围堰坡面防护模袋混凝土施工技术

围堰坡面防护模袋混凝土施工技术

张勇发1王著桥2

中交一航局第五工程有限公司河北秦皇岛066000

摘要：模袋混凝土技术最早应用于1969的年加拿大多伦多航道试验工程，我国近年来才开始逐步推广使用，在沿海堤坊、河坡护岸工程中的应用尚属起步阶段。模袋混凝土护坡就是采用机织土工织物模袋作为柔性模板，利用混凝土输送泵将细石混凝土压入模袋，形成具有一定厚度，一定平面尺寸的混凝土单元，若干单元通过模袋布联结成整体，从而达到护坡的功能。该工艺具有施工速度快、成本低、适用度高、稳定性好等优点。本文以位于黄骅港散货港区的航道围堰工程为例，简要介绍模袋混凝土在围堰坡面防护施工中的施工工艺及主要控制措施。

关键词：围堰护坡；模袋混凝土；施工控制

一、工程结构形式

黄骅港散货港区航道南侧围堰二期工程B标段位于黄骅港散货港区，全长2578.495m。工程结构形式为抛石斜坡堤结构。首先在原泥面上铺设中粗砂排水垫层，打设塑料排水板后铺设土工布+土工格栅加筋垫层，上方铺设碎石垫层并抛填堤心石及内外侧棱体块石。堤身海侧采用预制栅栏板护面。堤身以内为吹填区，坡面主要采用模袋混凝土护面。堤心石顶部设现浇钢筋砼胸墙，断面结构详见下图：

二、模袋混凝土施工工艺

1、工程概述

本工程模袋混凝土位于围堰吹填侧坡面，厚度250mm，顶标高+3.1m，底标高0.0m，坡比1：2，坡面长度约6.4m，充填袋采用200g/m2的长丝机织土工布，混凝土强度等级C20，总方量约5900m3。

2、工艺流程

坡面修整→模袋加工→模袋铺设→混凝土制备→混凝土灌注→质量检验

3、主要施工工序介绍

3.1坡面修整

按照设计要求将模袋混凝土下方坡面上铺设二片石及土工布并修整成1：2设计坡度，水下边坡处理应大体平顺，保证不平整度小于15cm，必要时可利用潜水员进行检查。

3.2模袋加工

模袋属于土工合成材料，是采用高强化纤长丝经机织而成的双层袋状织物。模袋上、下两层之间沿纵横2个方向每隔一段距离（多为25~20cm），有一定长度（多为7~10cm）的尼龙绳，把上、下两层织物联结在一起，并控制灌注成形的厚度。因其可以起到模板的作用，故称其为模袋。

本工程采用200g/m2的长丝机织土工布作为模袋，按照设计要求沿坡面横向加工长度15.6m，沿纵向加工长度10~15m。模袋上横、纵向间隔2m设一个混凝土充灌口，袖口长40cm，直径30cm。加工完成后将模袋卷好存放。

3.3模袋铺设

卷好的模袋运至现场后，先将一头固定在坡肩位置，沿坡面向下打开模袋，打开过程中应使模袋始终保持向下拉紧的状态。铺设完成后，要详细查看模袋上有无孔洞、缺经、缺纬、蛛网、跳花等缺陷。铺设的模袋与已有模袋混凝土之间搭接宽度应不小于30cm，保证拼缝严密。

为了防止模袋顺坡下滑，在坡顶模袋上缘设置定位桩，间距视坡长、坡度、模袋厚度等条件而定。用尼龙绳将穿入模袋穿管孔中的钢管系牢，另一端通过拉紧装置与定位桩相连。每根桩上配拉紧绞杠，用以调整模袋上、下位置并固定模袋。坡脚处因位于水下，采用潜水员辅助用砂袋压载。

3.4混凝土制备

混凝土粗骨料选用5~16mm及16~31.5mm的碎石，应严格控制颗粒形状及针片状含量。砂子选用中细河砂。水泥采用普通硅酸盐水泥，标号42.5。无掺合料。

本工程混凝土型号为C20，配合比根据混凝土标号、原材料特性及混凝土和易性等要求，通过试验决定。经试验本工程混凝土配合比为1：2.21：3.15：0.63，塌落度200mm。

混凝土制备配备一艘模袋混凝土工程船，船上配置一台1.5m3拌和机及相应配料工具。供料系统包括砂、石船、水泥船、供水船、加油船等。

3.5混凝土灌注

现场方驳上设置楚天HBT-60型混凝土泵一台灌注混凝土，模袋充填速度宜控制在10~15m3/h，充填压力0.2~0.3Kpa。泵机连续加压泵送3次厚应间歇一段时间。待混凝土在模袋中散开后再继续加压充灌。

充灌的顺序应从模袋的下缘向上缘逐步推进，按照地势高低，先低后高，先上游、后下游。将泵管平行模袋坡面伸进灌口，用铁丝将管口和泵管封好，固定好泵管后，即可开始灌注。水下模袋采用人力脚踩配合泵送压力充灌，作业时，施工人员排成人墙从水下灌口一步一步向下缘踩压模袋中的混凝土，并由潜水员辅助作业，直到坡脚处灌满为止。泵管抽出后，及时用铁丝或土工绳将灌口封牢。

充灌混凝土时软管的管口应深入模袋内，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人扶住软管，防止其产生较大摆动，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，此时应适当降低混凝土泵送的充灌速度。

本工程施工效率每天可完成混凝土充灌500~600m3。

3.6质量检验

模袋混凝土施工完成后应对厚度、表面平整度及平台宽度的等进行检验，各项控制指标满足下表要求。

三、模袋混凝土施工控制要点

1、根据经验，模袋加工时各向应预留3%左右的富裕量以防止充灌混凝土时的收缩。

2、模袋铺设后应采用袋装砂及时压载，防止位移。

3、模袋充填时，泵管与充填口应扎牢，当泵管垂直插入充填口内时，应在泵管处设置减冲挡板，充填过程中应及时调整模袋上缘的张紧装置。

4、模袋充填应从已填充的相邻模袋混凝土块开始，由下而上依次进行，每一充填口应连续。充填饱满。

5、因内侧吹填施工滞后于模袋混凝土施工，应注意内外水头差的影响。本工程模袋混凝土充灌完成后，在顶部拉环处穿钢丝绳，固定在堤顶的另外一侧。避免了因风浪和水头影响导致模袋混凝土下滑。

6、模袋混凝土充填完成后，应及时清理模袋表面和滤点孔内的灰渣，并覆盖草袋洒水养护。

四、结束语

围堰护坡采用模袋混凝土技术，可有效解决围堰坡面形状各异造成的施工困难，对坡面适应性强。模袋混凝土采用高流动性的配合比，充填速度快，效率高。并且该工艺施工成本较低，施工简便，比较容易推广。成型的模袋混凝土整体性好，抗冲击能力强，是一种新型的护坡结构。在实际施工中有比较广阔的应用前景。

参考文献：

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[2]李继成，林万旭，孙亚联，聂昊，韩斌.模袋混凝土技术在班多水电站主河床上游围堰堰坡防护中的应用[J].地下水，2013，01。

[3]余炳福，王雁.模袋混凝土在柘溪水电站围堰防护中的应用[J].水利电力科技，2012，04。