模袋混凝土護坡技術在施工中的應用

□文/劉 倩

唐山市濱海大道是一條海上Ⅰ級公路，而海港開發(fā)區(qū)至曹妃甸段第8標段主要是海上施工。該工程外邊坡防護分為初期防護和永久防護。初期防護采用防滲土工布與模袋混凝土相結合的復合結構形式，而模袋混凝土的主要作用為防風浪、抗沖刷，在施工過程中保護路基。待路基沉降穩(wěn)定之后，施工永久防護，永久防護形式為混凝土預制柵欄板與混凝土預制塊。

海上路基模袋混凝土護坡施工技術經(jīng)過在本工程中的使用，取得了可靠的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，為今后我國海中修路邊坡防護提供了可靠的技術參考且有明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。

1 工程概況

本標段為雙向4車道。路基橫斷面由中央分隔帶、路緣帶、行車道、側分隔帶、非機動車道、人行道組成，總寬49 m。

海上路基設計結構為管袋圍堰、堤芯砂、軟基加固碎石樁、土工格柵、山皮石路床、墊層找平層、邊坡防滲土工布、模袋混凝土、混凝土預制塊。

邊坡臨時防護施工結構見圖1。

圖1 唐山濱海大道工程臨時防護工程施工結構

2 材料說明

1）海砂。邊坡防護所用海砂含泥量≯5%，使用前經(jīng)工地試驗室嚴格試驗合格，嚴格保證邊坡防護施工質量。

2）防滲土工膜。采用HR經(jīng)編復合防滲土工膜，單位質量500 g/m2，斷裂伸長率26%，斷裂強力32.0 kN/m，撕破強力0.47 kN/m，CBR頂破強力2.4 kN，垂直滲透系數(shù) 10～11 cm/s。

3 施工方法

3.1 工藝流程

海上路基模袋混凝土護坡施工流程見圖2。

圖2 工藝流程

3.2 操作要點

施工時要提前掌握海潮情況，做削坡處理時在高潮位潮水開始退潮前施作，從頂部管袋開始削坡，隨著海水逐步退潮，施工逐步向下層管袋削坡，海水退潮至低潮水位時，削坡工作隨后完成；在削下層管袋時，上層已削管袋及時重新縫合，在海水未上漲之前完成15 m或30 m模袋長度工作段的鋪設墊層、鋪設防滲土工膜、鋪設模袋、著手灌注混凝土等工作，整個邊坡模袋混凝土施工過程中要嚴格按照當?shù)睾Ｓ虻某毕磉M行施工計劃和控制，海水漲至高潮位前完成模袋混凝土灌注，一個工作段流程8 h左右，防止影響模袋混凝土的灌注質量。

1）整坡、砂墊層找平。邊坡防護施工主要以人工施工為主，施工前對邊坡進行放樣、掛線，施工完畢采用坡度儀檢測，滿足邊坡1∶2的要求，以利于后續(xù)模袋混凝土的施工和彩色混凝土塊的鋪設。

根據(jù)管袋圍堰邊坡的吹填實際情況，按規(guī)定的坡度整平外邊坡，對于少數(shù)管袋吹填突出部分采取削坡的辦法，即將多出的管袋砂切除，削坡時高度預留20 cm沉降量，在預留線外削坡，合格后再將外側管袋重新縫合，確保管袋整體性，其上下兩層相接處的三角區(qū)用人工裝砂袋，進行凹處補平。理坡后的坡比與設計坡比偏差≯3%，表面平整度要求＜100mm。

邊坡整平后，按規(guī)定要求鋪設15 cm袋裝砂礫墊層。砂礫材料嚴格按照設計要求進行控制質量，含泥量≯5%，級配良好，鋪設采用編制袋裝砂礫鋪設的方式，以防止砂礫在斜坡上下滑；編制袋厚度15 cm，鋪設須平順。

2）復合防滲土工布施工。兩塊土工布連接可采用焊接和搭接兩種方式。焊接焊道土工布間搭接寬度為15 cm，熱熔焊接工作溫度280～300℃，行進速度2～3 m/min，焊接形式為雙焊；焊道處無紡布的連接，采用機械縫合，搭接寬度≮70 cm。破損部位修復方法：裁剪規(guī)格相同的材料，熱熔粘補，聚乙烯膠密封。

防滲土工布的坡頂、坡趾處理或立縫鋪設的固定措施必須符合設計要求和技術規(guī)程的規(guī)定。防滲土工布鋪設不得發(fā)生折疊和破損現(xiàn)象，必須平順。

鋪設防滲土工布，在坡道方向為整體鋪設，為避免防滲土工布被海浪沖卷，底部須在拋石底軟體排面上橫向鋪設1.5 m作為坡腳掌，在坡腳掌1.5 m范圍處用塊石壓住小袋裝砂壓緊，在頂部須壓入防浪堤預制塊壓住。

為防止模袋灌注時下滑，底部打設鋼管以頂住模袋。然后模袋混凝土立即進行施工。

防滲土工布施工后需要驗收，驗收合格后進入下一道工序，否則返回進行調整。

3）模袋鋪設、壓載固定。模袋鋪設流程為鋼管卷鋪模袋→設定位樁→張緊裝置安裝→鋪展模袋→鋪設時壓載→拉緊上緣固定索。

模袋鋪設示意見圖3。

圖3 模袋鋪設

模袋鋪設前，在其上下緣鋼管套中穿入鋼管，以下緣鋼管為軸，將模袋卷成卷。

在距模袋上緣1.5～2.0 m處，設定位樁固定模袋位置，間距1～2 m，為調整模袋上下位置，每根定位樁上設緊張器或滑輪。

鋪設時預留縱橫收縮余量，根據(jù)以往施工經(jīng)驗，初步考慮模袋縱向收縮率為1%，橫向收縮率為5%，具體收縮余量在試驗段通過施工確定?？v向余量留在模袋上端，橫向留在相鄰接縫處。

相鄰模袋應用雙股線縫接緊密。接縫處底部應鋪設土工織物濾層，土工織物與模袋布搭接寬度≮50 cm并應順直平整。

模袋鋪設隨鋪隨壓砂袋。對受風浪影響較大的坡面，砂袋用繩索連接成串，間距1～2 m，確保模袋在整個工作面均勻分布，不產(chǎn)生突出現(xiàn)象，同時不能有折疊、卷曲、覆蓋的現(xiàn)象。模袋鋪展、壓穩(wěn)后，拉緊上緣固定繩索，防止模袋下滑。

前一塊模袋充灌結束后，采用相同方法鋪相鄰塊，塊與塊之間進行縫聯(lián)，確保模袋之間接縫平順，結合緊密。

4）充灌混凝土?；炷凉嘧⑦^程分兩步施作，第一步灌注至日均海浪線以上，路床頂面，斜坡長度9 m，線路縱斷面最低處路面結構層以下，其高程統(tǒng)一定為2.1 m，待路面結構層施工完成后再接高至路面頂面，以保證在路面結構坡腳處的三角區(qū)壓實質量。

充灌前，陸上部分的模袋應灑水潤濕。混凝土采用HB-30D混凝土泵灌注；充填前，泵管與充灌口應扎牢，混凝土噴射管插入模袋灌口深度≮30 cm，當噴射管垂直插入模袋內時，在泵管口設置緩沖擋板。

充灌混凝土按先上游后下游，先深水后淺水，先標準后異形斷面的次序進行，充灌從已充灌的相鄰模袋混凝土塊開始，由下而上，形成“S”形路徑。充灌過程中應及時調整模袋上緣拉緊裝置，在充灌時由專人對插入袋口的噴管進行左右擺動并調整模袋內的張力，使模袋內混凝土充灌飽滿，厚度均勻。充灌速度控制在10～15 m3/h，充灌壓力為0.2～0.3 MPa，泵送距離不超過50 m。每一充灌口的充灌應連續(xù)，充灌將近飽滿時，停5～10 min，待模袋中水分析出再充灌至飽滿，灌滿撤管后及時將充灌口扎緊并下壓，用棍子將沖灌口多余混凝土壓入模袋中?；炷凉嘧㈨樞蛞妶D4。

圖4 混凝土灌注順序

為使模袋達到完全膨脹，形成嚴密充填的狀態(tài)并達到規(guī)定厚度，在剛充灌未凝結的模袋上用腳踩踏，保證模袋內混凝土密度。充灌混凝土施工后需要驗收，驗收合格后進入下一道工序，否則返回進行調整。

混凝土充灌結束待初凝后，及時用水將模袋表面的灰渣沖洗、清理干凈，以確保表面清潔美觀并進行保護至少7 d。模袋混凝土充灌結束8 h以內禁止人員踩踏和壓放重物并適時灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護水用水車運送淡水噴灑，嚴禁用海水養(yǎng)護。

模袋布的表面缺陷、模袋的規(guī)格尺寸和縫制質量宜在工廠進行檢查驗收；模袋進場后應逐批檢查出廠合格證和試驗報告；模袋布的主要技術性能指標，應按設計要求進行抽查復驗，每批抽檢1塊。

模袋混凝土充灌后應用探針測量混凝土厚度，其平均值應符合設計要求，允許偏差-5%～8%。

模袋混凝土充灌后，其頂部寬度允許偏差±20 cm，頂?shù)撞扛叱唐?0～40mm。

4 結論

1）施工速度快。施工簡單、效率高且可直接在水上或水下進行施工。3道工序“砂墊層，防滲土工布，模袋混凝土”基本可同步施工，邊坡成型速度快。

2）節(jié)約投資。工序所需原材價格合宜，砂子可就近取材，防滲土工布及模袋輕便、占面積小，節(jié)省交通運輸費。

3）質量保證。3層防護緊密貼合，既充分保證牢固度，又充分保證平整度。模袋混凝土具有良好的整體性，抗沖刷能力強，防護效果好，可起到減壓抗浪作用，增加工程護坡的安全度。