长距离采用接力泵进行充填砂袋垫层施工工艺

1 工程概况

1.1 工程背景

本工艺依托黄骅港散货港区原油码头一期工程，其中新建东、西及南侧护岸长度都在500-600m 左右，设计护岸基础含有 1m 厚充填砂袋垫层，砂袋总工程量为 5.37 万 m³ ，平面示意如图 1。

图 1 护岸工程平面示意图

1.2 施工难点

施工现场没有可用砂源，采用外购中粗砂，利用卡车运到现场，将砂子堆放在已建北护岸的临时平台处。实际工程中经常存在取砂区和充填区距离远的问题导致砂浆输送苦难等现象一直是困扰工程届的难题。【1】

1.2.1 输送距离远，无法一直采用单级泥浆泵输送砂浆直接充填砂袋。一般情况下，充砂袋施工由泥浆泵就近取砂直接充填砂袋，皮龙管长度不超过 200m_⨀ 。从已建北岸堆砂处起算，已有将近三分之二的护岸充填区域，无法采用单级泥泵输送砂浆。

1.2.2 采用运砂驳船运输，直接布设管线充填。但首先新建护岸周边区域泥面高，高潮时，区域水深仅达到 2.0-3.0m 左右，无法满足砂船停靠吃水要求；其次充填砂袋总量较少，从施工进度及成本等方面考虑，此施工方法不值得采用。

1.2.3 考虑采用加装接力泵方式，即多级泥浆泵串联的方式进行砂浆输送。根据施工计划及控制投入数量综合考虑，按照 100m 的间距加装 1 台泥浆泵，单个护岸总共需要 8-10 台左右，即可完成该项施工工艺。

经过以上分析，基于施工中存在的难点，综合考虑现场情况，在采用单级泥泵输送、运砂驳船运输等方案均不可行时，决定采用低成本、高效率的加装接力泵方式实现远距离输送砂浆充填砂袋垫层施工的方案。

2 工艺流程及质量控制措施

施工准备→铺设充砂袋体→充填砂袋→铺设下一块袋体继续

2.1.1 施工准备

袋布采用机织土工布（ ≥400g/m² ），抗拉强度 ∂⋅≥80kN/m ，以保障袋体抗撕裂性。根据设计断面图及充填后袋体会产生收缩等综合考虑，缝制后的袋体长度为 30m,宽度为 28.5m，由加工厂进行缝制，缝三道，保证缝线平顺均匀，缝合牢固。

2.1 工艺流程

2.1.2 铺设充砂袋体

保证充填时砂袋不被尖锐物体扎破，首先在低潮时铺设前将滩面处的树根、尖石等清除干净，之后使用 RTK-GPS 测量定位袋体边线及袋两端中轴线位置。并且沿袋体周边线 1m，每隔 4-6m 用竹竿插入泥中行固定。要求垂直护岸轴线铺设，边线对齐，接缝处预留伸缩量1-2m，以保证充填后的袋体不得形成水平缝。

2.1.3 充填砂袋

充填时用人工不断踩踏充填袋体，使砂颗粒重新排列趋于紧密，加块滤水速度，挤出浮泥，同时提高在单个袖口充填时的扩散面，以保证砂土的固结质量。充填时注意控制进浆压力，防止袋体破裂，管路出口压力控制在 0.2-0.3MPa_⨀ 。充填砂袋时，首先充填四边各袖口，充砂厚度可为 20cm 左右，保证砂袋的稳定即可。然后由中间向四边各袖口充填，这样既可以保证砂袋的充填厚度，同时也可以保证砂袋不容易移位。充填过程中经常调整管口方向，防止袋体在充填过程中受力不均而打卷变形。待整个砂袋达到 70% 的饱满度时，应适当减少充填，以防止袋体爆裂，并留有一定固结脱水时间，再进行充填，充填砂袋的充灌度要达到 80% 以上。施工过程中，袋体不得有破损，如有发现破损，必须马上进行等强度修补，避免袋内充填砂流失。

2.1.4 铺设下一块袋体继续

在前一个袋体充填完成后，开始铺设临近新袋体，接缝处做好搭接，继续重复以上充填施工。

3 泥浆泵的使用

图 2 充填砂袋现场施工图

2.2 质量控制措施

3.1 工作原理

2.2.3 成立 QC 小组，项目总工程师为 QC 即需引用施工作业处外水源来冲切砂体；小组组长，水工工程师、测量工程师及现场技术人员为小组成员，针对质量管理开展对应管理工作。

2.2.4 向施工班组做好明确细致的技术交底工作，明确质量控制内容，严格执行操作规程。2.2.5 质量三检制度执行到位，确保施工质量满足设计及规范要求，发现问题时及时水量，保证高压冲水泵正常运行。

整体系统是由高压泵冲水、泥浆泵输送及配电组成，其工作原理是借助水力的作用来进行挖、输送及充填砂，水流经过高压水泵产生压力，通过水枪喷出一股密实的高压、高速水柱，切割粉碎砂体，使之湿化、崩解，形成砂浆混合物，再有泥浆泵及输送管道吸送到砂袋，砂浆脱水固结。

2.2.1 严格按照工程施工质量管理体系要求，开展各项质量管理工作，确保施工全过程得到有效控制。

2.2.2 制定质量工作计划，分析影响质因素，找寻相应解决方法。

图 3 堆砂源头现场施工图

泥浆泵施工既要水又怕水，所谓要水：所谓怕水：即施工作业处不能存水，否则，泥浆泵浮体浮出水面，不能吸到砂浆，无法起到吸运砂的目的，造成浪费。每方砂需要水量 4-5m³ ，最佳施工水源宜在作业点 50m 范围内，超过时，随着输水距离的增长，水压直接降低，直接影响施工效果。故现场在堆砂点临近滩面处，开挖了一个临时储水坑，随着涨落潮，坑内都有富裕水量，保证高压冲水泵正常运行。

图 4 高压冲水泵施工现场布置图

3.2 选型及布置

根据现场施工环境、输送物、输送距离及进度计划，最终决定采用 4PNL 型号卧式泥浆泵，流量可以达到 200m³/h，扬程为 21m 。泥浆泵施工，充填距离超过 150m，扬程超过 14m时，则输砂管出口处砂浆不能送出，结合以上要求及现场试泵情况，决定在每隔 100m 左右设置接力泵，接力泵进口处采用直径 200mm 的白色 PE 管，管道与泵采用法兰连接，应确保连接质量，检查垫片及螺栓拧紧程度。输送管道采用直径 150mm 的黑色皮龙软管，软管与 PE管连接采用变径接头，并用专业管箍箍紧，做到不漏浆。并且输送管道应铺设顺直、平坦，弯度力求平缓，避免应弯度过大增大压力损失，砂浆输送受阻造成管道堵塞。

图 5 接力泵施工现场布置图

3.3 保养及维修

施工现场应指派专门的维修人员负责施工机械的保养及维修。应定期对泥浆泵及他机械进行检查、维护，及早发现问题给与解决，以免造成停工。施工时应注意砂子颗粒的大小，颗粒大时要经常检查泥浆泵的易损部件，以便及时维修和更换。应采用先进的抗磨措施来提高易损部件的寿命，降低工程的投入，提高生产效率，同时应常备易损零部件以备及时更换。

结论：采用加装接力泵方式，解决长距离输送砂浆以完成充填砂袋垫层施工。解决了传统泥浆泵由于排距受限无法实现直接充填砂袋的难题。护岸地基充填砂袋垫层技术施工流程清晰，操作简便，易于掌握；比其他地基处理方法，该技术施工周期短，有利于加快工程进度；材料来源广返，价格低廉，有利于降低工程成本；试用多种地质条件，特别是透水性强的软弱黏性土地基。此种解决长距离施工方式对整体工程具有巨大的效益及意义价值。

参考文献：

[1] 阮学成. 大型土工织物充灌袋在上海洋山深水港海堤建设中的应用［J］.水运工程，2006（11）：31-33.

[2] 范 超 斌 . 沿 海 充 填 大 砂 袋 围 堤 施 工 技 术 [J]. 珠 江 水运,2025,(10):44-46.DOI:10.14125/j.cnki.zjsy.2025.10.019.