冲灌袋（充沙袋）在海港筑堤等工程中的应用

一、土工装沙袋应用技术简介 

1、土工装沙袋构成材料的发展和溯源 

土工合成材料，又称“土工布”、“土工织物”，它是以合成纤维、塑料、合成橡胶等为原料制 成的不同种类产品，使用过程中具有分离、加固、过滤、防护、防渗等功能。自三十年代开始使用以来，其产品从单一纺织品发展到其它合成材料及其复合材料，

成为一种新型的土建工程材料，被称作 与钢材、水泥、木材齐名的“第四种工程材料”，广泛应用于岩土、水利及土木工程等众多领域。 

可追溯的历史是从 20 世纪 50 年代末期开始至 60 年代期间，有纺和无纺土工织物在土建工程，特别是水利工程中成功地用作反滤、排水及隔离材料，推动了土工合成材料的应用，从而形成了产品市场， 品种和质量都得到进一步的发展和提高。20 世纪70年代，

由于纺粘法无纺布的大量生产，使土 工织物的应用有了新的发展，其特点首先是应用范围日益广泛， 在水利水电、海港、公路、铁路、建 筑和国防等各个领域中都得到应用。 

1970 年法国修建的法拉克罗斯(X,qacros)士坝，就在上游块石护坡底层和下游坝趾排水体周围铺设 了士工织物，以后几乎每座土石坝出于不同原因都使用了土工织物，土工织物在法国得到了广泛应用。 20 世纪 80 年代以后，土工合成材料的应用又有了新的飞跃，

产品型式不断革新，各种复合型、组合型土工合成材料不断涌现，土工合成材料工程也逐渐形成了以岩土力学和工程力学为基础，与高分子聚 合物及纺织工业生产相连系，应用于土建各个领域的新的边缘学科。

我国在土工织物应用方面起步较晚，但发展速度很快。1974 年，在江苏省长江嘶马护岸工程中， 首先使用由聚丙烯扁丝编织布为排体，结合聚氯乙烯绳网和混凝土块压重组成软体沉排，防止河岸冲刷。80年代以后，土工织物的应用日渐增多，

尤其是针刺型土工织物在水利工程中的应用，发展更为 迅速。至 20 世纪 90 年代末期，由于土工合成材料所具有的功能和特性及其在工程实践中的卓越成效， 引起了全国有关部门的充分重视，土工合成材料开始在一些国家大型重点工程中得以应用，

如三峡工 程、秦山核电工程、长江口整治工程、治黄工程、治淮工程、京杭大运河、大型引黄平原水库工程和 江河防汛抢险等，获得了较大的技术经济效益和社会效益。至此，土工合成材料的应用领域已扩大到 高速公路、铁路、飞机场、电厂、井灌、

民用建筑等几乎所有土建工程行业。 

2、土工装沙袋充填砂筑堤技术的发展和溯源 


土工织物充填砂袋的应用可追溯至土工合成材料应用于土建工程之初，1957 年荷兰人用尼龙有纺 织物做成充砂管袋用于护岸和堵口工程，这是土工合成材料真正应用于土建工程的开端，这也是土工 织物充填砂袋最早的应用实例例。经过数十年的应用实践，

发展到今天的砂枕、砂垫、砂被、充填砂 袋、模袋砼等多种形式，广泛应用于各种水利工程中。土工织物袋充填砂筑堤技术，简面言之就是利 用水力，将砂充填人大型土工织物袋，层层叠袋而成堤的技术。 

1974 年江苏省江都嘶马用织造型土工织物制成的软体排进行长江护岸，稍后江都西闸和湖北省长 江堤防也都采用了软体排，这应是我国较早使用充填技术的工程实例。1991 年汛期，安徽省天长县东 接高邮湖大堤的三荡湖堤圩用化肥袋装土筑成一条长约 7 公里，

高 0．2～1．0 米的子堤，挡住了洪水， 防止了风浪的淘刷，避免了洪水漫顶的灾难，土工织物袋充填技术给人们带来了快速、高效。进入 90 年代，设计模型及方法、试验得到了发展，使得土工合成材料在许多应用实例中已经在技术上被接收， 同时应用方式也

得以不断扩展，比如将大型土工织物袋充填技术应用于堤防。在我国， 较为系统、成 熟地应用土工织物袋充填砂筑堤的，最早应该是 90 年代初、中期， 在长江口地区，尤其在长江口深水航道整治工程中川，得到了更广泛的应用，并在设计模型、施工控制、施工监测、

使用范围等方面取得了丰富的经验。

二、土工装沙袋构成材料的力学指标要求及国家标准：

三、土工装沙袋充填砂筑堤技术的施工方案


土工装沙袋充填筑堤技术是利用土工织物的隔离、透水性和防护功能，将土工织物制成大型膜袋， 利用泥浆输送设备向袋内充填砂类土并叠砌而形成的袋体堤。具有适应地基能力强、整体连续性性好、 施工速度快、工程造价低等优点。

适于河口及沿海地区地基为软基，堤身附近粉砂土、亚砂土、中细 砂土资源丰富的地区。

A、施工工序：施工准备→清基整平→膜袋定位→膜袋充填。 


（一）施工准备施工准备工作主要包括土工膜袋的加工制作、充填设备的安装就位、劳动力的组 织安排。 


1、填充袋布一般采用聚丙烯编织土工布，编织布要具备较高的强度、良好的渗水性和保泥性。编织布进场加工之前，应审查出厂合格证明、性能鉴定书或试验报告，并通过实验测试编织布的主要测试指标：克重（100～200g/m2）、

纵横向抗拉强度（600～1500N/5cm）、等效孔径 090（0.08～0.5mm）、 垂直渗透系数（4.0～14.0×10-3cm/s）等物理力学指标。 

充填袋加工成长方形，横向为整体，其尺寸宽度以施工图纸为准，纵向长度一般为 5-60m，底层 充填袋厚度为 0.6-1.0m，上层充填袋厚度为 0.4-0.6m。为了便于袋子加工，袋子选择较宽布幅，拼接缝制采用锦纶线，拼接处折叠三层，

宽度约 5～10cm，缝三道线（先缝一道，折叠后再缝两道），也可采用粘结剂粘结，粘结部位的各项强度指标应大于袋布强度的 90%。充填袋的袖口布置在袋体表面，袖口直径 20-40cm，长 50cm，每 20m2 左右布置一个，纵向单排或多排均匀布置。

在每层充填袋的顶面和 底面缝制土工带，每根带长 50 厘米，宽 5 厘米，纵向间距 3 米，膜袋四角要缝上角拉环，以利于膜袋定位时张拉之用。 

2、充填土的机械设备主要由泥浆泵输泥系统、高压水泵冲泥系统、配电系统三部分组成。选择取土点时应首先进行取土试验，当拟取土位置最高潮水位水深在 2 米以下时，应考虑围筑砂库，排完砂库中的海水后再取土。 


3、劳动力组织安排。在施工现场附近布置充填袋加工区，加工进度要满足施工进度要求。一台泵每班一般投入 6 名左右的充填工人，另外根据膜袋大小和水深情况投入足够的铺袋工人。水下操作人员必须穿防水服和救生衣，

戴防水手套，供电线路要用防水电缆并架空。


（二）清基整平。充填施工前要进行清基、整平工作，将有可能损坏膜袋的凸出物、水草等进行清除。清基结束后，要认真检查清基情况及基底平整度，对于深度超过 0.5 米的海沟要吹填砂土予以整平，以保证堤基平整度。 


（三）膜袋定位。膜袋定位前应进行基线测量、布设控制桩。施工前要设计好膜袋排布图，水下 铺袋时，为防止冲灌土时膜袋移位滚动，需在拟铺设膜袋的两侧每隔 3 米打好定位桩。在铺放处四个 角插上毛竹，将膜袋的角拉环套在毛竹上，

灌砂时让膜袋顺定位桩沉入河底。

当水深较深时，可将加 工好的膜袋卷轴，在充填袋施工位置上下游布置机动船，装有充填袋的一艘机动船在水流上游垂直于 堤轴线方向定位，校正边线位置并抛锚固定，另外两艘机动船在水流下游平行于堤轴线方向定位。待以上准备工作就绪后，

将膜袋上的绳索连接到机动船卷扬机上，开启下游机动船上的卷扬机，将膜袋 平展于水面上，再根据放样标志调整上下游绳索长度，使充填袋处于正确的充填位置，然后系紧绳索， 再检查充填袋位置是否正确，确定无误后在膜袋边缘绑扎碎石袋固定，

并用木棍或钢管打设定位桩加以固定。 

（四）膜袋充填。膜袋充填时，充填口要及时移动，一次充填不到位时应继续充填。充填袋应分 层铺设，堆迭整齐，上下层交错排列，袋体之间不得留有空隙，不得有通缝。如土体固结速度较慢，可采用拍打编织袋或人工踩踏等办法，加快透水速度。

当管袋充灌成型 70%饱满时，在顶面内侧开细孔， 使袋内水份外溢，并用人工不断拍打袋体，不使袋孔堵塞，保证淅水畅通，减轻袋内压力，防止管袋 破裂。 

B、施工质量控制


充填区高程及平整度是直接影响围堰表面平整的一个重要环节。在充填过程中详细设计充填分支走向，严格控制充填高程。专门负责充填的现场管理人员针对充填区的情况，及时与管线班交底，决定充填管线的走向及延伸距离，

使管线的布设符合施工方案。项目部测量人员必须全时值守施工现场，对充填区的充填高程进行观测并做好控制，在出泥口四周设立高程标尺，定期观测并校核，控制吹填 标高。 

充填土体每一层袋装土每隔 50m 均取样进行干容重试验，砂性土干容重要达到 15.5KN/m3 以上， 达不到设计要求的要采取措施加快土体固结或更换袋装土体。 充填土的沉陷值观测是施工中很重要的环节，沉陷值与地基关系密切。

因此，从施工初期就应该设置观测点，定时进行观测。观测点一般用 厚度 1 厘米，直径 80 厘米的钢板作基座，上面螺接钢管，钢管顶面与坝体同步上升。一般坝体填高至 3m 左右时，坝基接近极限状态，此时应控制施工速度和加强监测。

防止地基产生过载或液化，而使堤 体受到破坏。 

C、施工中遇到以下几种情况的应对措施 


1、当堤身两侧水头差较大或承担挡潮任务时，底层膜袋接头处容易被水流击穿发生流土，导致堤 体垮塌。为避免这种情况的出现，一般在基底铺设 200-400g/m2 高强聚酯土工布 1 至 2 层，来保护底 部土体。为控制堤体的不均匀沉陷，

土工布上还要辅以用尼龙绳或宽 5cm的高强尼龙组成加筋网络， 以改善地基受力性能，减少沉陷和沉降差异。 

2、当堤身承担挡潮或挡水任务时，施工时要避免出现龙口，尽可能均衡上升。特别是大堤施工高度达到水位变化区时，在每次涨退潮时，不能留下个别缺口，同一层膜袋应在一次涨退潮期间完成， 避免集中水流对堤体的冲刷。 


3、当大堤底宽超过 30 米，顶宽超过 10 米时，可以考虑夹心砂方案，但底层膜袋横向宽度不宜低 于 8 米，顶层膜袋横向宽度不宜小于 3 米，用于大堤两侧搭接的膜袋间距不应超过 30 米，搭接膜袋纵向宽度不应低于 20 米。

实践证明，夹心砂方案不仅可以节省投资，而且能够更有效地防止堤体透水，发生溃堤事故。 

总之，土工膜袋充填筑堤技术施工简单，优点明显，但对工程实施地的地质条件有一定要求，施 工前要结合理论实践经验和现场实验做出最优施工方案。

四、土工装沙袋的其他衍生产品

高强度抗老化土工袋

常规尺寸：100*100*100cm，120*120*120cm 形状：正方体、圆柱体 袋口形式：敞口、扎口布、土工布盖板封口等 材质：采用高强度抗老化聚丙烯扁丝编织土工布 满载承重: ≧2T 可定制内容：尺寸、形状、内衬、袋口形式、

材质等产品用途：建筑施工、桥梁工程、水利工程、货仓码头、运输业等 产品特点：加厚耐磨、抗老化、抗 UV、强度高、四角有提带，承受力均匀，运输方便、可重复使用等 显著特点。

                                                                                南通九鼎工程材料有限公司生产技术部