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土工织物充填袋筑堤技术

时间:2017-10-29 点击:




申报单位:中交上海航道勘察设计研究院有限公司

合作单位:中交上海航道局有限公司、上海交通建设总承包有限公司

主要完成人:陈学良、周海、顾勇、马兴华、楼启为

项目起止时间:2000-01-01至2016-12-31

项目性质和主要来源:企业立项科研项目

获奖情况:国家科学技术进步奖一等奖、国家科技进步奖二等奖、中国航海学会科技进步二等奖、中国水运建设行业协会科技进步三等奖等。

项目简介及创新要点:

1、技术简介

“充填袋”为“大型土工织物充填袋”的简称,俗称“袋装砂”,在水利工程界又称“充泥管袋”。采用充填袋作为堤心的筑堤技术,利用土工织物袋的成型作用,充灌砂料形成层状结构,分层施工形成堤坝。

袋装砂筑堤具有就地取材、成本低廉、施工快速的特点,深受各地建设单位的青睐。我院从80年代在长兴岛和横沙岛试验研究土工织物充填袋筑堤技术,成功后90年代初期首次大规模应用于长江边滩围填筑堤,之后就在国内各地遍地开花,不论南方北方、水利交通,都在大规模实施袋装砂筑堤。

2、技术进步意义

我院获得了6个以上相关专利,其中土工织物充填砂袋(实用新型ZL 03 2 29835.8)是最基本的筑堤单元,复合布及机织布充填砂袋(实用新型ZL 2005 2 0041236.6)解决了大波浪条件下袋装砂筑堤,排水砂被(实用新型ZL 2005 2 0041234.7)解决了软基筑堤排水垫层问题,通长加筋砂被(实用新型ZL2005 2 0041235.1)一并解决了超软基堤坝基础加筋和排水垫层。在洋山工程中,我院首创了袋装砂深水抛填技术。针对温州和台州无砂工况,发明了联体充填袋技术,从此充泥袋得以扩展应用。

随着软基应用袋装砂的普遍应用,我院首次完成了袋装砂的压力应变的本构设计理论,突破了袋装砂设计的强度设计理论和堤坝与基础共同作用的堤身设计问题,《连云港港30万吨级航道工程超软地基新型围堤结构关键技术研究》和《复杂环境下袋装砂筑堤关键技术》研究获得港口协会科技进步二等奖、三等奖。在曹妃甸围海造地工程和通路路基工程中,首度解决了袋装砂在冰冻区的设计强度和适用性问题,《曹妃甸钢铁围海造地工程关键技术研究》获得中国航海学会科技进步二等奖。

上海航道局和上海交建在袋装砂工程的实践中建造了世界范围内独一无二的袋装砂和软体排铺设船队,解决了施工设备标准化问题,形成了4个省部级标准施工工法、8个设备工艺方法发明专利和4个设备实用专利。

目前,在我院、上航局和兄弟公司的共同努力下,土工织物充填袋筑堤目前已形成了完整的设计理论、设计技术、设计结构、施工设备、国家和省部级标准化工法的技术体系,已纳入11项水运水利行业和地方标准规范中。

以上技术极大推动了跨行业的科技进步,同时我院设计应用袋装砂技术获得了数十项设计行业及地方咨询一、二等奖和科技进步奖。

3、技术转化和应用

袋装砂筑堤技术应用规模巨大。1998年长江口深水航道治理一期整治堤坝首度开启了该技术大规模应用,2000后在上海几乎所有的大规模围垦如南汇、奉贤、金山、横沙、长兴等圈围工程、以及青草沙水库和洋山深水港等重大工程。沿海的曹妃甸围海造地项目、天津临港新区围填海项目90%以上的围堤采用了土工织物充填袋筑堤。2001年后在宁波、舟山、台州、温州、漳州、深圳、连云港等地质条件较差的地区也实现了大规模的应用。据粗略统计,应用里程远超过1500km以上。

经济效益:与传统抛石堤相比,造价普遍降低。以曹妃甸通路路基工程为例,采用袋装砂筑堤技术,与原抛石堤方案相比,堤顶有效宽度增加近一倍,工程造价仅为原方案的50%。从各地上千公里的袋装砂筑堤实践看,至少为各地政府和业主节约几十到上百亿的工程造价。

社会效益:袋装砂筑堤技术现已广泛的成功应用于沿海大型水运、水利行业的各类国家和地区重大工程项目中,是少数的源于国内疏浚业并形成完整技术体系、实现跨行业广泛推广、适应各类地基和工况、经济效益和社会效益高的新型筑堤技术创新,被交通部领导誉为“90年代以来水运工程结构最大的技术创新”,堪称新世纪水运和疏浚行业重大创新技术。