摘 要：对系结压载软体排的铺设进行了分析，结合长江中游沙市河段的工程实例，对宽幅沉排的优缺点进行探讨。 关键词：航道整治 软体排 宽幅 软体排在航道整治工程中的作用
作为一种保护河道现状和抵御水流冲刷的防守型措施，护岸施工在长江航道整治工程中得到广泛的应用。护岸工程以河道多年平均枯水位为界分为两部分，即枯水位以上称为“护坡工程”；枯水位以下称为“护脚工程”。因河道的坡脚和河岸的滩堤是“唇齿相依”的两部分，坡脚不稳，滩堤无存，故护岸工程的原则均是先护脚后护坡，且都十分注重“护脚”的施工，护脚最基本的做法就是对河床进行防护，抵御水流的冲刷，经过多年的反复筛选和不断创新，新型的软体排铺设施工越来越被推广和认可。
系结压载软体排结构
目前大范围使用的系结压载软体排排垫结构为：采用单层聚丙烯编织布加筋而成，加筋条沿排长方向缝制，长与排长相等，纵向加筋条的首、尾端缝制成圆环，便于排体间的连接。加筋条与排布之间缝制两根一组的系结条(用于捆绑砼块)。砼块压载体：采用C20砼块体。
宽幅沉排的优缺点分析
土工织物软体排在长江航道整治工程中的应用已持续十年有余，且使用数量较大，现已成为长江航道整治工程中必不可少的重要材料。系结压载软体排的排宽也已从开始的15m逐渐发展到目前的40m幅宽，那么排体宽度的增加对工程施工具有哪些优缺点呢？
1、宽幅沉排的优点分析
一般事物的发展总是往更好、更优的方向进行，宽幅沉排也一样。40m幅宽的排体与15m宽排体相比，优点是明确的，主要体现在：
提高施工效率。在沉排施工中，船舶移锚、定位所耗费的时间较长，采用40m宽排布与15m宽排布相比，铺设相同面积的排布所耗费的时间将减少一半。在长江航道整治工程中，护岸工程施工受水位影响明显，一般航道整治工程的施工均要求在枯水期完成，且系结压载软体排护底是护岸工程施工的基础，对沉排的时间要求都很高。因此，高效率的沉排施工是确保工期的关键，采用宽幅排体大大提高了沉排施工效率。
节约建设成本。在沉排中，为确保沉排施工效果，保证排体的有效搭接，在设计中对排体的最小搭接宽度都有相应的要求。如果假定15m排体和40m排体搭接宽度要求均为3m，铺设长度均为100m，以铺设10000m2排布来计，15m宽度排布需8.08张，40m宽度排布需2.62张，搭接浪费的排布面积分别为2124m2和486m2。 比较可知，每铺设10000m2排布节约排布面积为2124-486=1638 m2。以长江中游沙市河段航道治理腊林洲守护工程为例，沉排施工面积约为67万m2，则总共节约排布面积为67×1638=109746 m2，按照排布市场价10元计算，仅排布一项就节约了100多万的建设成本，还不包括相应的搭接部位的砼块及移锚定位的成本等。
增强护底效果。为了防止排与排之间出现空挡，在排体间设计有一定的搭接范围，由于一块排搭接在另一块排上，从而使排与排之间出现垄起的突出部位，导致水位雍高，而垄起的部位对水流亦有一定的阻力，水流在受到阻力后产生回流漩涡，从而导致搭接部位后的水流紊乱，若排体搭接宽度不足，则会出现由于紊乱的水流作用不断淘刷排体下河床，从而导致河床被淘刷破坏。因此，确保排体的搭接宽度是系结压载软体排施工中的一个重点，也是一个难题，根据目前的施工技术水平，结合多年的施工实践经验来看，排体间的搭接部位仍为护底中的脆弱地带。因此，在护底沉排中尽量减少排体间的搭接缝，采用宽幅沉排是一种行之有效的施工方法。
2、宽幅沉排的局限性
宽幅沉排在施工中得到了越来越广泛的应用，且存在着很多显而易见的优势，但在实际施工中还有其不足，主要表现在：
2.1 对施工设备要求高
在长江航道工程施工中，系结压载软体排铺设施工具有施工工程量大、施工进度快、水流风浪条件差、水上施工作业条件限制较多等特点，因此对施工设备的要求更高，选用的铺排船必须满足以下要求：①必须采用专用铺排船，铺排船吨位要大，抗风浪水流稳定安全性要好。②铺排船要有足够系结软体排的施工作业平台，用于摊铺软体排排布、绑扎砼块。该作业平台宽度、长度要满足40m沉排施工要求。③在船舷侧设置一块可控制俯仰角度的滑板，根据不同的水深、流速等条件，合理调节滑板的倾角，使排首准确铺放到水下设计位置；在滑板两侧设置阻流挡板，有效地防止排体边缘在下滑过程中受水流冲击而引起的翻卷和移位。④具有定位精度高、性能先进等特性的大型专用沉排船。
2.2 对施工工况条件要求高
在进行沉排施工作业时，排体在铺设过程中的状态包括以下两种情况：
当放排速度大于移船速度时，排体在铺设过程中处于图1所示状态，这时排体在水中悬挂的长度最短，排体的浮重最小，排体所受的拉力也最小；
当放排速度小于移船速度时，排体在铺设过程中处于图2所示状态，软体排在水中悬挂的长度越长，排体的浮重越大，排体所受的拉力及水流动力越大，不利于施工安全。
在实际施工中，由于铺排方向可能与水流方向呈任意角度，当铺排方向与水流方向呈一定角度、软体排在垂直水流方向上的投影面积不为零时，在动水压力的作用下，即使软体排的下放速度大于移船速度时，软体排在水中也不可能保持垂直状态，而是在水中出现不规则形状，出现如图3所示形状。
排体在水下承受的荷载主要有动水压力，一般按照公式F=KγV2A/2g计算，式中：K―水流力系数一般取K=2.32；γ―水的重度，取γ=10KN/m3，V―水流流速（m/s），A―计算断面与流向垂直的平面投影面积（m2），g―重力加速度（m/s2）根据以上公式可知，水流流速、计算断面与流向垂直的平面投影面积与排体承受的动水压力成正比例关系，排幅越宽、水深越大，施加在排体上的力面就越大。在水深、流速等相同的施工工况条件下，40m宽幅排体所承受的动水压力约是15m宽排体所承受的动水压力的2.67倍。当水流流速、水位大小达到一定程度时，软体排所受的拉力大于其抗拉强度，从而在软体排的薄弱部位出现撕排现象。
根据目前的施工技术，在长江航道整治工程施工中，水深小于15m、流速小于1.8m/s时宽幅沉排护底的质量能得到保证，但当水深和流速较大时，现有的设备和技术指标难以确保施工质量。不仅沉排搭接宽度难以保证，而且在排布的薄弱（如缝合处、等）部位容易撕排，在荆江河道沙市河段瓦口子至马家咀工程施工中，在水深为18m、水流流速为1.5m/s（水流紊乱）的施工部位，就发生过此类撕排现象。
（作者单位：长江武汉航道工程局）