淺析模袋混凝土護(hù)坡技術(shù)在塔里木河沙子河口治理工程中的應(yīng)用

摘 要：模袋混凝土護(hù)坡作為一種新型的建筑材料，主要是通過高壓泵把混凝土或水泥砂漿灌入模袋中，混凝土或水泥砂漿固結(jié)后形成具有一定強度的板狀結(jié)構(gòu)或其它狀結(jié)構(gòu)，能滿足工程的需要的一種施工工藝。與傳統(tǒng)的塊石護(hù)坡（岸）、預(yù)制塊護(hù)坡等相比，具有施工簡便、速度快，能適應(yīng)各種復(fù)雜地形，可直接水下施工，護(hù)坡面面積大、整體性強、穩(wěn)定性好，使用壽命長，利于工程日常管理等特點，可廣泛用于江、河、湖、海的堤壩護(hù)坡、護(hù)岸、港灣、碼頭等防護(hù)工程。文章結(jié)合在新疆塔里木河沙子河口彎道防護(hù)工程模袋混凝土護(hù)坡的施工經(jīng)驗，對其施工技術(shù)進(jìn)行了簡要分析，希望該技術(shù)能在黃河水利防護(hù)工程中得到廣泛推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：模袋混凝土；治理工程；推廣應(yīng)用

中圖分類號：TV431 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）15-0138-02

1 工程概況

沙子河口彎道防護(hù)工程位于塔里木河干流中游英巴扎-沙子河口的末端，所處河段屬于典型的河灣段，具有中、枯水期主流歸槽，洪水期則洪水漫溢的特點，河勢呈現(xiàn)“大水走直、中水走彎”。近年來，隨著輸水堤的修建及上游節(jié)水改造力度的加大，該彎道出現(xiàn)了主槽水流動力加大、中水流量持續(xù)時間增長的現(xiàn)象，造成了凹岸潰退、凸岸淤長加劇。為保障沙子河口生態(tài)閘正常引水及輸水堤安全，避免因水流方向改變或受水流的沖刷而危及引水閘口，2004年11月經(jīng)新疆發(fā)展委批復(fù)，修建護(hù)岸防沖工程。該工程采用模袋混凝土護(hù)坡技術(shù)，用于防止水溜的淘刷。工程于2006年3月開工，8月主體完工，2007年12月通過竣工驗收。該工程交付使用后，運行工況良好，達(dá)到了設(shè)計效果，有效保證了生態(tài)閘和輸水堤的安全運行。

2 模袋混凝土護(hù)坡施工要點

模袋混凝土護(hù)坡采用高強度合成纖維編織成的透水性較強的模袋，利用適應(yīng)各種復(fù)雜地形的特點，按照設(shè)計鋪設(shè)在需要防護(hù)的陸地、水下、坡面。施工時采用混凝土高壓擠壓泵將流動性混凝土壓入該袋。當(dāng)注灌填料受到壓力時，能將混凝土中的多余水份從模袋中擠出，從而降低水與水泥的比率，達(dá)到加速凝固效果，確保混凝土短期內(nèi)得到高強度、高密度的硬化體保護(hù)坡面，起到抵抗淘刷，防沖、防撞、防滲、排水等多種作用。本工程模袋混凝土護(hù)坡施工主要由基礎(chǔ)處理、模袋鋪設(shè)、模袋混凝土配合比及制作、模袋充灌和模袋混凝土養(yǎng)護(hù)等5項內(nèi)容組成，分別如下。

2.1 基礎(chǔ)處理

基礎(chǔ)處理又稱坡面整理，為保證岸坡坡面穩(wěn)定，便于模袋地鋪設(shè)及灌注，確保模袋護(hù)坡穩(wěn)定牢固，線型順直，外觀整齊美觀，水流通暢，需要對不穩(wěn)定的坡面進(jìn)行處理。施工順序按照先水上，后水下，先初整，后粗整、再細(xì)整的原則進(jìn)行。

2.1.1 水上坡面整理

整坡采用人工或機械整平。作業(yè)時，注意挖方坡面禁止超挖，填方坡面嚴(yán)禁貼坡施工。坡面上如遇突有石塊、樹根及易損傷模袋的硬物，由人工或機械全部清除干凈，保證坡面平整度、坡度、密實度，平面位置、高程要符合設(shè)計要求。在河岸坍塌處，按設(shè)計線進(jìn)行開挖處理，特殊情況下采取補強加固措施，確保穩(wěn)定性。

2.1.2 水下部分的坡面整理

水下部分采用人工用編織袋裝沙土，配合潛水員水中進(jìn)占的方法進(jìn)行，按照設(shè)計坡面，拋填至水面，占體與老坡接合處填土?xí)r應(yīng)嚴(yán)格分層夯實，做成臺階形。也可以采用抓斗挖泥船施工，如遇突有石塊、樹根及易損傷模袋的硬物，由潛水員下水清除。

2.2 模袋鋪設(shè)

模袋鋪設(shè)首先應(yīng)定位準(zhǔn)確。鋪設(shè)需選擇無風(fēng)和水位較低時進(jìn)行，水流速度要小于1.5 m/s。鋪設(shè)前，將進(jìn)場驗收過的模袋再進(jìn)行一次檢查，察看編號是否對位，搭接布、充灌口和穿管孔是否縫制完整可靠，模袋是否有孔洞等；鋪設(shè)時模袋應(yīng)按6%的收縮率收縮長度利用穿管孔穿入鋼管、綁扎布條與周邊固定型鋼樁相連接作固定，后澆筑的模袋鋪設(shè)時，須將相鄰前一塊模袋的搭接土工布平整地壓在下面，防止兩模袋單元搭接縫隙過大，造成泥沙被沖刷、淘空。

模袋水下鋪設(shè)因存在著浮力和水流作用下的漂移問題，須在模袋端部增高穿管布，在穿管上加壓重，順流將一端沉入水底，然后由潛水員牽引至設(shè)計位置，在充灌前采用卵石壓重防止浮移，為防止鋪設(shè)異形模袋產(chǎn)生錯位問題，可先以實測樁基墻壁的最大邊點和最小邊點為特征點在模袋上找出相應(yīng)點并作標(biāo)記，潛水員根據(jù)標(biāo)記準(zhǔn)確定位。

2.3 模袋混凝土配合比及制作

土工模袋混凝土，其性能與普通混凝土不同，與泵送混凝土也不完全一樣，它不但要能滿足設(shè)計要求的強度，滿足可泵性、還必須在運輸，灌注過程中有足夠大的流動性，使它在土工模袋里能夠順利地流淌、擴散，充滿整個土工模袋（國外稱之為流化混凝土）?；炷林羞^多的水分，在泵的壓力下又能排出模袋，使水灰比降低，從而獲得較高的強度，這就是模袋混凝土的特殊性。因此，混凝土配合比是關(guān)鍵一環(huán)。配合比先按設(shè)計配置，再通過實驗獲得各種適合的施工參數(shù)，施工時一定要有較高技術(shù)的操作人員把好配料關(guān)。

混凝土的原材料：模袋混凝土原材料包括水泥、粗細(xì)骨料、水及外加劑。骨料與骨料的級配：粗骨料的粒徑和形狀對混凝土拌和物的性能影響很大，在骨料用量相同下，粗骨料粒徑小，易于灌注，但粗骨料的表面積增加，包裹粗骨料表面的水泥沙漿就要增加，從而使水泥用量增加；反之水泥用量相對小一些。當(dāng)然粒徑過大則難以灌注。混凝土用的粗骨料最大粒徑范圍是10～25 mm，選用粗骨料的最大粒徑以20 mm為宜。

細(xì)骨料選用中砂，水泥32.5 R，比重2.92。骨料中的有害物質(zhì)，諸如粘土、淤泥、微細(xì)粉末等細(xì)成份；煤、貝殼等輕質(zhì)，其含量必須符合水工混凝土施工規(guī)程定值（微細(xì)成份≤3%～5%，輕物質(zhì)≤1%）這是必須嚴(yán)格控制的。外加劑：為保證混凝土拌和物具有良好流動性，采用單一及復(fù)合的外加劑。為降低水泥用量，減少混凝土拌和物的泌水，可摻加一定數(shù)量的粉煤灰，以代替等量的水泥。煤灰比重大于1.85。

其混凝土塌落度的大小也與骨料最大粒徑有關(guān)，當(dāng)骨料最大粒徑為10～15 mm時，充填混凝土塌落度為23±2 cm；當(dāng)骨料最大粒徑為25 mm時，塌落度為21±2 cm為宜。目前使用的最小塌落度可為20 cm。水泥用量：混凝土的水泥用量在360～400 kg/m3。砂率隨骨料最大粒徑的增加而減小。用于水下施工時，砂率為55%。

2.4 模袋充灌

灌注填料是施工中關(guān)鍵的一道工序，它直接影響工程的質(zhì)量、進(jìn)度與造價。基本工序是：接管（接好輸送管）→開機（調(diào)試正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)）→過水（對拌和機、機壓泵、輸送管道過水一遍）→過漿（過水后再壓送水泥砂漿一遍）→拌制（按機配重量比進(jìn)料）→灌注（將合格的混凝土壓送入模袋內(nèi)）養(yǎng)護(hù)。施工時要掌握好以下技術(shù)要點：

①接管。接好輸送管道，管道不宜過長，管子鋪設(shè)要順直。彎曲處的半徑不小于1 m，把噴出管插入模袋并扎緊注入口。

②開機。開動攪拌機和機壓泵，使其正常運轉(zhuǎn)。注灌開始時要用較好轉(zhuǎn)速16-14 VPM待順暢后調(diào)整到較高轉(zhuǎn)速。

③過水。對攪拌機、機壓泵和輸送管道過水一遍，觀察是否正常順暢，發(fā)現(xiàn)故障立即排除。

④過漿。過水后再壓送水泥沙漿一遍，以潤滑管道。砂漿級配一般為：水泥：黃砂：水=1：2：0.7。

⑤拌制。嚴(yán)格按混凝土級配用量計量后向拌和機料斗進(jìn)料、攪拌。拌制前要控制好混凝土的級配比及進(jìn)料量，施工人員的灌注操作技術(shù)問題。由于土工模袋工程的特殊性，對發(fā)生的質(zhì)量問題不可能在事后再予返工或修補，因此必須嚴(yán)格控制好施工中的每個環(huán)節(jié)和每道工序，必須做好事前控制。

⑥灌注。重點要掌控好灌注速度和灌注順序。灌注速度應(yīng)控制在10～15 m/h范圍內(nèi)。每塊模袋灌注的順序為“三先原則”，即先下后上，先左右后中間，先上游后下游，以防模袋在充灌過程中產(chǎn)生偏斜或移位。注入口應(yīng)注一個打開一個，注完立即封口。在灌足灌好的前提下，注入口用得越少越佳。當(dāng)模袋內(nèi)混凝土灌注將近飽滿時，應(yīng)暫停5 min，待模袋中的水份析出后，再灌注至飽滿。灌注完成后，應(yīng)及時對模袋的坡頂、坡腳應(yīng)進(jìn)行錨槽回填覆蓋和壓腳棱體施工。

⑦錨固：坡面上按照設(shè)計采用錨固釘進(jìn)行錨固。對模袋端頭則采用加寬反濾土工布過渡或挖溝深埋，溝深0.3 m×0.5 m。為確保模袋護(hù)坡兩端與岸坡的連接好，端頭不被淘空，應(yīng)在28 d齡期后用漿砌塊石壓實模袋連接岸坡。

2.5 模袋混凝土養(yǎng)護(hù)

灌注結(jié)束后，對初凝后的混凝土及時澆水養(yǎng)護(hù)保持濕潤。一般養(yǎng)護(hù)期為7 d，要求在此期間護(hù)坡表面處于潤濕狀態(tài)。

3 結(jié) 語

可以看出，模袋混凝土護(hù)坡與傳統(tǒng)的塊石、混凝土護(hù)坡相比，具有施工簡便快捷、施工速度快，勞動強度低，可以進(jìn)行水下施工，機械化程度較高、整體性好，成型后坡面整齊美觀等優(yōu)點。近年來，在黃河防洪工程建設(shè)過程中，也遇到了因山體禁采而造成石料不足、規(guī)格尺寸難達(dá)到設(shè)計要求等難題，嚴(yán)重影響了工程進(jìn)度。筆者認(rèn)為模袋混凝土護(hù)坡技術(shù)替代傳統(tǒng)的坦石護(hù)坡后，既有利于提升工程施工技術(shù)水平，確保工程建設(shè)質(zhì)量，又有利于工程日常管理，有必要結(jié)合實際，進(jìn)一步加大模袋混凝土護(hù)坡技術(shù)在黃河工程建設(shè)中的推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄧剛，喬吉平，周森.模袋混凝土護(hù)坡在塔里木河河道治理中的應(yīng)用[J].中國西部科技，2012，（9）.