽植蘆葦,通過植物生長形成自然護坡,不破壞生態又美化環境,達到治理目標。
由于模袋圍堰由數根幾十m 長的砂袋堆筑而成,每個袋體都是一個整體,不怕水流沖擊。所以,模袋圍堰具有很強的整體性,具有流線形結構,抗沖能力強,防護效果好,可起到抗浪減壓作用,增加工程護坡的安全度。即使被大水淹沒,圍堰仍能保持完好。模袋圍堰也不怕河道底部的淤泥,模袋圍堰填入袋中的砂土很密實,體積大、重量沉,筑成的圍堰會深深地陷入淤泥中,淤泥越厚對圍堰的穩定性越好。
4 工程設計
4.1 斷面設計
采用三層模袋累積,第一層采用2 m直徑模袋,高度80 cm;第二層采用1.8 m直徑模袋,高度65 cm;第三次采用1.6 m直徑模袋,高度45 cm。模袋與模袋依次向后50 cm布置,模袋前口每隔5 m打樁,入土深度1 m以上,如圖1 所示。圍堰后分層吹填土到位后進行下一層模袋施工。
圖1 模依圍堰斷面圖
4.2 圍堰穩定分析
4.2.1承載力驗算
模袋土自然容重為19 kN /m3,多年平均水位2.5 m以下取浮容重9.2kN / m3,地基高程平均按高程1.2 m考慮。圍堰基礎受力P=24.3 kPa<Fk(140 kPa)。
4.2.2整體抗滑驗算
圍堰施工采取分層回填的方式,即:每層模袋施工吹填土后,模袋后土方也回填到位,然后進行上一層模袋的施工。在整體抗滑驗算中,只需驗算圍堰施工到位后最高水位時的穩定性。摩擦系數采取經驗值0.5,經計算抗滑穩定安全系數為1.104。因采取的是經驗值,故在模袋前口每5 m增加木樁,以增強模袋圍堰的穩定性。
4.3 袋布選擇
土工模袋委托專業廠家制作。土工布徑向抗拉強度40 kN / m,橫向抗拉強度20 kN /m,滲透系數1.0×10-2 ~4.0×10-2 cm /s,95%等效孔徑0.2~0.4mm。
5 施工要點
主要施工流程為:測量放樣→清理基礎→前口打樁→模袋充填→袋后回填。施工的關鍵是模袋充填,保證袋體充填飽滿度不大于85%,厚度控制在400~500 mm 之間, 充填體干重度不小于14.5 kN /m3;充填過程中在模袋上割小口、利用人工在模袋上不停的踩踏等措施,加速袋體排水固結, 同時,在充填體未脫水固結前,不得在其上充填另一只袋體,以免延長排水固結時間。
6 結語
模袋圍堰是一種新型圍堰技術,又稱砂袋圍堰或管袋圍堰。它的施工原理是:先將防老化編織土工布縫制成袋形,再用水力吹填的施工方法,將砂土填充到模袋中,最后根據設計要求,構筑成定型的圍堰。該技術具有就地取材、方便施工及經濟實用的特點,現在已經廣泛應用于水利、市政、海防等工程建設中。