土工织物软体沉排【航道整治工程中土工织物软体排的施工分析】

　　摘 要：土工织物软体排具有良好的排水性、保沙性，低成本、大批量工厂化生产、施工便捷等特点，确保其在保滩护底工程中的广泛应用。本文以某保滩护底工程为例，介绍了土工织物软体排在保滩护底工程中的应用及设计与计算中应注意事项。
　　关键词：航道整治；土工织物软体排；施工；质量控制
　　
　　自长江口航道整治工程应用土工织物防止滩面冲刷取得成功以来，土工织物软体排在保滩护底工程中的应用越来越广，土工织物软体排具有良好的排水性、保沙性，低成本、大批量工厂化生产、施工便捷、快速及适用于长江口地区有一定起伏滩面护底等优点，因此，采用土工织物软体排的隔离和反滤功能防止滩面的继续冲刷成为保滩护底工程的关键。本文以某保滩护底工程为例，介绍软体排在保滩护底工程中应用的优点及应注意事项，为以后的保滩护底工程提供借鉴。
　　1 软件排护底结构要求
　　（1）护底结构自身的厚度应尽量减少对水流的干扰，从而降低护底结构（余排）外缘的冲刷。
　　（2）护底范围应足够大，确保护底结构外缘的冲刷应远离堤身以保证堤身安全；
　　（3）护底结构排体应有良好的排水性、保沙性能。即护底排体材料的孔径应能阻挡滩面上泥沙级配中大部分泥沙通过，但水能排出；
　　（4）护底结构应具有适应排体外缘的河床冲刷变形；
　　（5）护底结构自身的强度应能满足施工铺放时的受力要求；
　　（6）护底结构要求在水流、波浪作用下保持稳定；
　　（7）护底结构傲体扫匀的加工、运输、沉放，要满足大规格、大批量、工厂化、标准化、高效安全施工的要求。
　　2 软件排护底结构的设计
　　该工程处于长江口，由于近年来该岸段堤前滩地向堤前冲刷后退的趋势非常明显，因此本次保滩工程采用可以防止滩面冲刷且能限制堤前深槽向堤侧侵蚀的软体排护底结构。软体排护底结构的优点是整个排体较抛石护底厚度薄，对水流的干扰较小。软体排平顺护底的方式具有投资低、施工快，适用滩地变形能力强，对河床边界条件改变较小，对近岸及周边水流的影响也较小，是该岸段较为理想的保滩护底方式。
　　2.1 软体排结构型式
　　为了保证排体布在波浪和水流作用下的稳定性，排体布上需设置一定的压载。目前开发的排体结构有砂肋软体排、砼联锁块软体排及混合软体排3种。
　　（1）砂肋软体排
　　砂肋软体排采用长管状砂肋（一般取直径300mm），由排体上的加筋带制成φ280mm的砂肋套固定在排体布上，根据不同的使用部位及要求，砂肋间距采用500mm、1000mm或1500 mm，一般堤身采用间距1000mm或1500mm，余排采用间距500mm。
　　
　　本工程中该结构主要用于坝田间的格坝底部。
　　（2）砼联锁块软体排
　　砼联锁块软体排采用成片的砼联锁块作为排体布的压载。砼联锁块单块规格为400mm×400mm×120～200mm，混凝土强度等级为C20，4块/㎡，块与块的间距为100mm，各块之间用预埋的φ14mm丙纶绳纵横联结，砼联锁块单元体在预制厂完成预制及联结。
　　（3）混合软体排
　　混合软体排即根据不同的使用部位及不同的压载要求。选择在堤身使用砂肋排，堤身以外采用砼联锁块软体余排。本工程中顺坝坝身及内侧护底采用砂肋软体排。外侧护底采用砼联锁块软体排。
　　2.2 软体排排布选用土工织物技术
　　本工程中根据软体排的不同使用目的、使用部位及受力特点，选用不同的土工织物对排布进行缝制。其中抗拉强度指标除考虑排体运行期结构受力外，还兼顾了排体铺设时满足施工荷载的要求；延伸率指标主要考虑排体对地形的适应性；顶破和刺破强度是为了适应排面上抛填块石对排面的破坏而提出的；孔径及渗透系数是针对被保护滩面土质粒径，为保证排体的保沙透水性能确定的。
　　砂肋软体排的排体布采用230g/㎡丙纶长丝机织布制作，砂肋软体排的砂肋采用200g/㎡丙纶长丝机织布，砂肋直径为300mm，软体排两端头部4.5m范围内砂肋间距为0.5m，其它范围砂肋间距为1.0m。硅联锁块软体排排布采用380 g/㎡的复合土工布制作，该复合土工布由230g/㎡丙纶长丝机织布与150g/㎡涤纶短纤无纺布复合织成。组成护底软体排的机织布及无纺布幅宽一般为5m，长度按设计断面确定。缝制时先根据设计要求，将不同规格和间距的加筋带，缝制在单块土工布上，然后按铺排船可铺排宽拼接成整块。缝线要求至少2道，针距不大于10mm。接缝要求平顺，缝的抗拉强度不低于土工布强度的70%，且加筋带、砂肋套、绑扎环缝接处的强度也不低于土工布强度的70%。
　　2.3 砼联锁块软体排排布防老化处理
　　鉴于本护底保滩工程部分滩地偏高，砼联锁块软体排有露滩可能，且该工程为永久工程，必须采取防老化措施。本次设计排布采用230g/㎡丙纶长丝机织布与150g/㎡涤纶无纺针刺复合土工布，排体铺设时要求涤纶无纺布朝上，机织布贴滩面，涤纶无纺布能有效吸收紫外线，对机织布起到保护作用。根据研究成果，无纺布在上的复合布的抗老化性能是采用掺抗老化剂的复合布的6.86倍，在长江口深水航道治理工程中均采用了这种防老化结构。另外用于连接砼块体的丙纶绳和丙纶加筋带应添加防老化剂。
　　2.4 横向护底范围确定
　　护底结构横向范围由堤身软体排宽度和两侧余排宽度组成。堤身软体排宽度由堤身底部的宽度确定。堤前余排宽度的确定，应根据堤（坝）所在区域河演分析成果以及水流、波浪、河床质等条件，预测可能出现的冲刷深度和冲刷边坡，要求冲刷后形成的边坡能满足堤（坝）整体稳定的要求。
　　3 软体排护底应用效果检测
　　施工过程中及竣工后对软体排护底结构进行了大量固定断面测量、局部加密测量及多次潜水探摸，根据套汇断面对比可知。
　　（1）护底软体排充分发挥了保护护底范围内床面底质不被水流冲刷的作用。硷联锁块软体排具有较好的整体性和柔性，具有双向变形的特点，能保证排体外侧床面发生冲刷时，排体能自然下垂，附在冲刷沟内坡面上，软体排与滩面有很好的贴附性；减缓了滩面冲刷后退的态势。