土工管袋在護(hù)岸圍堰結(jié)構(gòu)中的設(shè)計方案

　　這篇土木工程師論文發(fā)表了土工管袋在護(hù)岸圍堰結(jié)構(gòu)中的設(shè)計方案，隨著大型土工管袋(抗浪砂袋)結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外的應(yīng)用和應(yīng)用年限的增加，其管袋材料強(qiáng)度(抗浪流)和耐久性(無防護(hù))已得到認(rèn)可，被廣泛應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：土木工程師論文,土工管袋,護(hù)岸,圍堰,抗浪流,無防護(hù)

　　深中通道項目北距虎門大橋約30km，南距港珠澳大橋約38km。其中，主體工程S05合同段西錨碇人工島，整體采用吹填土工管袋形成臨時圍堰，內(nèi)部吹填砂形成島體的方式形成島體，圍堰護(hù)岸為斜坡式護(hù)岸結(jié)構(gòu)，護(hù)岸結(jié)構(gòu)為臨時工程，鑒于工程的重要性，安全等級按Ⅱ級考慮。受工期限制，需在半年內(nèi)完成軟基處理并吹填完成島體主體結(jié)構(gòu)，所以如何快速有效的吹填成島，并兼顧島體外側(cè)的防浪要求，是本工程設(shè)計的重點(diǎn)難點(diǎn)。

　　1.土工管袋結(jié)構(gòu)方案簡介

　　臨時圍堰主體采用土工管袋結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用水上水泥攪拌樁(DCM)進(jìn)行軟基處理。圍堰為斜坡堤結(jié)構(gòu)，外邊坡斜率采用1：2，上部結(jié)構(gòu)采用土工管袋形成堰體，堰體內(nèi)部吹填中粗砂(水下內(nèi)摩擦角≥32°)。堤頂設(shè)置土工管袋防浪墻，頂高程5.8m，堤前的防護(hù)結(jié)構(gòu)，采用軟體排+雷諾護(hù)墊的組合型式，其中雷諾護(hù)墊軟體排結(jié)構(gòu)，寬度不小于15m(鋪設(shè)位置為土工管袋坡腳外側(cè)1m)。

　　2.水文條件

　　2.1設(shè)計水位

　　如表1。

　　2.2設(shè)計波浪

　　50年一遇波浪要素(SE向)波要素如表2所示。

　　3.土工管袋穩(wěn)定性驗算

　　依據(jù)德爾夫特水力實驗室(1973)的實驗結(jié)果以及相關(guān)規(guī)范和文獻(xiàn)，砂袋在波浪作用下的穩(wěn)定性可采用以下公式計算：

　　注：Dk = b(如果砂袋垂直于波浪沖擊的方向)[m]。

　　b =砂袋的充填寬度，取b=4.65m。

　　Hs = 設(shè)計波高，取極端高水位H1% =3.11m;

　　△t = 砂袋的相對密度，取0.9;

　　本工程采用的土工管袋尺寸細(xì)部尺寸詳見圖3。

　　經(jīng)計算，

　　Hs= H1% = 3.11m ≦ △t × Dk= 0.9×4.65=4.185m

　　因此，該土工管袋可以抵抗4.185m波浪，滿足要求。

　　4.施工技術(shù)要求

　　(1)技術(shù)指標(biāo)

　　本工程土工管袋采用100%PP有紡織物制作，土工管袋技術(shù)指標(biāo)詳見表3。

　　(2)施工工序

　　根據(jù)單體土工管袋寬度外1～2米進(jìn)行固定樁安裝→土工管袋運(yùn)送到進(jìn)行準(zhǔn)備工作的場地→土工管袋攤鋪平整并采用柔性尼龍繩將固定拉環(huán)與固定樁進(jìn)行錨固→土工管袋通過其中一個充填口進(jìn)行充填沙漿，分別調(diào)整充填口進(jìn)行充填，以達(dá)到充填充分飽和并達(dá)到設(shè)計高度。

　　(3)施工細(xì)節(jié)要求

　　土工管袋的鋪設(shè)和錨固按照圖紙所示限定來鋪設(shè)，且泵送砂漿含固率控制在20%左右;

　　相鄰?fù)凉す艽�采用搭接形式連接，搭接長度不小于2m，砂袋的充填飽和度應(yīng)不低于80%，為保證充填高度達(dá)到設(shè)計標(biāo)高，可在4小時內(nèi)進(jìn)行二次充填;充填過程中應(yīng)注意控制充填高度，可采取設(shè)置控高標(biāo)桿等措施，防止因充填過度致使土工管袋爆裂;充填口應(yīng)布置在袋體表面，充填口數(shù)量可根據(jù)袋體尺寸、充填料粒徑和沖填壓力確定;對于鋪設(shè)完成的土工管袋應(yīng)注意保護(hù)，防止施工船舶、機(jī)械對袋體的破壞。如發(fā)現(xiàn)損壞，應(yīng)請專業(yè)廠家及時進(jìn)行修補(bǔ)。

　　5.總結(jié)

　　(1)土工管袋結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點(diǎn)在于首先應(yīng)根據(jù)充填砂分資料選擇袋布指標(biāo)的保土性與透水性;其次，通過結(jié)構(gòu)內(nèi)部穩(wěn)定計算，控制充填砂粒徑，在波浪、水流作用下防止液化;最后，進(jìn)行結(jié)構(gòu)外部穩(wěn)定計算，抗傾、抗滑。

　　(2)土工管袋結(jié)構(gòu)適用在較低矮的結(jié)構(gòu)，2～6m的經(jīng)濟(jì)堤高范圍內(nèi)，使工程造價更經(jīng)濟(jì)，同時工程現(xiàn)場需有允許采砂的場地，位于水下的結(jié)構(gòu)更利于延長耐久性。

　　(3)鑒于土工管袋結(jié)構(gòu)具有抗浪流和耐久性等特優(yōu)點(diǎn)，可以在不用護(hù)面結(jié)構(gòu)的情況下，通過自身的穩(wěn)定來抵抗較大的波浪，且充填砂袋時可直接就地取沙，施工方便，今后將更多的應(yīng)用于護(hù)岸圍堰的防護(hù)工程中。隨著砂袋材料強(qiáng)度的提高和工程施工中的不斷優(yōu)化，土工管袋技術(shù)在水運(yùn)工程領(lǐng)域?qū)�產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]JTS 154-1-2018，防波堤與護(hù)岸設(shè)計規(guī)范[S].

　　[2]Pilarczyk K. W. (2000)，Geosynthetics and geo-system in hydraulic and coastal engineering，A.A.Balkema，Rotterdam.

　　[3]WL Delft Hydraulics(1973)， Breakwater of concrete filled hoses，WL Delft Hydraulics，Modelonderzoek M1085.

　　[4]Schiereck G.J. (2004)，Introduction to bed， bank and shore protection，DUP Blue Print，Delft.

　　[5]林剛，土工管袋結(jié)構(gòu)壩體在波浪作用下的試驗研究，河海大學(xué)，2005.

　　推薦閱讀：《廣東土木與建筑》(月刊)創(chuàng)刊于1973年，是廣東省建筑科學(xué)研究院與廣東省土木建筑學(xué)會主辦，涉及土木建筑工程領(lǐng)域多學(xué)科的綜合性技術(shù)期刊。

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