加筋模袋混凝土在沈陽市團結水庫護坡工程中的應用

富建軍，王貴連

(遼中縣水利建筑工程公司，遼寧遼陽110200)

1 工程概況

團結水庫是根據遼寧省治理蒲河規劃，于1969年建設的，灌溉水田設計0.27萬hm2，位于在遼寧省沈陽市東北72 km蒲河道上。水庫以滯洪為主，興利為輔。滯洪區標準為20 a一遇，水位高程為21.22m，泄量為496m3/s。最大蓄水量4 450萬m3，有效蓄水量1 340萬m3。水庫攔河橫堤長1 100 m，堤頂高程 22.60 m，頂寬 8 m，迎、背水坡均為 1∶4。東圍堤長12 286 m，頂寬3 m，迎水坡 1∶3，背水坡 1∶2.5。西圍堤長6 411 m，頂寬3 m，迎水坡1∶3，背水坡1∶2.5。左右大堤經勘察多為塑性土及松散細砂，在庫區冰推力、漂浮物及風浪、冰凌作用下，大堤迎水面邊坡破壞嚴重。尤其是冰推力引起的大堤隆起高度平均達1.1 m，解凍時迎水面發生大面積塌方，嚴重影響堤防的防洪安全。多年來在部分堤段雖采取了塊石護坡，仍沒有解決冰推力對大堤的破壞問題。根據沈陽市2000年蒲河整治工程規劃，對沈陽市團結水庫堤防護坡工程中采用加筋模袋混凝土進行治理，取得良好的效果。

2 工程設計方案

2.1 氣象與水文

團結水庫以上河道長142 km，流域面積1 820 km2。多年平均降水量為660 mm，降水集中在7、8月份，約占全年降水量的50%。多年平均最大24 h降水量90 mm，最大3 d降水量110 mm，多年平均徑流深120 mm，多年平均徑流總量3億m3，多年平均氣溫8.7℃，多年平均最大風速為15 m/s。無霜期平均為165 d/a，每年11月中旬結凍，次年3月中旬解凍，平均凍深1.2 m。庫區多年平均冰厚0.7～0.8 m，地下水埋深0.95 m。

2.2 工程地質

水庫圍堤地處蒲河沖積平原，地勢平坦。根據地勘報告確定圍堤所在地區地層巖性為第四紀松散層。其中堤身由粉質黏土、粉土、細砂混合土組成。堤基地層主要為河流沖積形成的粉質黏土、粉土和細砂。團結水庫圍堤堤身土質不均，呈可塑、軟塑、流塑狀態土很多，局部還夾有硬塑狀態土，同時混有松散狀態粉細砂，天然孔隙比為0.33～0.45，含水率為12.1% ～42.5%，干密度為 1.62 g/cm3。

1)粉質黏土:灰黑～灰褐色，有腥臭味，含有機質、腐殖質，含少量粉細砂，可塑狀態。切面稍有光澤，無搖撼反應，干強度低，韌性低，濕、局部含有粉細砂夾層。

2)粉土、黃褐色～灰色，含粉細砂顆粒、云母碎屑，見銹斑，有鐵銹味。濕，中密狀態。干強度低，韌性低，無光澤反應，搖撼反應迅速。層狀結構，局部夾粉細砂團塊，該層分布不穩定，厚度為0.4 ～2.4 m。

3)細砂③:黃褐色～灰褐色，主要由石英、長石質砂組成，混有黏性土，土在堤基部位分布不穩定，稍濕，松散狀態，厚度為1.8 ～4.0 m。

4)細砂④:黃褐色～灰褐色，主要由石英、長石質砂組成，含少量黏性土，飽和，稍密狀態。該層分布較穩定，厚度為1.1 ～5.6 m。

5)細砂⑤:黃褐色～灰褐色:主要由石英、長石質砂組成，分選性好，級配較差，均粒結構。飽和，中密狀態。混有少量粉質黏土，局部含有中砂薄夾層或透鏡體，該層分布較穩定，鉆孔未穿透該層，層頂埋深6.0～12.6 m。

2.3 設計依據

遵循2000年《蒲河整治工程規劃》，結合水庫圍堤實際情況進行堤防和護坡設計。

堤防等級為四級，防洪標準為20 a一遇。設計堤線采用原堤線。設計水面線采用《蒲河整治工程規劃》中水面線計算成果。

2.4 護坡設計方案

根據團結水庫堤防現存不利影響因素，考察歷年護坡治理方式及治理效果，并綜合實際情況采用以下設計方案:

在設計水位以下采用模袋混凝土護坡形式，厚20 cm，內插Φ12螺紋鋼筋，鋼筋間距為30 cm。模袋混凝土頂部以30 cm×20 cm的鋼筋混凝土封頂。護腳為5 m寬鉸鏈式模袋混凝土，厚25 cm。水位以上至堤頂采用20 cm厚六角形網格混凝土塊護坡，網格空隙植草，頂部以30 cm×20 cm的素混凝土封頂。斜坡面模袋混凝土及網格混凝土塊下均鋪20 cm砂墊層。坡面及坡腳均鋪土工布反濾。

模袋混凝土護坡左堤斜坡長5m，右堤斜坡長7m。頂高程為設計水位。網格混凝土斜坡長4.1 m。

混凝土標號為C20，抗滲標號為W4，抗凍標號為F150。土工布要求400 g/m2。封頂混凝土每15 m用瀝青木板分縫。

混凝土模袋的主要技術參數見表1。

表1 混凝土模袋的主要技術參數 m

3 施工組織設計

1)水泥采用32.5級普通硅酸鹽水泥，嚴防潮濕變質，砂采用中砂，含泥量＜3%，云母含量＜1%，砂中不含多孔、風化易破碎顆粒，砂使用前沖洗干凈，除去骨料中的有機雜質和淤泥、卵石粒徑在(5～20)mm之間。

從供給與消費兩方面分析老齡化對我國區域產業結構影響存在的差異。供給角度，勞動人口占比每提高1%，第Ⅲ類地區產業結構升級水平將上升2.378%，第Ⅳ類地區上升0.023%，說明中西部地區產業結構受勞動力供給的影響較大，存在人才缺失問題。消費角度，老齡人口的消費每提高1%，第Ⅲ類地區產業結構升級水平下降0.375%，而第Ⅳ類地區上升1.972%，說明東部地區老齡人口消費有利于該地區的產業結構升級。

2)土工布應根據設計要求的型號、規格、數量選購，并應有相應的技術參數資料，產品合格證和質量檢測報告。鋪設時應從上至下，順水流方向依次搭接，搭接寬度30 cm。

按圖紙要求尺寸將預制的鋼筋插入模袋，并采取措施保證鋼筋穩固，具有足夠保護層。避免模袋混凝土充灌時鋼筋偏離設計位置。

3)封頂、封邊及頂部處理。充灌完模袋后進行連接處和封頂、封邊處理。

a邊界處理，要做好護坡橫向邊界土工膜和模袋的嵌固。護坡邊界縱向的處理，要保證各段護坡的良好連接使其穩定。

b封頂、封邊混凝土邊線要順直，頂部要平整。

4)竣工清理。模袋充灌成型、邊、頂、底處理后，清除上面的雜物，混凝土進入養護階段，應灑水養護＞14 d。

4 工期

團結水庫堤防工程施工受季節因素限制，根據工程的實際計劃年內進行，汛前的5～6月為施工期。

5 結論

2002年在西圍堤建設500 m實驗段，經過3 a的冬季觀察和觀測，與漿砌石、混凝土板等剛性材料護坡對比，在凍融循環作用下漿砌石、混凝土板等剛性材料護坡受到不均勻凍脹作用下產生錯位，并且在融化無法恢復到原位，從而使剛性材料表面形成裂縫。土工模袋工程在凍融期無此現象。2006—2010年推廣到東、西圍堤的全面建設，現完成12 400 m，取得良好的經濟效益和工程效果。

［1］GB 50286—98堤防工程設計規范［S］.北京:中國計劃出版社，1998.

［2］SL 275—2002水利水電工程土工合成材料應用技術規范［S］.北京:中國水利水電出版社，2002.

［3］牛運光.防汛與搶險［M］.北京:中國水利水電出版社，2003.