高韧聚丙烯土工管袋在临时围堰护面结构中的应用

吴镁熙

摘 要：针对受水流及波浪冲击较大的临时围堰，其临海侧护面结构通常采用模袋混凝土形式，但该结构一般存在投资较大、工期较长的问题，为避免类似的情况发生，经研究，在大小嶝造地围堰工程中臨时围堰外侧护面采用高韧聚丙烯土工管袋形式，在确保工程质量安全的前提下，该结构即避免了模袋混凝土后期产生的破除和搬运工序，又节约了工程投资，同时还缩短了施工周期，具有较高的实用和推广价值。

关键词：高韧聚丙烯土工管袋 临时围堰 护面结构

大小嶝造地围堰工程位于厦门大嶝岛的东部，属厦门新机场主体区域二期造地范围，围堰为临时性结构。相比厦门临近海域，工程所在处潮位及潮差较大，再加上每年受到热带气旋和台风的影响，临海侧围堰长期承受较大的水流及波浪冲击力，为避免其堤芯砂的流失，需对围堰临海侧区域采取适当的护面措施。

在大小嶝造地围堰工程原设计中，内外边界围堰均为实体斜坡式结构，堤心采用袋装砂形成，护面采用400mm厚模袋混凝土，考虑到围堰外侧为即将开工的机场主体区域三期造地项目，如采用模袋混凝土，后期排水板将无法施打，需对其进行破除和搬运，难免产生二次费用，从节约投资的角度出发，提出了对原护面结构优化的建议。

文章在取消原模袋混凝土护面结构的前提下，结合后期造地地基处理施工工艺，针对该工程所在环境，提出高韧聚丙烯土工管袋在该工程护面结构中的可行性和优越性。

1.工程概况

大小嶝造地围堰工程面积为5.96平方公里，工程主要内容包括内外边界围堰、分隔围堰、水闸及排水渠等，其中：外侧无掩护围堰设计顶高程7.0米，顶宽5.5米，长度5485米。围堰底部由1米厚砂垫层通过施打排水板形成，两侧经充填袋装砂至+2.0米标高后，中间再充填海砂至相应标高，再根据设计平面尺寸逐级加高充填袋装砂至+7.0米。考虑到后续工程会尽快实施的计划安排，边界围堰和分隔围堰均为临时结构，设计波浪重现期取2年。

2.高韧聚丙烯土工管袋的技术参数及施工要求

2.1土工管袋的技术参数

高韧聚丙烯土工管袋原材料采用高韧聚丙烯，相关技术指标强度需满足表1要求。

2.2土工管袋的施工要求

（1）实施前需确保高韧聚丙烯土工管袋单个管体长度不宜大于30m，在检查完整后按照放线位置进行铺设和锚固，确保管带轴线与围堰轴线相平行。

（2）填充初始打开近端和远端管口，并保持中间管口的关闭状态，确保沙浆会从袋体一个端口流向另一个端口，并随着压力的降低沙逐渐沉积下来。

（3）在单个袋体充填完成后，将所有充填口关闭紧密，避免后续波浪或其他扰动造成破口，同时，需确保土工管袋填充至设计高度，设计高度要大于等于土工管袋的理论直径的一半。

后续填充袋体立面每层应交错布置，各层纵向搭接长度不得小于5m，管带间纵横向应紧密排列，见图1。

（5）在后续工程未开展之前，应加强对护面进行巡查，以便及时发现土工管袋袋体的老化、破损情况，如有破损应及时进行修复。

3.围堰外侧高韧聚丙烯土工管袋护面可行性及优越性

3.1高韧聚丙烯土工管袋护面可行性

（1）结构设计方面的可行性

结构设计计算时，计算方法参照现行《防波堤设计与施工规范》（JTS154-1-2011）第4.2.4条进行确定，工程建成后各波点要素根据国家海洋局第三海洋研究所提供的现场波浪计算点进行推算，同时，结合重现期为2年的波浪要素及现场地形情况，经验算后，现场围堰外侧采用1000mm厚高韧聚丙烯土工管袋作为其护面材料能够满足结构设计使用要求，具体护面块体稳定重量及护面厚度按式①～式②计算：

式②中：n为护面块体层数取1，c为块体形状系数取1.4，W为单个块体稳定重量0.487t，得出护面厚度为0.906m，设计取1000mm满足要求。

（2）实际使用方面的可行性

本工程护面结构于2017年4月完成，在经历多次季风和台风的影响下，至今现场土工管袋袋体还完好无损，未出现老化及破损的情况，实际使用情况也验证了该结构的可行性。

3.2高韧聚丙烯土工管袋护面的优越性

对比原设计护面采用400mm厚模袋混凝土的形式，高韧聚丙烯土工管袋在满足工程质量和安全的前提下，在施工工序、合同工期和工程投资方面都有较大的优越性，护面结构优化先后断面对比图，见图2。

（1）在施工工序方面

因本工程围堰为临时性结构，待外围三期填海造地项目启动后，围堰区域需重新施打排水板及堆载预压，如采用原设计模袋混凝土护面，需先对模袋混凝土破除后方可确保后期排水打设到位，产生了不必要的投资浪费，经优化后，高韧聚丙烯土工管袋护面避免对排水板打设的影响，确保了后期工序的顺利衔接。

（2）在合同工期方面

按原设计施工组织方案，外侧无掩护围堰5485米模袋混凝土护面施工工期约3个月，高韧聚丙烯土工管袋护面实际施工工期仅为1个月，大大缩短了原合同工期。

（3）在工程投资方面

原模袋混凝土护面合同价为10712万元，高韧聚丙烯土工管袋护面合同价为2789万元，经对比减少投资7923万元，本次优化的围堰长5485米，平均每延米对比原方案节约1.44万元，具有良好的经济效益。

4.结束语

根据本工程采用的高韧聚丙烯土工管袋在临时围堰护面结构中的应用，在经过一年多时间的检验后，该结构既确保了工程的质量和安全，又降低了工程投资，同时还缩短了施工周期，鉴于目前填海造地及地基处理项目中临时围堰外侧普遍受水流和波浪冲击较大，在此情况下，该结构具有较高的实用和推广价值。

参考文献：

[1]国家海洋局第三海洋研究所.厦门大嶝海域清淤整治工程波浪数学模型专题研究报告，2012.

[2]JTS154-1-2011防波堤设计与施工规范：10-17

[3]中交第二航务工程勘察设计院有限公司.大小嶝造地围堰工程施工设计图.

[4]朱卫国，陆峰.高韧聚丙烯土工管袋在深水围堰工程中的应用.水运工程，2017（06）：222-225.