模袋混凝土技术在水利工程中的应用

分类：建筑工程论文发表 时间：2012-06-25 10:07 关注：(1)

　　摘 要：本文结合工程案例，对模袋混凝土护岸工程中的应用技术展开了探讨，以期在以后的工程中取得更好的工程和实际效益。

　　关键词：护岸工程;模袋混凝土;设计;施工

　　0前言

　　模袋混凝土技术具有整体性好、耐久性好、地形适应性强、施工速度快、省工省时、可以在水下铺设充灌施工等特点，可以应用于道路、水库、河渠、海堤、港湾等工程。模袋混凝土大致可分为两大类:①大面积素混凝土刚性的板形结构;②可适应地基变形的小块混凝土用铰链连接的铰链式结构。目前在我国江、河、湖、海和港口、码头的堤坝护岸护坡采用的模袋混凝土多属于前种形式，也就是本文所要讨论的内容。

　　1 工程概况

　　某河段护岸工程全长68km，流域面积965km2，流域内山区、平原交错。河上游多为山丘区，占流域面积30%，降雨后山水、高地水抢占河槽，形成径流快，汇水快而猛。如果本工程采用常规的砌块护坡形式，施工难度较大，特别是坡脚护底需要先修筑围堰才能正常施工。这样就需要进行优化设计，研究适合工程环境和施工条件的最佳施工方案。通过考察学习和课题研究，经过方案比较，认为模袋混凝土技术适合该段护岸工程施工，并且在沿江31km的护岸建设中应用了该项技术，取得了良好的工程效果和显著的经济效益。

　　2 模袋混凝土护坡工程设计

　　根据工程的性质、防护目的、地形条件、水文地质、水流条件以及工程的重要性等综合因素考虑选用模袋的类型，通过分析，模袋护坡编织布模袋的选择采用无反滤排水点型模袋(NP型)，模袋混凝土的厚度为15cm。抗滑稳定安全系数满足要求。

　　为增加模袋护坡的抗滑稳定性，除了在水下坡脚水平段设置不小于2m长的模袋混凝土进行锚固外，还在坡顶滩地平台上设置不小于1m长的模袋混凝土。同时，在整理冲坑时特别注重土体的碾压、夯实以及坡度的控制，加强了模袋护坡的抗滑稳定性。

　　为了防止模袋混凝土护坡因侧翼、顶部、坡址等边界侵蚀破坏，上下游侧向边界(包括临时边界)必须开沟，把部分模袋混凝土埋入沟中。为保护模袋混凝土护坡的安全，应注意排水问题。本设计采取的措施一是在滩地平台上模袋混凝土水平段不小于1m长，并设置顶沟，沟深大于50cm，上部用现浇混凝土压盖;二是在滩地平台碾压、夯实，从堤脚至模袋处按大于2%的坡度进行整理，确保流水通畅，滩地无积水。

　　3 模袋混凝土的强度和配合比设计

　　合适的配合比是模袋混凝土施工的关键，也与成本密切相关。配合比是根据设计对混凝土性能和施工工艺的要求，通过现场充灌试验来确定的，配合比中，水泥用量、砂率、粗骨料粒径、水灰比、坍落度、外加剂和掺和料要逐一分析确定。经过对混凝土组成材料及拌和物性能要求的分析，再通过现场配合比试验，最终确定工程适用的配合比。

　　4 模袋混凝土施工

　　(1)坡面处理

　　挖掘机粗削坡完成后，人工精细修复，检查土的干密度达到设计要求后进行下一步工序。为保证模袋成型后外观美观不出现波状起伏现象，加强坡面平整度的控制，使误差控制在±3cm以内。坡面处理完成后，开挖顶基槽把模袋端头埋入基槽内，以便于固定。

　　(2)模袋的检验

　　模袋到达现场后，厂家提供“模袋出厂合格证”、“模袋抽检试验报告”。从外观上应检验加工的长、宽及厚度是否符合质量标准，缝制宽度≥2cm，针眼间距≤0.8mm，10cm以内不少于12针，模袋表面出现孔洞、缺径、缺纬、蛛网、跳花、大肚纱和合股不均等现象，数量<20处/块(每幅长等于坡长，宽4m为1块)，黏合修补可以使用，超出范围则为不合格产品返回厂家。

　　(3)模袋铺放

　　首先放线定位，内容包括坡顶线定位、坡脚线定位、坡度定位和边界沟槽定位。坡顶线定位用于确定模袋的混凝土灌注高程，坡脚线定位用于控制成型模袋的下边线，坡度定位用于决定所灌注的模袋能否与护坡纵轴线保持垂直。因为当不能垂直时，随着沿纵向伸长，偏斜误差不断积累，导致成型的模袋倾斜，直接影响模袋工程的安全及美观程度。所以在施工中应及时纠正。

　　模袋在工厂加工成形后运输至施工现场，由上而下铺放，模袋平铺在坡面上，整个模袋铺放顺序自上而下进行。模袋之间的搭接，模袋须无破损和孔洞，为使两片模袋结合紧密，要求搭接部位用高强度线进行缝合。

　　模袋的固定，为了避免模袋在混凝土灌注过程中出现下滑，在模袋铺设完毕、在模袋顶部用大于4m长的7.62cm钢管把模袋横穿起来，在横向钢管下部用4根竖向钢管垂直打入土中，固定在边坡上。

　　(4)模袋混凝土充灌

　　①充灌混凝土工艺流程(用泵车泵送砼)混凝土搅拌车运至现场→泵车接管→泵软管插入模袋灌口内→绑扎固定→灌注→质量检验。

　　②充灌混凝土压力控制和充灌疏导

　　混凝土灌注速度控制在10～15m3/h，出口压力以0.2～0.3MPa为宜。

　　软管的管口应穿过灌口进入模袋内，以便泵压力直接作用于模袋内的混凝土，减小灌口承受的反作用力。

　　充灌时，2人扶住泵软管，以防其有较大的摆动，同时掌握灌口混凝土压力，当该处混凝土压力持续上升时说明混凝土在模袋中流动减慢，此时应适当降低泵车的充灌速度，当发现模袋内砼流动受阻时，可采取用脚踩踏的方法进行疏导;如果灌口处砼压力已升得很高，或上升速度很快，应停止充灌，进行检查并采取措施，如踩踏疏导无效，可区别下列情况，分别进行处理：

　　如果阻塞就发生在灌口处，可将泵管拆走，将阻塞的石子或混凝土从灌口内掏出，或用一木杆将阻塞物捣散疏通后，再继续充灌，这种情况往往是混凝土离析造成的，或因为混凝土含有大石子造成的。

　　灌口周围先充灌的混凝土已没有足够的流动性，这种情况往往由于充灌中途有较长时间的停歇而造成，这时可采用下列措施:用脚沿最短距离踏出一条凹槽，形成通道，改用砂浆将模袋充满，也可利用上面一个灌口充灌;如果模袋已被截死，可在未充满部分的上边缘再开一灌口进行充灌，灌口应开在侧边隐蔽处，以保证整体美观。

　　③充灌混凝土顺序

　　充灌混凝土的顺序采取自下而上逐排口逐仓充灌(每排3个灌口)，每排的充灌顺序为:由模袋搭接的一侧开始向另一侧逐口充灌，采用这样的充灌顺序实际上是几条条模袋轮流交替充灌，同一次连续充满一条模袋后再充灌下一条模袋的顺序相比，这样的顺序有以下的优点:

　　几条模袋内充灌的砼量相差最小，模袋因充涨而发生的长度收缩也就相差不多，这样便于掌握模袋坡肩位置。

　　降低了模袋内砼面升高的速度，减小了模袋承受的压力。

　　先充灌模袋拼缝一侧的灌口，可避免模袋横向收缩造成该侧向位移，从而保证了拼缝严密。在一排灌口充灌完毕后，应将坡肩端的锚固绳具适当放松，以防模袋由于充涨收缩而过分绷紧，造成充灌困难，甚至将模袋拉坏。

　　一个灌口充灌完成后，即将灌布套内混凝土清除，将布套塞进灌口并缝合灌口，然后将模袋表面冲洗干净，这种处置灌口的方法，可使模袋表面平整美观，对于水下的灌口，可以只简单地将布套绑扎封闭。

　　总的来看，充灌混凝土的技术关键是使混凝土具有良好的流动性及和易性，并保证充灌作业的连续进行。

　　④模袋混凝土充灌过程中应注意和解决如下几个问题

　　为防止堵塞事故，应随时检查混凝土级配和坍落度;防止过粗骨料进入和堵塞管道;防止泵入空气，造成堵管或气爆;充灌应连续，停机时间一般不得超过20min。泵与充灌操作人员之间应随时联系，紧密配合，充灌到位后及时停机，以防充灌过程产生鼓包或鼓破。出现鼓胀时，应及时停机，查找原因并处理。随时检查坡顶钢桩是否牢固，以防充灌过程中模袋下滑，灌完一片后，移动设备，按上述步骤进行下一片的充灌施工，应特别注意两片间联接、靠紧;模袋混凝土泵送距离不宜超过50m，充灌速度宜控制在10m3/h以内，混凝土泵的出口压力以0.2～0.3MPa为宜。充灌混凝土应连续进行，当模袋内混凝土充灌将近饱满时，暂停5～10min，待水分析出后，再灌至饱满。模袋混凝土充灌找平时，在初凝前可采用人工踩平;模袋混凝土在充灌口留取试块，每100m3混凝土留1组试样，混凝土强度应达设计标准;全部护坡施工完成后，进行坡顶、坡脚和上下游两侧接头的回填处理，同时进行护面混凝土的养护。一般养护期为7d，要求在此期间护坡表面处于润湿状态。

　　(5)清理现场及养护

　　一个施工单元完成后，把混凝土输送管道等施工器具转移到下个单元，把本单元现场清理干净。模袋混凝土终凝后，用草袋覆盖洒水养护。养护时间按设计要求确定。

　　5 结语

　　模袋混凝土护坡是一种较新的水利施工技术，它具有施工迅速，费用较低且护坡效果较好的特点，适宜在各种水利工程中应用推广，而且随着土工合成材料新产品不断涌现，质量不断提高，价格逐步下降，模袋混凝土护坡的适用性，推广应用的潜在市场会越来越大。

　　参考文献：

　　[1]孙建华，王彦飞.浅谈土工模袋在护岸工程中的应用[J].水利科技与经济，2005，11(8).

　　[2]苏战军，吴晓强.水下模袋混凝土护坡护底施工技术[J].浙江水利科技，2003(2).

　　[3]JTJ/T239—1998，水运工程土工织物应用技术规程[S].

　　[4]GB50290—98，土工合成材料工程应用技术规程[S].