河套地區水利工程模袋混凝土技術應用

朱冬梅　王志華

（河套學院　內蒙古巴彥淖爾市　015000）

1　案例分析

某工程的護砌型式，需要執行218m的模袋混凝土護底。模袋混凝土設計厚度為10cm、底寬為22m，長度為218m。同時，將模袋混凝土的抗壓強度設計為20MPa。經過調查發現，該段的渠底淤泥較厚，當對渠底高程進行設計的時候，發現其深度更大。為了能促進施工工期在一定時間內完成，可以先鋪一層土織物，上層增加碎石墊層，并對模袋混凝土充滿，保證在軟土基施工工作中，實現良好作業，也能減少淤泥土方開挖量。模袋混凝土的使用，盡管無法對平整度無法控制，但其具備的整體性能更好，提升了施工速度，也減少材料的運輸和使用。

2　模袋混凝土技術概述

模袋混凝土是20世紀80年代從日本引進的一項新技術，是應用土工模袋作為柔性模板，將流動性細石混凝土利用混凝土輸送泵壓入模袋內，在灌注壓力作用下多余的水分擠出，若干單體混凝土模袋體通過模袋內預設的高強度繩索聯結形成整體，上部的混凝土壓載體能有效地抵御水流的沖刷，而底部與河床相貼可防止土顆粒被水流帶走，起到護坡作用。

2.1　分類

模袋護坡技術，主要就是現澆筑混凝土施工工藝。利用織物的模袋，將其制作成軟模具，并利用混凝土泵將其直接灌入到模袋中，以達到良好的護坡、防滲等作用，也能節約人力、物力，實現更為廣泛的應用。其基本類別主要分為兩類：①機制模袋，主要發揮的是軟體模板的作用，作為一種新材料和新技術被廣泛應用在坡面處理工作中；②簡易模袋，也被稱為編織布模袋，內部要填充細石混凝土或者是砂漿。目前應用較為廣泛的是聚丙烯編織布模袋和無排水型編織布模袋，應用在護坡結構中。

2.2　基礎工藝

模袋混凝土在施工期間，主要使用泵送方式。不僅對混凝土、水泥砂漿具備一定要求，還要保證其具備的流動性，保證在模袋內實現更為有效擴散，也能充滿整個模袋，減少分離現象。同時，在一定條件下，分析材料配合比和外加劑的應用，也要為泵送混凝土提出更高要求。工作中，需要根據工程的實際發展情況，確定試驗。當發現模袋填充后，其存在的水分會滲出，降低水灰比，混凝土和砂漿的凝固速度也會不斷提升，增加其強度。另外，在對模袋混凝土的護坡結構進行設計期間，要確定出模袋形式。工作中，根據施工工作的實際發展情況，確定其等級，重點研究施工工作的主要條件、施工情況、水流情況等，保證能確定出排水點型。還要確定出模袋的厚度，保證在使用過程中，能承擔風浪荷載、寒冷地區的冰推力。

3　模袋混凝土的應用

3.1　模袋混凝土的優勢

土工模袋施工采用一次噴灌成型，施工簡便、速度快。特別在深水護岸、護底等不需填筑圍堰，可直接水下施工，機械化程度高，所護坡面面積大、整體性強、穩定性好，使用壽命長。多余的水分通過織物空隙滲出，可以迅速降低水灰比，加快混凝土的凝固速度，增加混凝土的抗壓強度。

3.2　袋裝土及模袋鋪設

（1）袋裝土鋪筑錯疊，分批分層次，并注意檢查拋筑成型坡面的平整度及坡度，滿足設計要求。

（2）模袋鋪設前應做檢查，尺寸、破損、脫線等，如有破損應及時用合格的母材進行修補，在超出破損部位周邊10～20cm范圍進行修補。

（3）模袋沿坡面展開時應始終保持模袋向下拉緊，模袋在鋪展、壓穩后，應拉緊上緣固定繩索，防止模袋下滑，固定繩索與新建擋墻貼合處必須提前用防磨袋墊置，做好新建擋墻的成品保護。

（4）接縫位置的底部應鋪設土工織物，模袋搭接位置搭接寬度的偏差標準為0～+2cm，在搭接布平鋪搭接好后再鋪設下一塊模袋布，且順直平整。模袋在鋪設橫向收縮率取為4%，縱向收縮量取為3%。

（5）在鋪設中存在轉彎及跨支河口長度與單位工程長度不一致的情況，根據實際情況加工使用異型單元。

（6）模袋布的鋪設位置必須準確無誤，各部位高程符合設計要求。模袋應整齊、無皺褶與基礎面之間應壓平緊貼，對鋪設質量水下驗收符合要求后才可充灌工序。

（7）為了防止水流、涌浪或其他因素對模袋產生的擾動或破壞，鋪設后應及時充灌混凝土。

3.3　施工工藝分析

將模袋混凝土技術應用到跌水壩段，水壩段的河底寬度為70m，設計期間的輸水流量在60m3/s。當完成壩址設計后，發現5年和10年后都出現嚴重洪水，其流量也不斷增加。根據對壩體橫截面的設計，發現斷面的整個結構形式都為實用性，頂寬為3.0m，上游的側邊坡坡比為1：2。在這種情況下：

（1）應用模袋混凝土技術，將其伸入到上游河底，下游側邊坡坡度為1：1，當模袋混凝土技術伸到消力坎，能達到水流的約束目的，免受護坡底部的沖擊。對于河底跌水壩壩體基礎，在原有的跌水壩基礎上，為壩坡面上覆蓋一層無紡土織物，并使用模袋對其填充混凝土，保證能順著河道的方向布置。在兩岸模袋之間，都要為其搭建，保證將模袋混凝土厚度維持在15cm，其具備的抗壓強度設計為25MPa。在下游的消力池，使用模袋混凝土要在混凝土之間設置分縫，保證能達到降壓的效果，也能促進安全系數的提升。

（2）應用混凝土板塊技術，預制場內預制后，混凝土拌和采用強制式混凝土攪拌機，借助平板振搗器密實，并行木抹初平、鐵抹精平等基礎性操作，要求技術人員要按照設計項目的具體設計要求加工定型鋼模。盡管處理效果也能符合要求，但是會對施工進度造成影響。

（3）應用干砌石護坡機制，要從根本上保證石料墊穩、填實，與周邊砌石保持緊密度，嚴禁架空操作，長度在30cm以下的塊石連續使用不超過4塊，并且兩端必須加丁字石。長條形石料丁向砌筑，不利于長期使用。

4　總結

綜上所述，在現有的施工工藝應用基礎上，分析其存在的問題，促進施工機械化、水下施工工作優勢的發揮，增加施工進度，降低工程的建設成本，保證技術在實際應用下，能滿足工程的設計和施工對需求，也能為技術應用提供更高的社會效益與經濟效益。

[1]劉瑞偉，王成華，王繼堂，等.八里灣船閘入湖口施工關鍵技術探討與應用[J].水利建設與管理，2015，35（1）：2～4.