模袋混凝土護坡在丙洲海域整治工程中的應用

馮莉

摘 要：利用模袋混凝土護坡的整體性能好，抗沖刷能力強，施工簡單高效，且可直接在水上或水下進行施工等特點，對該技術在海域整治工程中的應用推廣進行了探索，并介紹了施工技術及要點，應用成效顯著，對其他海域整治工程有著有益的借鑒與推廣作用。

關鍵詞：模袋混凝土 護坡 海域整治

模袋混凝土最早應用于水利工程，經過幾十年的發展，已經成為一項護坡新技術，并在歐、亞等地區得到了廣泛的應用。1983年，我國交通部首次引進并在江蘇無錫錫澄運河南閘段的成功應用，從而加快了模袋混凝土護坡技術在我國的推廣，并廣泛的用于江河航道水庫的護坡護岸工程之中。但在海域整治工程中的應用并不太多見。本文擬用丙洲海域整治工程為實例，探索模袋混凝土護坡技術在海域整治工程中的應用。

工程概況

丙洲海域綜合整治工程位于同安灣西側，其起點位于濱海旅游道路K1+840樁號處，大致平行于環東海域濱海旅游道路往東北延伸，與環東海域濱海旅游道路平行間距為100m-700m不等，終點止于潘涂海堤。本工程建設充分利用環東海域的海灣資源優勢，采取墾區吹填造地、灘涂清淤圍填等措施，拓展海灣、擴充腹地，使同安灣灣水動力和水交換條件得到改善，不僅營造健康的生態系統和良好水質環境，而且對以后環東海域的經濟建設、旅游建設以及海洋旅游業等將起到巨大的作用，從而推動廈門海灣型城市的建設。

模袋混凝土護坡原理及特點

模袋混凝土技術是采用高強度化纖長絲機織成的雙層模型袋（主要起模型作用），兩層織物之間間隔一定距離，用尼龍繩控制厚度，鋪設在需要防護的陸地、水下的坡面上，用混凝土泵把流動性混凝土或砂漿充灌進去。因模袋具有滲水性，在受到充灌壓力時，能將混凝土或砂漿中的多余水分從模袋中擠出，降低混凝土水灰比率，從而加速凝固，在短期內得到高強度、高密度的混凝土或砂漿的硬化體來保護坡面。模袋混凝土適用于大江、大河，內陸河道，湖泊、水庫，海防堤壩的護坡，它克服了其它護面型式的諸多缺點， 成為十分成熟的護面新技術，但是在沿海圍堰工程中采用模袋混凝土護坡尚屬一種新的嘗試。本工程利用模袋混凝土整體性能好，抗沖刷能力強，經久耐用，技術先進，設備簡單，施工快捷，可在水上、水下同時施工的優點進行充填砂袋護坡設計，為了加快施工進度，節約工程投資，按照兩點波浪要素核算，在直接承受浪擊的SE、ESE、E向外海圍堰臨海側采用模袋混凝土護坡。

因廈門地區屬亞熱帶海洋性氣候，多年平均氣溫為20.8℃，極端最低氣溫為2.0℃，因此模袋混凝土厚度設計主要考慮抗波浪穩定要求的板厚來確定，不考慮冬季冰推力作用的影響。波浪作用下按強度和穩定兩種情況計算所需厚度。波浪對波浪峰撞擊護面的正壓力和波谷對護面底面形成的浮托力分別對面板產生的彎曲應力。根據應力的大小即可確定護面的厚度。其計算公式如下：

式中：L—波長（m）；B—垂直于水面線的護面板邊長（m）；M—坡比系數，m=cota，m=2～5；C—面板系數，對整體大塊混凝土板護面C=1，考慮有排水點的護面取C=1.5；Rm—護面板的容重；R—水酶容重。同時計算模袋混凝土厚度應滿足構造要求，模袋混凝土護坡厚度不宜小于15cm。

施工技術及要點

1、施工準備

施工準備包括施工材料、施工設備、施工人員的準備。在施工準備階段，做好材料的見證取樣及混凝土配合比工作，做好施工設備及人員安排及施工現場平面布置。

2、施工過程

2.1 基層處理

基層處理坡面應做到平順，無明顯凹凸。在坡面上采用“突出部位削坡，凹坑部位回填”方法進行理坡，以削坡為主，按實際要求修整坡面。基層處理時將所有淤泥、石塊、樹根及其它易損傷土工模袋的硬物等，全部清理干凈。

2.2 鋪設模袋

2.2.1 材料要求

進場的模袋應具備出廠日期鑒定書及抽樣實驗報告，并在監理工程師的見證下現場取樣送具備資質的檢測站，復檢合格，方能使用。模袋技術指標詳見表1。

2.2.2模袋鋪設要求

模袋鋪設按照“平”、“正”“足”的要求，先上游后下游，先深水后淺水，先標準斷面后異形斷面的次序進行。模袋宜先卷卷，在其上、下緣管套中穿入鋼管，以下緣鋼管為軸，將模袋卷成卷，在鋪設前應設定位樁及拉緊裝置。模袋鋪展、壓穩后，應拉緊上緣固定繩索，以防止模袋下滑。

2.3 混凝土充灌

2.3.1 混凝土配合比

在混凝土配合比設計中要滿足混凝土骨料最大粒徑的要求（表2），以滿足混凝土和易性和流動性的要求，有利于混凝土的施工。本工程混凝土配合比設計詳見表3。

2.3.2 充灌混凝土要求

模袋鋪設好后，及時沖灌混凝土，沖灌時陸上部分的模袋在充灌前灑水潤濕，充灌從已充灌的相鄰的模袋混凝土處開始，由下而上，依次進行，每塊模袋充灌順序遵循“四先原則”：即先下后上，先左右后中間，先上游后下游，先標準斷面后異形斷面，防止模袋在充灌過程中產生偏移和移位，注入口注一個打開一個，注完立即扎緊封口。每一充灌口的充灌連續、充灌將近飽滿時，暫停5—10min，待模袋中水分析出后，再充灌至飽滿。若確需暫停充灌時必須控制好充灌間隙時間：水上不超過30分鐘，水下不超過1小時。

2.3.3 混凝土試件留置及判斷標準

模袋混凝土施工按照現場澆注混凝土留置試件組數的要求：每100m3取一組，每工作班不足100m3也取一組。

判斷標準：

當混凝土試件組數n≥5時，其強度判斷采用統計方法計算，計算公式如下：

式中：fcu，k—混凝土立方體抗壓強度標準值（MPa）；Mfcu——n組混凝土立方體抗壓強度平均值（MPa）；Sfcu——n組混凝土立方體抗壓強度的標準差（MPa）；fcu，min——n組混凝土立方體抗壓強度中的最小值（MPa）；﹠0——港工混凝土抗壓強度標準差的平均水平。當混凝土試件組數n<5時，其強度判斷采用非統計方法計算。

2.4 養護

模袋混凝土沖灌完成及時沖洗模袋表面上的混凝土，同時要做好混凝土的養護工作。一般養護時間為7天。

結束語

在本工程中，利用模袋混凝土技術替代了通常采用2.0t四腳空心方塊護坡的方法，取得了顯著成效。經過5個月的使用，中科院武漢巖土力學研究所對外海圍堰穩定性進行全過程的監測，外海圍堰水平位移的最大點在AK1+000處，累計位移量為8.26mm，平均位移速率為0.14mm/d，其值遠小于規范及設計確定的極限指標5mm/d。2007年，廈門沿海經受了3次臺風的襲擊，模袋混凝土護坡較強的抵抗了臺風的襲擊。同時模袋混凝土具有成型外觀美觀、整體性能好、施工快捷等優點。雖然模袋混凝土在使用中存在無有效的抗滑移措施，容易使成型的模袋混凝土下滑和不均勻沉降等原因，易導致局部模袋混凝土出現細微的裂紋的局限性，但是在施工過程中可以建議設計增加袋裝砂護腳或拋石護底和在圍堰的施工中要做好地基處理，同時建議在每片模袋混凝土中配置適當的構造鋼筋，并確保施工到位，嚴格監理驗收程序等措施有效克服模袋混凝土存在的局限性。積極研究對策，充分利用模袋混凝土的優點，在沿海圍堰護坡工程中推廣使用模袋混凝土施工技術將會產生巨大的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1] 沈永科 模袋混凝土護坡技術簡介

[2] 劉萬新 模袋混凝土護坡在永定河滯洪水庫工程中的應用

[3] JTJ/T239-98 水運工程土工織物應用技術規程[S]

（作者單位：長江武漢航道工程局）endprint