柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法与流程

本发明涉及桥梁桩柱防冲刷的技术领域，更具体地涉及柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法。

背景技术：

管线桥工程是洋口港区的重要基础设施工程之一，是lng油登陆及其它液体化工物资进出的重要依托。工程位于黄海大桥的西侧。主桥与黄海大桥平行，中心间距为230m，两端有引桥与接岸、接岛引堤相连，桥梁总长度为10763m，标准桥宽13m。

桥梁上部管廊带为简支梁结构，维修及消防通道钻孔桩基础段为结构简支—桥面连续结构，打入桩基础段为简支梁结构。引桥上部结构为标准跨径30m组合箱梁，主桥上部结构为标准跨径40m组合箱梁。两端引桥及近岸段约3.1km主桥采用双柱式门架墩、桩柱式台、钻孔灌注桩基础。其余主桥下部采用排架式墩、phc管桩基础。

管线桥197#～231#桥墩位于南水道中，桩基础位置从2006年12月至2015年3月冲刷坑位置、深度(坐标系统：1954年北京坐标系；高程系统：当地理论最低潮面，)其中216#～222#桥墩桩基河床整体冲刷严重，其中219#墩桩基整体冲刷了4.2m，冲刷坑深2.3m。

桥梁桩柱使此区域原来波浪、海流等水动力条件发生改变,打破原本已经建立的泥沙输运平衡,从而使桩柱周围海底发生冲刷。海流遇到桩柱的阻碍发生绕流,桩柱周围流速加大,在桩柱周围形成的马蹄形漩涡以及桩柱后方的剥蚀漩涡是对桩基形成冲刷的主要动力。马蹄形漩涡形成的原因是来流剖面上的水质点发生旋转。当海底表层土颗粒所受重力及颗粒间粘结力无法抵御漩涡对其施加的作用力,则土颗粒发生起动,从而在桩柱周围形成了冲刷坑,桩柱两侧流体流动时发生绕流,流速加大,将会使已起动的泥沙处于悬浮状态。桩柱后方的水质点发生裂流,形成向海面运动的尾流,进而将泥沙颗粒带出冲刷坑。在波浪的联合作用下,更有利于漩涡的形成与发展。当漩涡紊流带走的泥沙总量与推移质和悬移质带入冲刷坑的泥沙总量相等时，冲刷坑就达到了平衡,冲刷停止,这时冲刷坑保持稳定的形状。

目前，针对冲刷坑的防治做了一些尝试，比如抛下护桩，由于块石抛入桩基坑内，石头之间缝隙仍然阻止不了潮汐抽流带走下面的沙土后导致块石下沉，由于块石有棱角沉至电缆后，电缆被潮汐抽空流荡使电缆受损，通过一年后扫测发现，块石下沉、基坑仍在增大，其防冲刷效果并不好。

技术实现要素：

本发明的目的提供柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

本发明提供柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法，包括以下步骤：

铺排船、平板驳定位：利用gps-rtk软件绘制袋体平面位置图，指导铺排船、平板驳在下袋位置进行定位；

铺设砂袋：利用gps定位，充灌砂袋，采用船舶对拉形式对袋体前侧位置进行连接固定，其中，所述砂袋为环形袋体，环形内外侧设置子袋，圆环加工时为开口环，环头环尾预留搭接长度及搭接系结环；

砂袋充填：充填坑内砂袋时，先充填内圈子袋，使得砂袋缓慢下沉且与基桩结合紧密，然后再充填母袋，直至整体砂袋充填饱满；充填表层环状砂袋时，先充填外环子袋，使得砂袋与周围滩面紧密结合，然后再充填内环子袋，最后充填母袋，确保表层砂袋充填平整。

在一些实施方式中，铺排船、平板驳定位步骤之前还包括以下步骤：施工前先利用大比例水下地形测量图，通过绘制横断面图，根据地形计算层数、每层排列个数和充砂袋排列组合方式，控制袋装砂工程量。

在一些实施方式中，铺设砂袋步骤中，所述砂袋由平板驳向所述铺排船伸展铺设，在所述砂袋的前后端设置系结环与系结绳连接，利用交通船将所述砂袋前端系结绳送至所述铺排船，然后所述铺排船上工人配合滚筒拉动系结绳，所述砂袋缓慢展开，待所述砂袋完全展开后，工人乘坐交通船插入充填袖口，及绑扎环袋首尾处的搭接系结环，使得所述砂袋形成闭合环袋。

在一些实施方式中，充填袖口为表面长袖口，所述充填袖口每16至20m²设置一个。

在一些实施方式中，充填袖口绑扎绳通过活扣处理。

在一些实施方式中，铺设砂袋步骤中，每层所述砂袋的厚度为0.4至0.6m，所述砂袋上下层错缝排列。

在一些实施方式中，砂袋充填步骤中，所述砂袋的充填度为80％以上，下层充填袋在固结度达到70％后，对上一层充填袋进行充填。

在一些实施方式中，砂袋采用工业缝纫机缝制，其中，缝制线采用尼龙线，所述缝制线强度≥150n。

有益效果：本申请柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法，通过子母袋的设计，以及砂袋之间搭接，上下层错缝，确保了砂袋之间紧密连接；而填表层环状砂袋时，先充填外环子袋，使得砂袋与周围滩面紧密结合，然后再充填内环子袋，最后充填母袋，确保表层砂袋充填平整，且与保护面紧密结合，起到应有的防护作用；因此，该柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法有效的解决了桥梁桩柱冲刷的问题。

附图说明

图1为本发明柔性复合袋装砂回填防冲刷中复合袋的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法的实施例：

1、袋体制作与保存

(1)土工织物袋可根据填筑尺寸在现场加工制作加工成型。采用工业缝纫机缝制，缝制线应采用尼龙线，强度不得小于150n；土工织物袋缝合宜采用“包缝”或“丁缝”；袋的缝制做到叠接到位，线脚顺直，均匀牢固；

(2)根据本工程情况土工织物袋充填口设置为表面长袖口，充填口数量应视充填料粒径和充填能力确定，一般按每16～20m²布置一个为宜；充填管袋做到随铺随充，且采用阶梯式推进；

(3)土工织物袋在运输、储存和施工过程中，均不能长期暴露在太阳光下，以免老化变脆、强度降低。特别是在施工中，上一层袋体不能及时充填覆盖，坡面未及时相应铺护时，应及时覆盖和保护；

(4)本工程砂袋为环形袋体，如图1所示，环形袋体即母袋20内外侧设置子袋10，圆环加工时为开口环，环头环尾预留搭接长度及搭接系结环。

2、铺排船、平板驳定位

铺排船、平板驳就位：根据每层袋体平面位置进行定位，沿铺设方向移船；

定位：施工前先利用大比例水下地形测量图，通过绘制横断面图，根据地形计算层数、每层排列个数和充砂袋排列组合方式，控制袋装砂工程量；

水下充砂管袋施工时，首先利用gps-rtk软件绘制袋体平面位置图，指导铺排船、平板驳在下袋位置进行定位；

充砂量根据袋体尺寸及计划充填厚度确定。砂袋由岸边按照要求叠置好，运至平板船上。

3、管袋的铺设与充填

(1)铺设砂袋，充砂袋在沉放前，先用gps定位，充灌砂袋，采用船舶对拉形式对袋体前侧位置进行连接固定，连接绳φ30尼龙绳，防止在砂袋在下沉过程中受水流影响产生漂移。砂袋由平板船向铺排船伸展铺设，在砂袋的前后端设置系结环与系结绳连接，利用交通船将砂袋前端系结绳送至铺排船，然后铺排船上工人配合滚筒拉动系结绳，砂袋缓慢展开，待砂袋完全展开后，工人乘坐交通船插入充填袖口，及绑扎环袋首尾处的搭接系结环，使得砂袋形成闭合环袋。

(2)模袋铺设过程中应尽量避免施工机械或人为破坏，一旦发现模袋被破坏，应立即报告发包人和监理人并按照监理人的指示更换破损部分或进行补强。

(3)砂袋充填，由于桩基冲刷坑为漏斗状，坑内砂袋充填时先充填内圈子袋，使得砂袋缓慢下沉且与基桩结合紧密，然后再充填母袋，直至整体砂袋充填饱满，充填表层环状砂袋时，先充填外环子袋，使得砂袋与周围滩面紧密结合，然后再充填内环子袋，最后充填母袋，确保表层砂袋充填平整。且与保护面紧密结合，起到应有的防护作用。

(4)充填控制，因为砂袋为水下充填为保证充填平整，充填袖口按照每16m2设置一个考虑，充填时根据充砂泵的充填效率控制充填时间，确保砂袋充填饱满且相对平整，袖口绑扎绳采用活扣处理，充填完成后拉动系结绳活扣，潜水员配合抽出充填管，然后继续进行下层砂袋施工，表层砂袋采用潜水员水下解开袖口并进行袖口处理。

4、管袋连接与接头及充填处理

为确保砂袋连接紧密，同层砂袋搭接宽度考虑3-4m，搭接处设置搭接拉环，由潜水员负责水下用尼龙绳将砂袋搭接拉环系紧。接头处以上游模袋放在下游模袋的搭接布袋上为宜，并与基底紧密相贴。

充填袋的充满度应控制在80％以上，下层充填袋在固结度达到70％后，方可进行上一层充填袋的施工。

本申请实施例柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法，通过子母袋的设计，以及砂袋之间搭接，上下层错缝，确保了砂袋之间紧密连接；而填表层环状砂袋时，先充填外环子袋，使得砂袋与周围滩面紧密结合，然后再充填内环子袋，最后充填母袋，确保表层砂袋充填平整，且与保护面紧密结合，起到应有的防护作用；因此，该柔性复合袋装砂回填防冲刷的方法有效的解决了桥梁桩柱冲刷的问题。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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