實例分析高寒地區(qū)水利工程模袋混凝土施工技術(shù)

陳 偉

(新疆烏蘇市水利局，新疆 烏蘇 833000)

實例分析高寒地區(qū)水利工程模袋混凝土施工技術(shù)

陳 偉

(新疆烏蘇市水利局，新疆 烏蘇 833000)

模袋混凝土技術(shù)是一種適用于高寒地區(qū)的新型施工技術(shù)，通過長時間的試驗和探索，該技術(shù)已在多個寒冷地區(qū)推廣應用。本文結(jié)合高寒地區(qū)某河段工程案例，對模袋混凝土施工技術(shù)展開探討，介紹該河段工程具體情況和模袋混凝土施工要點，以期為日后類似工程施工提供參考依據(jù)。

高寒地區(qū);水利工程;模袋混凝土;施工技術(shù)

DO I:10.3969/j.issn.1672-2469.2016.08.025

20世紀80年代我國引入模袋混凝土技術(shù)，該技術(shù)使用織物模袋為軟模具，借助混凝土泵漿或混凝土灌入模袋成型，達到防滲漏、護底等功效。模袋混凝土技術(shù)主要用來護坡、建設水庫等操作，該方法具有技術(shù)堅固耐用、施工方便、耐久性好、可在水下鋪設施工等優(yōu)點，值得在各大類似建筑中推廣應用。目前，我國多個地區(qū)的江河、湖泊、海口等堤壩護坡使用膜袋混凝土施工。文中針對某河段護岸工程展開研究，從施工前的準備工作、鋪設模袋、混凝土充灌、養(yǎng)護等方面介紹模袋混凝土施工步驟及要點，獲得滿意的護坡效果，成為高寒地區(qū)防汛搶險值得推行的新工藝。

1 優(yōu)點及其應用范圍

在高寒地區(qū)水利工程施工過程中，水下混凝土工程傳統(tǒng)方法要先修圍堰，開展排水等相關(guān)前期工程，便于把水利工程暴露在無水狀態(tài)下，隨之要支模版澆筑混凝土，通過長時間的養(yǎng)護處理，待混凝土達到相應強度方可拆除模板、圍堰。模板是水利工程施工中必不可少的軟模板，借助高壓泵把混凝土注入模袋內(nèi)，這種方法在技術(shù)、經(jīng)濟方面表現(xiàn)出獨特的優(yōu)越性，有效減少水利工程施工繁瑣的施工環(huán)節(jié)。因使用模袋混凝土一次性施工面積較大，形成板整體性強，有效縮短水下混凝土施工工期，減少一系列不必要的費用。

模袋混凝土施工主要分為兩類，一是大面積素混凝土板形結(jié)構(gòu);二是適應地基變形小塊混凝土設計的鉸鏈式結(jié)構(gòu)。本次研究主要討論前者，這種模袋混凝土結(jié)構(gòu)如下。模袋是整個施工中的軟模板，混凝土借助高壓泵傳送。模袋混凝土板面上，平均60cm左右設計縱橫向潛溝，使模袋混凝土面板成為大小相似的混凝土板組成，溝低和突起位置的厚度相差5～6cm。為方便混凝土施工并確保工程的整體強度，每個單元板體面積較大。如要避免提防出現(xiàn)不均勻沉陷，可采用順坡長橫向再分縫。

2 高寒地區(qū)某河段工程概況

該地區(qū)某河段工程總長度為68km，流域面積約為966km2，該流域內(nèi)山區(qū)、平原縱橫交錯。河岸上游多數(shù)為山丘區(qū)，占整個流域面積的32%。降水后，山水、高地水搶占河槽，導致水勢猛。若本工程使用常規(guī)的砌塊護坡模式，施工難度加大，尤其是坡腳護底需先修筑圍堰方可正常施工。因此，必須開展優(yōu)化設計，研究符合工程環(huán)境、施工條件的混凝土施工方案。通過各類方案對比，得出模袋混凝土技術(shù)更適合在該河段進行施工，獲得滿意的工程效果。

3 工程施工要點

根據(jù)該河段工程的性質(zhì)、地形、水文地質(zhì)、防護目的等因素綜合分析模袋的類型，模袋護坡選用無反濾排水點型模袋，混凝土厚度設定為15cm，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求。為加強模袋護坡抗滑穩(wěn)定性能，不僅在水下坡腳的水平部位設置大于2m的模袋混凝土進行錨固處理，而且對坡頂平臺設計大于1m長度的模袋混凝土。對沖坑進行整理時，尤其重視土體碾壓、夯實等操作，提升模袋防護的穩(wěn)定性，該河段模袋混凝土施工流程如圖1。

圖1 模袋混凝土施工流程圖

3.1 施工準備

依據(jù)該河段實際情況采用混凝土泵車地泵開展施工，使用地泵過程中，通常要求在現(xiàn)場對混凝土實施攪拌，現(xiàn)場配置攪拌站。若采用混凝土泵車開展泵送操作，通常配合混凝土罐車實施運輸。施工準備包括準備充足本次施工所需的材料和設備、平整坡面、開挖頂腳基槽、等。同時，鋪設的機織模袋必須在各片連接底面鋪非織造土工織物，借助縫接或搭接的方式連接各片間非織造土工織物，搭接寬度控制在20～30cm，坡頂處采用8號鐵絲制成的n形釘進行固定。簡易模袋先要鋪設相應的非織造土工織物濾層，隨之在其上鋪模袋。

3.2 設計合理的配合比

原料作為高寒地區(qū)模袋混凝土配合比設計的基礎，直接影響混凝土施工質(zhì)量。因此，必須按照水利行業(yè)標準對水泥、砂、摻合料、模袋布等材料進行試驗選擇。試驗人員根據(jù)該地區(qū)實際情況，在基礎配合比基礎上，適當調(diào)整水泥用量、外加劑摻入量的指標，獲得相應的配合比方案，如表1。

表1 混凝土試驗配合比表

3.3 檢查模袋

模袋運到施工現(xiàn)場后，查看其是否配備廠家提供的模袋出廠合格證明和實驗報告。同時，相關(guān)人員從外觀上檢驗其長度、厚度和寬度是否滿足施工標準，縫制寬度≥2cm，針眼的間接≤0.8mm，模袋表面出現(xiàn)的孔洞、蛛網(wǎng)、大肚紗、跳花等現(xiàn)象的數(shù)量因小于20處/塊，進行黏合修補還可使用，但超出上述范圍則為不合格產(chǎn)品退還廠家。

3.4 鋪放模袋步驟

首先，進行方向定位操作，主要包括坡腳線、坡頂線和坡度定位等，其中，坡頂線定位的功能是明確模袋混凝土的灌注高程，坡度實施定位主要準確判定灌注模袋是否與護坡縱軸線處在垂直狀態(tài)，坡腳線定位主要控制成型模袋下邊線。如果灌注模袋與護坡縱軸線沒有處于垂直狀態(tài)，由于沿縱向的伸長，偏斜誤差值增加，導致成型的模袋出現(xiàn)嚴重傾斜，直接影響模袋施工的質(zhì)量和美觀效果。因此，具體施工過程中要及時進行糾正處理。通常情況下，模袋在企業(yè)進行加工成型后方可運至現(xiàn)場，遵循由上而下的原則進行鋪放，模袋平鋪在坡面上，模袋鋪放順序自上而下進行。對模袋實施搭接操作時，要保證模袋不存在破損或孔洞，便便于各模袋進行緊密集合。為防止模袋進行混凝土灌注時發(fā)生下滑，必須對模袋進行固定處理。當模袋鋪設完工后，在模袋定位采用＞4m長度的鋼管把橫帶進行橫穿，使用4根豎向鋼管將其垂直打入土內(nèi)并進行固定處理。

3.5 模袋混凝土充灌操作

充灌混凝土主要流程為:攪拌混凝土并運至現(xiàn)場→泵車接管→插入模袋灌口內(nèi)→綁扎固定→灌注→檢驗充灌質(zhì)量。混凝土灌注速度控制為10～15m3/h，出口壓控制在0.20～0.3Mpa之間為宜。泵軟管關(guān)口通過灌口進入模袋，方便泵壓力直接用于模袋內(nèi)的混凝土，減輕灌口需要承受的反作用力。進行充灌操作時，由2個人扶好泵軟管，防止其存在較大擺動力。同時，合理控制灌口混凝土壓力。如果該位置混凝土壓力不斷升高，表示混凝土在模袋內(nèi)流動減慢，必須合理調(diào)整泵車充灌速度。若灌口位置的混凝土壓力上升速度加快，應及時停止充灌，檢查并采取針對性措施。如果踩踏疏導效果不理想，可按以下狀況處理:如果灌口位置發(fā)生阻塞，可把泵管拆走，自灌口內(nèi)掏出阻塞的石子或混凝土，也可采用木桿把阻塞搗散進行疏通繼續(xù)實施充灌操作。灌口周圍先前充灌的混凝土缺乏流動性，這種情況導致充灌施工中出現(xiàn)長時間停歇，此時可采取以下措施，用腳沿著最短距離踏出凹槽，改用砂漿對模袋實施填充。如果模袋被截死，在沒有充滿的上邊緣再打開一灌口開展充灌，灌口設定在側(cè)邊隱蔽位置，確保整體的美觀性。如果某個灌口充灌完成后，把灌布套中混凝土進行清除，把布套塞入灌口并進行縫合，隨之沖洗模袋表面，對灌口實施上述處理，能保證模袋表面的平整性和美觀性。但水下灌口，職能采用布套實施綁扎操作。總之，充灌混凝土操作要點是混凝土要具有較好的流動性，確保整個充灌操作連續(xù)進行行。

3.6 養(yǎng)護操作

一個施工單元完工后，把充灌混凝土相關(guān)器具轉(zhuǎn)移至下一個單元，對本單元施工現(xiàn)場實施清理。待模袋混凝土終凝后，采用草袋覆蓋灑水并實施養(yǎng)護。整個施工完成后，對坡頂、坡腳和上下游兩側(cè)接頭位置進行回填，同時，對護面混凝土實施養(yǎng)護處理。通常養(yǎng)護時間控制為7天，要求在這段時間內(nèi)護坡表面一直處在潤濕狀態(tài)。

4 結(jié)語

近些年，高寒地區(qū)模袋混凝土施工在水利工程中使用越來越多，模袋混凝土護坡作為全新的水利工程施工技術(shù)，該方法具有施工速度快、費用低廉、護坡效果好等優(yōu)點，適宜在各類水利工程中推廣應用。文中在總結(jié)前人模袋混凝土施工方面研究成果基礎上，系統(tǒng)闡述模袋混凝土施工主要流程，針對某高寒地區(qū)實際情況，充分考慮高寒地區(qū)應用模袋混凝土的要求和各項參數(shù)取值范圍，為設計合理的模袋混凝土抗穩(wěn)、抗寒性能奠定基礎，從而為類似地區(qū)模袋混凝土施工提供參考。

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1672-2469(2016)08-0077-03

2016-02-26

陳 偉(1975年—)，男，工程師。