砂袋围堰技术在东荆河特大桥的应用
在水利、交通等工程施工中，通常在河流上建构造物施工时首先设计围堰，主要用于阻挡水流冲刷结构物，以满足水上安全施工而采用的一种施工的方案。围堰形式主要有以下几种: ①土围堰; ②土袋围堰; ③钢板桩围堰; ④钢筋砼板桩围堰; ⑤竹、铅丝围堰; ⑥套箱围堰; ⑦双壁钢围堰。它们适用于不同的水深及流速。
本文所述砂袋围堰是在土袋围堰基础上的一种深化和发展,它适用于较大水深和流速情况下的砂质河床。本方法具有就地取材、施工工艺简单、工期短、投资小、拆除方便、不污染环境等优点,是目前在大江大河上修筑结构物时围堰选择的一种理想方案。随岳南高速公路K23 + 854. 5东荆河特大桥水中墩（柱） 施工中就采用了这种方案。该桥设计为38 跨,上部为T 梁结构,下构为钻孔灌注桩,全长1216m 。本桥施工的最大难点是软基础,同时在东荆河水中设计有4 排16根直径为1. 8m 钻孔灌注桩, 桩长在70. 5 至80. 015 m要求水中墩（柱） 施工必须考虑设计施工围堰,同时在2006 年东荆河来汛前完成水中桩（柱） 盖梁施工，并拆除围堰。围堰分南北两岸先后施工。经4 个多月的运行,随水位上涨流速加大,目前两围堰中流速已接近3 m/ s，水中钻孔灌注桩于2006 年2 月全部完成。为进入下道工序（墩柱、盖梁） 施工提供了足够的时间，目前水中墩柱、盖梁已全部施工完毕，将在5 月份全部拆除围堰，为东荆河堤防防洪解除了忧患。
1、砂袋坝平面尺寸的拟定
用砂袋筑坝的目的是起到挡水作用，其要求是重在稳定，有足够的强度，同时保证在计划工期内不受阳光辐射而腐蚀损坏，导致坍塌或不安全事故，所以每条砂袋质量必须满足施工要求，砂袋的平面尺寸必须满足抗冲刷、抗稳定要求 。
1.1坝顶标高
东荆河为季节性通航河流,枯水季节水面宽约148 m ,水深4～5 m ,桥位处设计流量5000m3 / s ,设计水位为35. 89 m，设计流速为2. 26m/ s ,最高通航水位32. 58m ,开工前实测流速2. 05 m/ s ,施工中实测表面流速达到2. 63 m/ s，目前已达到2. 85 m/ s ，水深大于5 m，受上游泽口闸水位控制,为保证正常施工，坝顶标高必须高出现有水位（26. 484 m） 1～2m，故坝高定为7m，相应标高为28. 50 m。
1. 2坝体顶面宽度及边坡
为了保证坝体在施工期处于稳定状态，同时考虑到施工期间迎水面留有一定宽度设置安全网以及施工人员能在坝顶行走作业,坝面宽设计为3m。两边按1 ∶0. 5 的边坡系数计算出坝底最大宽为9 m，坝体布置如图1 所示。
2、砂枕制作工艺及形式
2.1 主要船舶、机械及砂源
2.1. 1 主要船舶及机械
100 t 机驳6 艘,其中定位船2 艘,运沙枕船4艘。100LWB210 泥浆泵2 台（施工时负责吸砂） ,还有泥浆输送胶皮管和高压水枪配套使用。
2.1.2 砂源
冲砂袋用本地河砂,只要能滤水就行,取砂时尽可能就近,不论水下水上砂均可以,就东荆河而言,均在围堰上、下游1 km 内取砂。
2.2 砂袋要求
根据本工程围堰所处位置的重要性,对做砂袋的土工布有特殊强度和稳定性要求,要保证在施工期能够不因冲砂、水流和其他干扰的影响而损坏。选用常州克莱斯特土工布,该土工布用在大桥围堰上的主要作用是:隔离、反滤与排水,其优点:重量轻、整体性好、连续性好、渗透性好,且质地柔软能与砂土很好结合,砂袋的几何尺寸为5m ×1. 5 m ×0. 5 m ,做工精细,经实地试验,能满足施工要求。
2.3 施工流程
（1） 取砂。船舶定位→船上备砂袋→泥浆管头伸入砂袋并封口→开启泥浆抽砂→砂浆在砂袋滤水,边滤水边冲进砂浆至灌满后形成砂枕止。
（2） 运砂枕、抛枕。每条船左右各布置2 个砂枕,当砂袋完全形成砂枕后,机驳船收锚起航,将砂枕送往已定好位的坝区进行抛枕,抛枕采用船上自动翻板装置,在统一指挥下,按下电钮,砂枕自动落入水中规定的地点。抛砂枕要求:分上游、中游、下游顺序分排抛放,一般先上游、中游抛出水面,后下游抛出水面,再封口。在3 个方向均出水面后需继续施工水上部分,一般露出水面坝体均为2 m ,水面以上部分冲砂程序为:在岸上取砂上船,再用高压水枪将船上砂冲进输砂管,同时开启泥浆泵将砂送入坝上砂袋至形成完整砂枕。
（3） 抛砂枕应先护底,后筑坝。根据河流动力学的原理,河床演变是靠三大条件而形成:一是来水,二是来砂,三是边界条件,前两种是主要因素,由于双边围堰陆续筑高,流水断面相应减小,从148m 变为底宽25m ,顶宽32m ,水流归槽,水位抬高1～2m。随上游水流挟砂力的作用,会相应地加大对下游河床的冲刷力,如果事先不加护底,将导致两岸坝基不稳定,影响施工,造成的后果不堪设想。东荆河大桥砂枕围堰能顺利建成到现在未出现维修和坍塌,原因在于开始就护底,护底材料也是砂枕平铺。主河槽与坝体连成一体,形成了一个短时稳定的河床。
3、围堰拆除
本围堰拆除方法较简单,即分层拆除降低水位,先外后里,先下游后上游,先河中后河边,用挖机后退法清除每一个砂袋（枕） 。同时要求土工布收集归仓,不得污染环境,拆除时岸上有专人指挥,坝内砂尽量清除坝区,不得留河碍航,同时拆除时不得碰撞墩柱,做到万无一失,还一个清洁的东荆河。
4、结语
东荆河大桥砂袋围堰试验成功,体现出如下优越性:
（1） 就地取砂冲袋成本低,制作工艺简单,速度快,稳定性好,拆除方便不堵河道,不污染环境。
（2） 节省资金,总投资仅68 万元。经测算,与其他围堰型式相比,使用钢管桩（投标书中的施工组织设计方案） 需用钢管、钢板桩、工字钢等1364 t ,施工临时设施费用350 万元,而该投标报价仅为100 万元;如果采用土袋围堰施工,除季节通航外有防洪要求,施工完后不允许留土在河中,河道清理很麻烦。并且为保证河道清理干净,东荆河河道管理局要求承包人在围堰施工前先交160 万元押金,给承包人造成资金紧缺的压力。经3 种围堰方案比较,笔者认为用砂袋筑围堰在桥梁建设施工中具有经济性、适用性、可行性的优点,并且这一技术在上世纪80 年代汉江整治工程中已有成功经验,目前已广泛运用于内河航道整治码头建设及沿海护岸工程。所以在砂质河床上修桥采用砂袋筑围堰是一条有效途径。
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