在冰上施工的情况下，排体下沉过程中排体悬浮于水中，此时将出现下拉力，并在排体下沉接近坡面时拉力最大。在不计排下冰块局部浮托力的情况下，排首锚因力应大于按下式算得的下滑力。

式中：T为排体下拉力，kN；G为排体重力，kN；a为排体的坡角，可取岸坡水平夹角。

　　排首的锚固可采取下述一种或两种结合方法。

　　2. 打桩锚固

　　在锚固位置顺岸沿线打一排木桩或钢(管)桩，然后将筋绳或石笼铁丝拴紧在桩上。桩的间距和打入深度根据排体的下滑力确定。

　　软体排锚固位置是护底与上部护坡的分界线，必须做好二者的连接，以免产生局部冲刷破坏。可将用作上部护坡垫层的土工织物下端锚入锚因槽中，锚入深度不应小于30cm，也可采取垫层土工织物与排布搭接方式，搭接宽度不宜小于50cm，二者应贴合紧密，最好加以缝合。上部护坡面层与软体排压载体之间应连接平顺，不得凹凸不平。

　　二、土工织物软体排施工要点

　　软体排的施工包括施工准备、制排和沉排等，在具体步骤上因排型和采取的施工方法不同而有所不同。

　　(一) 施工准备

　　(1) 水下地形测量。由于险工段的水下地形变化较大，施工时的地形可能与设计资料有较大差别，所以一般在正式施工前应测量水下地形，作出平面图和断面图。

　　(2) 坡面处理。为使排体与地面接触良好，应使之尽量平整。特别是当存在陡坎或过大的坑洼时可采取抛填土枕(袋)或不带尖刺的碎石整平。

　　(3) 备料。对于沉排施工，充分备料至关重要，否则由此造成停工将大大影响沉排质量。特别在深水条件下进行大面积冰上施工的情况下，排体在冰上停留时间过长将产生过大变形，甚至塌落。

　　(4) 施工机械设备和施工队伍。不同的沉排形式和施工方法，所需的机械设备和数量不同。如整体软排水中沉放需要大型船只，冰上沉排只需简单的工具。因此，应根据具体情况确定施工安排，准备所需的设备和组织施工队伍。

　　(二) 排布与网绳制作

　　排布可在工厂或现场制作，应采用尼龙线缝合方法连接。现场缝合宜用手提式缝合机。缝合方式见图4-2，缝合强度不宜低于母体强度80％。布排时，接缝应在受力小的方向。

　　冰上和浅(旱)滩地铺排时，在按设计要求范围内清除尖刺物、平整好冰面的地面后，按要求间距布设纵横网绳，再铺上事先制好的排片(或就地缝排布)，并在结点处用尼龙绳将绳网与排布缠结在一起。采取水中铺排时，则事先将网绳与徘布按同样方法连结。采用套筒固定网绳时，则将网绳穿入套筒中。

　　充砂模袋式软体排亦可在工厂或现场制作。模袋式软体排的制作可用类似于人工混凝土模袋的方法缝制，也可采用塑料销方法控制厚度。后者曾在汉江航道整治工程中试用，并称为砂垫软体排，如图4-20和图4-21所示^③。

　　(三) 排体沉放

　　1. 浅滩作业

　　浅滩作业是指水流流速小，水深不大于1m或干滩条件下进行软体排施工，其中也包括例如闸下游和导流低坝上下游无水或浅水情况。

　　在旱滩情况下，施工简单，各道工序都可在现场用机械或人工完成。但排布必须及时保护，不得暴露时间过长。在浅水的条件下，将排头固定在岸坡上，顺坡向河中牵拉，然后在船上抛投压载。

　　2. 船上沉排

　　水上沉徘一般都是采用船上沉排。岸坡软体排的沉放一般是单块排的排首一端固定在岸坡上，然后，沉排船逐渐后退，直至将全部排长落在岸坡上。依此自下游向上游逐块沉放。如图4-22所示。整体压载(如联锁板块)的软体排，在船上将压载与排布连好，同时沉放。若用散载，则先将拼好的单块排布放在驳船上捆扎预压块，叠好，再按以上方式沉排，然后抛压重或在沉排过程中散抛，最后补抛。充砂软体排可在排袋沉放过程中同时充砂。

　　船上沉排时需要注意以下几点：

　　(1) 移船速度应与排体沉放速度相协调，使排体在水中与垂线的悬吊角度不致过大，以减小排体的受拉力和水流的冲力。

　　(2) 船体的移动线路尽可能不偏离，以免造成排体就位位置偏差。为此，可在排体两侧设定位花杆或浮筒。

　　(4) 探测排体沉落地面的位置，特别是上游端的位置，以保证下一块排体下游端与其搭接的要求。必要时应由潜水员进行检查。图4-23水上定位沉排示意图

　　护底软排，如新建丁坝护脚、闸前护底、软体排等，宜采取自上游向下游顺水流铺排方式。图4-23所示为黄河禅房导控工程第34号丁坝护底软排的沉排方式^④。在预定沉徘位置的上游和两侧设定位船，将预先拼好的排布(44.4m×100m)折叠在托布船上。徘布上游端固定在上游定位船上，然后托布船向下游缓行，同时将两侧牵拉绳拴在两侧的定位船上。待排布全部展开后，上游和两侧拴铅丝石笼压重，松开牵绳，使石笼与排布一起沉入水底。最后抛投压载。采用此法时，拉绳要有承受石笼重力的足够强度，各条石笼沉放时要做到基本同步。

　　3. 卷筒沉放法

　　当水深和流速小，排长不大(一般20m以内)时，可在船或木排上设一滚筒，将软排卷在滚筒上，一端固定于岸坡上或水底，拉动滚筒或靠自重顺坡下滑将排布展开，再抛压载。这种方法所用的排宽受卷筒宽度限制不能过大，搭接较多。

　　4. 冰上沉排法

　　我国北方寒冷地区进行河岸底脚软体排防护时，利用冬季河流结冰的特点，采取冰上沉排是最为简单有效和节省的办法，冰上施工主要应注意如下几点，

　　(1) 铺排、压载、沉排均在冰上一次完成，排体应连成整体和具有一定的柔性。排的前端和两侧应加重边载。

　　(2) 备料充足，施工不得中途停工。

　　(3) 冰上施工宜在冻结期或融解初期进行，此时冰层厚度逐渐增加到当地最大冰厚。进入融解期后，由于冰层温度升高和结构变化，加之冰厚逐渐减薄，承载力大为降低。若在融化期施工，应对冰层状况慎重研究；尽量缩短施工期。

　　(4) 施工时间不宜过长，在石笼压载的情况下，冻结期施工时的冰厚以不小于50cm为宜，施工时间以控制在10天左右为宜。

　　(5) 软体排沉放前，排首应牢固地锚固在岸坡上，以防排体沉放时滑入水中。

　　(7) 在水深和流速较大的情况下，特别是排体上游端处于急流或游涡区时，为防止沉排时发生卷排事故，可在排体上游角或排角及排边设一根或多根拉绳，拉绳穿过冰底，固定在距排角一定距离的冰面上。如图4-24所示。

　　冰上沉排还有自然沉排方法，即在开江前几天在冰上制排，待冰融开河时排体逐步下沉。这种方法宜在流速较小(一般不大于0.6m/s)、水深不大(一般在3m以内)的情况下采用。

　　5. 冰下铺排

在预定沉排位置的岸边和排尾处各开一条顺水流的纵向冰槽，再垂直水流方向每隔5～10m打一道横向冰槽，纵横向冰槽

　　不得连通。然后将拼好的排布叠放在排尾槽外侧。排布一端捆土(石)枕，作为边载，另一端拴上拉绳并从冰底穿出岸边冰槽，将排布拉至岸边冰上。将边枕推入水中，同时顺岸边槽和横向冰槽一起投放土(石)枕，将浮起的排布压至河底。这种方法也只适用于流速和水深小的条件。

　　三、土枕护脚与土桃充填坝

　　(一) 枕袋制作

　　土枕可用作护底软体排的压重，常用织造土工织物制作，也有用涂膜织造土工织物或膜布复合制成。布的强度应根据装土量、充填压力和施工受力情况确定。

土枕一般为圆形，也有的制成方形，直径大小与机械设备和施工条件有关，一般为0.5～1.0m，长5～10m(或更长)，如长江下荆江后洲护岸工程所用聚丙烯塑料织造土工织物袋长10m、宽0.8m、高0.9m，单个袋体的体积为4.2m³，装土重6～7t。为加强袋体，一般沿袋长每隔0.5m左右用Φ4～5mm尼龙绳捆扎一圈。

　　土枕(袋)除用作软体沉排的压重和丁坝、岸坡护脚(根)外，还可用于修筑矮坝，如导流坝、锁坝、丁坝等。

　　(二) 充填方法

　　土枕的充填有人工充填、水力冲填和泥浆泵送法。

　　1. 人工充填

　　长度较短的土袋可由人工直接装土，长度较大难于直接装土时可搭设装土架、溜槽、漏斗等用人工或配合适量吊运设备装土。

　　2. 水力冲填法

　　水力冲填法是用水枪或绞刀将滩地料场砂土冲搅成稀泥浆，用泥浆泵将泥浆输送和充填进土枕袋内，然后，泥浆中的水分通过袋子的孔隙自然排出即形成土枕。本法适用于砂和亚砂土料，一般以粉粘粒(＜0.05mm)含量少于30％，大于0.1mm颗粒按重量多于50％左右为宜。冲填压力与织造土工织物强度，特别是缝合强度有关，冲填过程中压力也会有所变化，一般可取2.5～4.0kPa。在正式冲填前，宜进行冲填试验，以确定具体工程条件下适宜的冲填参数。

　　3. 泥浆泵送法

　　对粉砂和含泥量较大的土，使用稀泥浆充填时，由于粉粘粒沉降速度慢、排水困难，还易堵塞编织物孔隙，因而不但施工时间长，而且待水排出后袋内土的充满程度很低，效果不佳。在这种情况下，可将土料加水搅拌成适当浓度的泥浆用泵(如砂浆泵)充入袋内的方法。采用此法时，同样宜事先进行充填试验。

　　(三) 沉放方法

　　1. 浅滩沉放

　　在浅水或旱地情况下，可直接用人工装袋摆放或将枕袋末端固定在排布上，然后在袋口用泵充灌。联片充砂软排一般在铺好后用泵充灌砂土。

　　2. 冰上沉放

　　可将土枕按设计位置顺冰槽抛入水中。联片充砂软排则可用前述方法先将排布从冰下拉出到冰面或岸边，再用泵充填。

　　3. 船上沉放

　　首先定好抛投断面，作好标志，定好船位和移船线路。根据水流情况可采取不同的方法。

　　(1) 直接抛投。将制好的土枕顺滑板或活动抛枕架投入预定位置。在水深流急的情况下，土枕在入水沉落过程中将发生漂移，表4-12是下荆江后洲和七弓岭抛投塑膜土枕实测的漂距。可以看出，漂距的大小与水深、流速以及土枕质量和抛枕技术有关。因表4-12 抛投塑袋土枕实测漂距此，在抛枕时应估计到漂距对土枕就位的影响。

　　(2) 同步施工。其基本方法是将长管袋或充砂模袋置于船边充砂斜板架上固定好后，用人工或泵充填，逐步沉入水中，或将管袋伸人到排布再充填。此法在水深流速较小时较适用。当水深流速较大时，应注意袋体的冲斜、卷摺和扭转等可能发生的现象，从而影响充填效果和就位准确度等问题。

　　土枕(袋)的沉放一般宜自下游向上游进行，以使上游土枕(袋)的下端压在下游枕(袋)的上端，减小水流的动力作用。

　　目前国内已有不少工程应用土枕护底，取得了良好的工程效益。但也还有一些不确定的问题，例如漂距冲斜如何确定和控制，散抛土枕落人河底后的贴地、排列、错位、架空和空隙大小(这种情况对无排布的散抛土枕护底尤为不利)仍需进一步研究，在具体施工工艺和施工机械方面也还需进一步改进和完善。

　　(四) 织物袋充填坝

　　四、实例

　　[实例4-5]　下荆江后洲编织物土枕护岸^⑤

　　后洲段位于湖北监利县长江下荆江熊家洲弯道顶偏上处。近底层流速大，环流作用较强，河段迎流顶冲。1969～1987年间，平均崩塌距离为246m，累积最大崩塌宽度约1300m。1970年开始用块石护岸，但一直未能奏效。1988年春，进行了编织物土枕护岸工程试验。

　　土枕袋用织造土工织物上覆PE(复合土工膜)缝成。按设计要求，一个土袋的体积为4.2m3，装土质量为6～7t，土袋长度为10m，宽度为0.8m，高0.9m。沿袋长方向用13根或15根直径约5mm的尼龙绳人工加捆。

　　复合土工膜的极限抗拉强度为19.6～29.4kN/m，延伸率为10％时的抗拉强度为9.8kN/m。按估算和经验，所选材料可符合设计要求。

枕垫长70m，宽10m，两边用直径为10～12mm的尼龙绳作主筋。在主筋间每隔0.5m设一道直径为5～6mm尼龙筋绳，穿在与枕垫连结的套筒内。枕垫两头预留出尼龙绳长度5～12m，用作与岸上系固梅花桩和尾枕连接绳连接。枕垫结构如图4～26所示。

　　施工期最高水位21.14m，最低水位19.65m，变幅1.49m，最大风力为西北风5～6级。抛枕最大位移为4.6m。施工方法分有枕垫和无枕垫两种。

　　1. 有枕垫的施工步骤

　　(1) 将枕垫安放在船的外缘卷扬机上。

　　(2) 将船定位。一对驳船由领水锚、尾水锚和岸上拉锚定位，见图4-27。

　　(3) 枕垫头部筋绳穿过船底拴在已准备好的梅花桩上。

　　(4) 为使枕垫逐渐平稳地贴附河床面，并尽量减小卷扬机的荷载，在枕垫边绳上加纵向和横向活结绳。

　　(5) 由近往远抛枕，至枕脚处抛下层枕，拉开枕垫，再集中抛枕脚边缘上枕，即完成一个断面施工。

　　2. 无枕垫的施工步骤

　　(1)先集中抛坡脚外缘的土枕袋。

　　(2) 由远往近抛土枕直至接坡处。根据近岸水下坡度采取堆抛或平铺抛枕。

　　[实例4-6]　下六家于冰上沉排护岸工程

　　本工程位于吉林省松原市朝阳乡下六家子屯松花江河段右岸。本区年平均气温4.5℃，极端最低气温一37.8℃，封冻期自11月上旬开始，至翌年4月上旬解冻，水面结冰层厚度最大1.2m。本处流量为4816m³/s，枯水期水深6～10m。在横向环流作用下，江岸逐年坍塌、下切，每年塌岸速度达10～15m，严重威胁防洪大堤安全。为此，1991年冬开始作护岸工程，枯水位以上用简易模袋混凝土护坡，以下采用了土工织物软体沉排结构和冰上施工方法。施工期实测最大水深13.4m，流速1.2m/s，冰层厚度0.6～0.7m。护岸总长度为1612m。

　　1. 沉排设计

　　冰面以上护坡用模袋混凝土下垫非织造土工织物作为滤层。排布采用Φ6mm聚乙烯绳网加强，间距为0.5m×1.0m。

　　压载全部用铁丝石笼。考虑到船和抛锚影响，石笼厚度取得大些，平均水下压重为3.1kN/m²。铁丝石笼与排布、网绳间用Φ10mm聚乙烯绳紧连。

　　由于在深水中大面积沉排，计算了下沉过程中顺排长和排宽方向上可能出现的拉力。此外，计算了排体沿坡面的抗滑稳定。分别算得安全系数大于5和1.2。为增加排体的稳定，在排首端设计了50cm×50cm的锚固槽。

　　2. 沉排施工

　　(1)施工准备。必须充分做好以下几点：①备料必须充足，保证施工连续不停。②组织好施工队伍，分组分段均匀作业。③水下地形测量，施测断面间距一般为25m，测点至少各3～5个。④岸坡处理。陡坎处采取冰上开孔抛填土袋方法，达到边坡不陡于1:2.0。

　　(2) 冰上铺排。铺排的步骤是：在沉排范围内清基放样、编绳网→铺排布→压石笼。每条石笼宽40cm，将事先编的网眼为13cm×13cm的铁丝网片铺好，垒砌块石，用网片包住，再用撬棍绞紧、锁口。铺压载块石时，块石底面必须平整无棱角。石笼在排首端用8号铁线与事先埋入锚固槽内的铁丝石笼绑紧。

　　(3) 施工观测。冰上沉排施工中首先要依靠冰层承载力承受排体荷载，而冰层承载力首先与冰厚和时间有关。由于本工程沉排荷载较大和选用强迫沉排方式，故施工时间定在1月底，此时最小冰厚为0.65m。为监测施工期间排体和冰层的变化，进行了冰温、冰厚、排体(冰层)变形观测。测得最大沉降量为62.8cm，最大挠跨比为5.6％，此时排面上已有水层。根据观测结果进行施工安排。

　　(4) 沉排。本工程采用强迫沉排法，即排体铺好后，在周边开冰槽，然后在正式沉排时，打透冰槽。此时，在10余分钟内排体基本均匀沉落至岸坡。

　　3. 工程效果

　　本工程于1993年春完工。经多次探测和1998年洪水考验，结果表明，水下排体稳定，排体上已大面积落淤，工程运行一直好。在本工程条件下，选用的沉排与石笼柳枝软排相比，每平方米节省造价25.7％，比抛石方案节省47.2％。