前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的袋装砂工艺的探索，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
作者：李春林 单位：长江南京航道工程局
流速、流向本次施工区域依据设计文件及现场观察，流速在1.0m以下时间较多，在不同的时间、不同的位置、不同的高程，流速都不一样，在急涨、特别是急落潮时，当施工上层袋体平面高程较高时，由于已做的袋体表面有局部不平整，形成类似龙口时，观测到最大流速有1.5m左右；依据设计文件和现场观测，本次施工区域的流向和拟形成的堤坝轴线有很大夹角，夹角大多在75°~85°之间。水深在最小水深和最大水深两种状态时对施工有较大的影响。设计文件原来要求堤顶做到-1m高程，后考虑到施工船机的安全和潮水的可利用时间，经协调，最终设计变更堤顶高程为-2m；最大施工水深，南顺堤在11m~12m之间，北顺堤在14.5m~15.5m之间。
施工船机
一条完整的袋装砂施工生产线包括：40m沉排船一艘，吸砂船一艘，运砂船1~2艘，绞锚艇一艘（可兼交通和运砂袋上船）。对沉排船的主要要求是卷筒长度、充灌砂的设备系统配套、精确的定位软件。本次施工，经计算，水深最大的地方，坝体底宽最大为41m左右，为提高施工效率，砂袋沉放为平行轴线方向。本次施工船舶横在水流里，对船舶的锚系系统就有较高的要求，相应的对锚艇就有较高的要求。
填充材料
填充材料大部分的情况下都已在设计文件里有明确的要求。一般而言，以细砂为好。粗砂虽然固结快，粘粒少，但对充砂泵要求高，磨损大；运送距离很短；粉砂含粘粒多，固结慢，从砂袋孔流出的多。设计会根据所使用的袋体布指标来对充填料做出要求，当然也要充分考虑现场的自然资源状况。本工程的充填料指标如下：袋装砂堤心充填砂料选用粉、细砂。粒径小于0.005mm粘粒的含量小于10%，粒径大于0.05mm的含量大于70%。
袋体材料、缝制要求及结构要求
根据本次施工，设计只对袋体材料和缝制强度有要求，但对袋体的结构没有明确。而大体积袋装砂及深水施工对袋体的结构有较高的要求，换言之，袋体结构对大体积袋装砂砂堤的成形有很大的影响。
（1）本工程袋体材料要求如下。可以考虑在一个袋体上的不同部位使用不同的袋体材料，这已被长江口整治工程证明是成功的。本次施工区域由于存在很强的横向流，横向流的角度也很大，落潮流由北北西向南东南，涨潮流反之。落潮流流速大，时间长，引起袋内已充灌的砂土向袋体的南侧运动，结果是袋内砂土南边高，北边低。多次发生看似奇怪的现象，由于受落潮流影响，水面上袋体向南偏，水下的袋体向北跑。如果在袋体的两侧一定的范围内（袋体布内外侧均可，一般在外侧，可以兼作反滤层）缝制很小克重的无纺布，可以有效的起到防止袋内已充砂土在袋内的侧向移动。当然，采取设置纵向隔舱也是防止袋内已充砂土移动的好方法。
（2）缝制要求：拼接或缝制采用强度大于220N的1,000D三股涤纶线，拼接缝制后强度不低于原织物强度的70%。采用包缝或丁缝。关于缝制的体会是缝制质量和能力也十分重要。这次施工由于缝制原因造成施工困扰有三点：①袖口的根部缝制不到位，多次造成根部撕坏：②包缝一定要严格操作到位，第一道缝是缝两层布，第二道和第三道是六层布同时缝，而且第二道和第三道最好同时缝，这两道缝之间的间距要平行和相等，好几次由于第二道与第三道缝线间距过近或重合，引起局部的缝接处受力撕开；③缝制的设备能力和人员水平要强，本工程关于袋体结构有好多好的设想，由于设备和人员的原因不能实现，对大砂袋的施工造成了一定的困扰。缝制的针脚间距也是要住意的地方，过稀过密都不好。
（3）砂袋规格：设计要求砂袋的长根据施工方便制作，不宜小于20m，宽根据该袋所在的高程控制，充灌厚度在40cm~70cm之间。本次袋装砂施工，袋体长度方向是堤轴线方向，宽度方向是垂直于轴线方向，在袋体制作时，考虑到充灌成形的尺度，在长度和宽度方向都要加长和加宽一点。加多少为宜？根据本次实际，长宽方向都不可以加太多。长度方向不需要搭接，如搭接，会在搭接部位突然高起，按设计只是要紧密挤紧，不形成通缝；宽度方向如放的太多，就会形成超出堤身横断面，在袋内充灌砂的作用下，袋体没有收缩。
（4）袋体结构：由于是第一次进行这样水深、流向复杂、体积庞大的袋装砂施工，根据有关资料和施工队的经验，试验设计了砂袋，由专业加工厂加工。袋体为长方形，没有纵横隔舱；每个袖口控制面积约20~25m2，考虑到水深，充灌要在甲板上进行，第一排袖口距第二排袖口间距以袋头下水到底，第二排袖口在甲板上为宜；5cm宽丙纶加筋带，纵向方向（距袋尾1.5m）通长缝制在砂袋的底层，横向间距2m，在2m间距内加一根非通长筋带，非通长筋带在袋体上缝制长度1m，在袋尾的处理方式同通长加筋带。在袋尾超出约50cm形成20cm的系结环，以穿过上卷筒的大绳。袋体下距袋尾1.5m没有缝制加筋带，是考虑到砂袋在水下充灌时，砂袋的头部会向前方翻滚，袋体布的上层会同时向前走动，而袋体布的下层由于有加筋带的牵拉和砂的压重摩擦力大不会与上层袋布同步向前运动。
试施工充灌，第一个、第二个砂袋都在砂袋沉放到尾部到甲板时，由于砂袋上下层布的不同步，袋体尾部未缝加筋带的1.5m部分以由下层布“变”成了上层布，加筋带的缝制根部将袋体布撕开，由最中间的加筋带开始向两边发展。特别是最早施工的是水深最大的地方。分析认为解决问题的方法是设置头部横向隔舱和设法控制上层布的前移。经与袋体加工厂家商，厂家加工能力有限，无法在袋体上设置横向隔舱，这样只好在袋体布的上层也缝制5cm宽的加筋带，并与下层加筋带一一对应，并且下层袋布上的加筋带缝制到尾部带边。经过改进，在以后的砂袋沉放过程中没有发生加筋带撕开袋体的情况。需要说明的是，上下都有加筋带时，有时好像下面的加筋带不受力，但当整个袋体脱离甲板悬挂在水中时，上下加筋带都是要受力的。至于要不要设置横向加筋带，一般要看情况，看袋体布的强度，看施工工况。本次施工充灌袋装砂，没有使用横向加筋带。
开始我们没有在袋体的两侧设置拉环，但当砂堤施工到一定高程，越堤流变的很大，使袋体的横向收缩变的很大（见图3），这一方面是施工的时间没有掌握好，另一方面与没有设置横向拉环有关系。设置横向拉环主要是在受侧向来流的一侧设置。设置了横向拉环，部分解决了砂袋沉放过程中的横向收缩，但是选择合适的施工时间仍旧是袋体顺利落位的保证。关于袋体结构的体会和设想：①如果缝制能力可以做隔舱，就一定要做隔舱，包括袋体首尾横隔舱，纵隔舱，②双层砂袋的使用在一定情况下是必要的，特别是到砂堤顶剩下一至二层砂袋，施工船舶吃水在低潮位水深不满足的情况下，可以两层砂袋同一潮水完成，③可以考虑像模袋混凝土袋体加工一样，在两层袋体布中间设置部分定长的绳或带，以求袋内砂的均匀、饱满与平整度，这样的绳或带不需要很多，只是要均匀分布。但这相对的对缝制水平提出了挑战。#p#分页标题#e#
（5）袖口的要求：在一般情况下，袖口的长度有80~100cm就够了，袖口的直径30cm，袖口的数量如前所述一个袖口管20~25m2，填料细，管的面积就大，水深大，悬挂在水中的袋体长，一个袖口管的面积也可以大一点，但袖口太少，充砂管就少，可能就影响充灌效率。特别在施工到上层，袋体宽度有限，横向一排袖口较少，对充灌效率就有明显影响。关于单层袖口与双层袖口。开始，我们全部是采用单层袖口，后来为了在水下充灌，袋尾最后一排全部采用了双层袖口，这可以有效解决袖口的绑扎问题；后来，为了解决充灌砂的排水速度，在每一排袖口中的最中间缝制一个双层袖口，这个袖口不用来充灌砂，只起加快已灌砂的排水固结速度。
砂袋的充灌和沉放
已经有若干的文章介绍了袋装砂的施工工艺，这里只介绍本工程的一点认识。（1）施工时间的选择。经过多次不同的施工开始时间的选择，最终选择在高平潮前1~2个小时开工，这时涨潮的力量已很小，接近尾声，这个时候放袋头，成功率较高，有效充灌时间较长。具体每天的开始时间还是要现场观测，看是大潮还是小潮，在高平潮前的提前时间不教条。它的根本原因还是流速的影响，所以最好能有一个流速仪在现场。（2）施工流向的选择。本次施工，经过顺涨潮流施工、逆涨潮流施工、顺落潮流施工的多次实践，最终证明顺落潮流施工为最佳。（3）当沙袋在甲板上展平，经检查无误时，将沙袋卷上滚筒，卷上滚筒时，两侧由人工将沙袋拉伸，以求砂袋无皱褶收缩地卷在滚筒上。当砂袋头部正好在甲板边沿（或有一?点在翻板边）时，停止卷袋，在砂袋的一侧从头部开始用标尺在袋体上每2m划一道标记，量水深做到心中有数。将充砂管头插入砂袋的第一排袖口，最好出砂口要超过袖口根部，否则容易将袖口根部冲坏。第一排袖口插入充砂管是很容易和方便的，因为袋体还没有处于受力状态，后面的每一排要想把充砂管头插入袖口时超过根部是有点费力的，袋体处于受力状态，上下两层袋体布紧靠在一起。但这时不能怕麻烦和马虎了事，要尽量做到最好。这个过程还要注意在插入充砂管时，麻木蛮干，充砂管头部是硬的，太大力又不注意的情况下，会把下层袋体布蹭破。在整个的袋装砂施工的过程中，很小不起眼的一件小事——在充砂时的袖口绑扎十分重要。很多次由于袖口绑扎不好，对充砂过程或质量产生影响。当在甲板上充砂时，绑扎不好可以重来，只是影响充灌效率；当在水下充灌时就没有办法来从新插管，从而影响充灌质量。充砂管从袖口滑出，一是绑扎不好，一是管内压力太大——反作用力大。主要是绑扎质量问题。水下充灌时绑扎不好，不能水下自动解开，就可能硬生生拉坏袖口，在袋体上留下一个大洞。袖口的绑扎不是高科技，但一点也不可轻视。袖口的绑扎只是需要认真和技巧。第一排袖口充灌的是袋体的头部，有隔舱，就是将隔舱基本充满规定的厚度，没有隔舱，就是人为估计冲多少。它的多少以下放袋头时不因为重量不足，受水流的影响，袋头不能下放到理想的位置为原则，满足这个原则，袋头内冲的越少越好。所以，隔舱的大小也不是一成不变的。袋头充灌好以后要一次放到泥面，不可以袋头悬挂在水中进行第二排袖口的充灌。
袋头的下放，再一次校正好精确的船位。以尽可能慢的速度下放；在下放的过程中，没有特殊情况，中途不可以停顿，一次下放到泥面。下放速度快，当袋头接触泥面时，受到泥面的作用力大，可能会产生炸袋的现象，线缝或袋体布会炸开；中途停顿，袋体布受到一个较大的动载荷，也会产生炸袋的现象。砂袋施工中途就是处理好下放的袋体长度和移船距离的关系以及尽可能的提高充灌的效率。袋体下放的长度一般要结合充砂袖口的位置，三米四米都关系不大，但究竟一次下放了多少心中要有数，可以根据在袋体布上做的记号准确了解到，因为这还关系到这一次移船大概要冲多少方砂，移船的距离一般小于等于放袋的长度，也可以不一次性放到位，中途时刻关注加筋带或袋尾牵拉大绳的受力情况，受力太大时就放一点点。充灌过程中，袋体太松，不能抵挡横向水流作用，太紧，易拉坏袋体。每一排袖口刚开始充灌时袋体也许是处于受力不大的状态，但随着不断的充灌，水下袋体内泥砂不断增多，袋体的受力就不断增大，所以要时刻关注，驾驶台要时刻准备放一点。袋尾的下放和充灌。刚开始，袋尾在甲板上充灌，很难成功，也很难保证袋尾的充灌砂量。特别在水深很大的情况下，甲板到泥面的高差大于15m。后来在充灌袋尾时就水下充灌。最后一排袖口全部是双层袖口，充砂管在甲板上插入袖口，绑扎好，一要保证充砂时不脱出袖口，二要保证充灌结束能在水下顺利解开。把袋体全部放入水中，充砂管不受力的状态下随袋体下沉水下，不要一次将袋体放到泥面，在袋尾离泥面1~2m高的状态下充灌，让泥砂向前面袋头十几m的地方冲跑一跑，，观察大绳的受力情况，当受力很大时，再将袋尾放到泥面，充灌较长的时间，一般是前面一排袖口的4~5倍时间。对充灌效率的提高要注意的是:①要有备用充砂泵；②控制充砂浓度，不可以堵管；③分工明确，协调配合。充灌和沉放，袋头和袋尾是关键。
袋装砂堤芯的质量控制及与质量标准的差异
（1）充填料、土工材料的质量要满足设计要求；（2）袋体的加工规格尺寸要仔细计算好，形成的堤芯轮廓线不能大于设计断面线；（3）施工船舶定位用专用软件，并用移动GPS-RTK随时测量袋体沉放轨迹，系浮漂的方法只能偶尔为之，不可能大量全程采用；（4）最难控制的每层袋的充灌厚度只能大概把握，一是通过每排袖口控制的面积，大概的砂量，每个充砂口的每小时充灌砂量来确定每排袖口的充灌时间，间接控制，但由于每个充砂口的单位时间内的流量和浓度不是不变的，所以单位时间内每个袖口的出砂量是不等的；二是通过每一个砂袋的总的充砂量来控制，所以要控制砂袋的充灌厚度是困难的，明知已充灌结束的砂袋内的砂是高低不平的，没有有效的手段去把它整平，砂袋的表面的平整度也是没有办法控制的；（5）目前所能采用的办法施工船砣测水深、测深仪测量水深、潜水员探摸都不能从根本上彻底的解决问题。袋体在水下刚充灌时，砣测、测深仪测是可以知道所测的这一点的深度和位置，但一两天后测量，因为袋体内的砂的固结，上层袋体有时是漂浮的，就不能真实反映堤身的高程，潜水员探摸点少，砂袋内的极细小的粘粒析出袋体，袋体上十分滑，潜水员操作很不便，再说潜水员的装备（如铅鞋）等也容易把袋体布损坏；（6）对于不出水的大型深水砂袋坝（潜坝），在现有的生产设备和工艺条件下，砂袋坝体轴线是比较可以满足标准要求的，坡度指标只能勉强做到，其他标准指标较难做到。#p#分页标题#e#