模袋混凝土護砌技術在人民勝利渠灌區引水渠的應用

吳衛星

【摘要】膜袋砼具有施工簡便、速度快，適合在復雜地形及惡劣環境條件下施工的優勢。該技術在人民勝利渠灌區的應用，為今后灌區渠道護砌、險工加固、河道治理、防洪搶險等積累了成功經驗。

【關鍵詞】膜袋混凝土;護砌技術;人民勝利渠灌區;應用

Application of Form Bag Concrete Retaining Technology in Diversion Canal of People's Shengli Canal Irrigation District

Wu Wei-xing

（Henan People's Victory Canal AdministrationXinxiangHenan453003）

【Abstract】The membrane bag has the advantages of simple construction and high speed， and is suitable for construction under complicated terrain and harsh environmental conditions. The application of this technology in the People's Shengli Canal Irrigation District has accumulated successful experience for future channel protection， reinforcement， river management， flood control and rescue.

【Key words】Membrane bag concrete;Retaining technology;People's Shengli Canal irrigation area;Application

1. 前言

（1）人民勝利渠是新中國成立后在黃河下游興建的第一個大型引黃灌溉工程，開創了穿黃河大堤引水的先例。人民勝利渠渠首閘位于黃河桃花峪下游黃河北岸的秦廠大壩上，渠首閘建成初期黃河主流靠近渠首閘前，為無壩自流引水，引水條件得天獨厚。1953年后黃河主流偏向南岸，最終穩定在距渠首閘2500左右的位置，閘前逐漸形成2000多米的引水渠，通過清淤、拉淤疏通引水渠基本可以滿足灌區用水要求。2000年后黃河小浪底開始運行，黃河水流發生變化，主槽下切，截止到2014年黃河同流量下水位下降3米左右。運行資料顯示黃河在500m3/s，引水渠基本引不進水。為改變灌區用水的被動局面，2014年經過論證人民勝利渠上報了在引水口上游桃花峪大橋處開挖桃花峪引水渠的方案， 充分利用兩個引水口處黃河水位0.75米左右的水位優勢提高引水能力。

（2）桃花峪引水渠位于黃河嫩灘，穩定性差，為減輕黃河洪水對引水渠的影響，我們采用模袋混凝土護砌技術加固引水渠。該工程位于人民勝利渠新建桃花峪引水渠進口段，緊鄰黃河主槽，長度為700米，采用雙坡護砌，坡長12米。 主要用于防止引水渠坍塌，控制過渠流量，根本上解決建引水渠對黃河串流造成的不利影響。工程2016年底建成，運行兩年多情況良好。

（3）模袋混凝土護砌技術在河南省灌區應用尚屬首例，該技術采用高強度機織袋為模板，壓力灌注混凝土成型，無需振搗收面。具有整體性好、抗沖刷能力強的特點、施工簡便、速度快，適合在復雜地形及惡劣環境條件下施工的優勢。模袋混凝土護砌技術的應用對我灌區今后渠道護砌、險工加固、河道治理、防洪搶險等積累了成功經驗。

2. 基本程序

2.1準備工作。

根據商品砼廠與施工區域的運輸距離和路況，制定商品砼的控制指標 ，防止現場出現問題，同時根據進度要求編制用料計劃等。

2.2測量放線 模袋混凝土施工前先進行坡面整理， 以保證模袋砼成品的平整度，根據設計圖紙的要求，對坡肩、坡腳線和邊線進行放樣，并在相應位置布置高程控制點，考慮后期的整體沉降，要預留一定的沉降量。

2.3開槽。

在上口外50cm的位置開溝槽固定膜袋，加強渠口及坡面穩定，底寬30cm，深50cm。

2.4鋪設砼模袋。

2.4.1模袋選擇及要求。 砼模袋為一種新型土工織物，其基本結構為兩層全丙綸高強機織布制作，外層具有透水性，采用全丙綸高強機織布制作，兩層機織布之間每隔 2O cm 有 1 組拉筋（化纖繩）相連，拉筋的長度根據模袋砼設計厚度而定，但是加工的長度還需要根據典型施工進行再次確定，不同的坡度、不同的材料指標其袋體的膨脹系數不同。 一般砼模袋需要加工成長方形，其寬度根據護面具體長度確定，同時考慮 3%富余量以備充灌時收縮量的儲備;長度一般不小于5 m，同時，根據砼的流動性，為了加快澆注速度，需要加充灌口，一般充灌口的布設為 2mx2m，袖口長為 40 cm，直徑 30 cm 左右。可根據斷面設計情況向廠家定制。

2.4.2模袋鋪放前的準備工作。為了保證模袋鋪設得平整和拉緊， 一般需要對模袋進行卷卷，在其上下緣管套中穿人鋼管，一般將混凝土模袋卷在 Dg50 鋼管上（鋼管長度比模袋兩側各長出 50 cm 左右，以便于操作），為了模袋鋪放就位準確，模袋是自上而下鋪在坡面上。 需要注意的事項如下： （1）將模袋兩個側邊卷齊，以便在鋪放過程中掌握模袋邊線的就位位置。? （2）將卷好的模袋運至鋪放地點，按設計坡肩端位置加縱向收縮量（按模袋長度的 3%考慮）確定模袋坡肩端位置。 （3）為保證模袋砼之間拼縫嚴密，新鋪放的模袋與已充灌完成的模袋砼相鄰之間應有不小于 30 cm 的搭接寬度，在確定的位置將模袋卷兒放置好后， 即可人工縫制連接模袋。

2.4.3鋪放模袋。 鋪放作業是將卷好的模袋按設計位置在坡面上打開，在打開過程中應使模袋始終保持向下拉緊的 狀態，因此，操作者不但要向下滾動模袋卷，而且要隨時向下拉緊模袋，另外，還應注意使模袋與已有模袋混凝土之間的搭接寬度始終控制在 30 cm，這樣不僅保證了拼縫嚴密，而且保證了新鋪模袋位置相對于已有模袋砼不發生偏斜，使模袋邊線與堤軸線之間的垂直關系能很好地承襲下去。為了保證模袋充灌的流暢，砼的要求較高，坍落度必須較大，一般在 200 mm 左右，根據不同的標號還需要現場進行試驗施工確定。 一次澆注砼的高度還需要通過計算和典型施工進行確定，其與砼的初凝時間、模袋拉筋強度、模袋技術指標等有關。

2.5模袋砼充灌。

2.5.1充灌混凝土工藝流程（用泵車泵送砼）為： 混凝土攪拌車運至現場——泵車管連接——軟管插入模袋灌口內——綁扎固定——灌注——質量檢驗。

2.5.2灌注速度控制在 10～15 m/h ，出口壓力以 0.2～0.3 MPa 為宜。 軟管的管口應穿過灌口進入模袋內，以便泵壓力直接作用于模袋內的混凝土，減小灌口承受反作用力。充灌時，用兩人人扶住泵軟管，以防其有較大的擺動，同時掌握灌口混凝土壓力，當該處混凝土壓力持續上升時說明混凝土在模袋中流動減慢，此時應適當降低泵車的充灌速度。當發現模袋內砼流動受阻時，可采取用腳踩踏的方法進行疏導; 如果灌口處砼壓力已升得很高，或上升速度很快， 應停止充灌，進行檢查并采取措施，如踩踏疏導無效，可區別下列情況，分別進行處理。

2.5.2.1如果阻塞就發生在灌口處，可將泵管拆走，將阻塞的石子或混凝土從灌口內掏出，或用一木桿將阻塞物搗散疏通后，再繼續充灌，這種情況往往是混凝土離析造成的，或因為混凝土含有大石子造成的。

2.5.2.2灌口周圍先充灌的混凝土已沒有足夠的流 動性，這種情況往往由于充灌中途有較長時間的停歇而造成，這時可采用下列措施：（1）用腳沿最短距離踏出一條凹槽，形成通道，改用砂漿將模袋充滿，也可利用上面—個灌口充灌。（2）如果模袋已被截死，可在未充滿部分的上邊緣再開一灌口進行充灌，灌口應開在側邊隱蔽 處，以保證整體美觀。

2.5.3充灌混凝土順序。每排的充灌順序為（每排3 個灌口）：由模袋搭接的一側開始向另一側逐口充灌，采用這樣的充灌順序實際上是幾條模袋輪流交替充灌，與連續充滿一條模袋后再充灌下一條模袋的順序相比，這樣的順序有以下的優點： （1）幾條模袋內充灌的砼量相差最小，模袋因充漲而發生的長度收縮也就相差不多，這樣便于掌握模袋坡肩位置。 （2）降低了模袋內砼面升高的速度，減小了模袋承受的壓力。（3）先充灌模袋拼縫一側的灌口，可避免模袋橫向收縮造成該側向位移，從而保證了拼縫嚴密。在一排灌口充灌完畢后，應將坡肩端的錨固繩具適當放松，以防模袋由于充漲收縮而過分繃緊，造成充灌困難，甚至將模袋拉壞。 一個灌口充灌完成后，即將灌口混凝土清除，將布套塞進灌口并縫合灌口，然后將模袋表面沖洗干凈，這種處置灌口的方法，可使模袋表面平整美觀。總的來看，充灌混凝土的技術關鍵是使混凝土具有良好的流動性及和易性，并保證充灌作業的連續進行。

2.5.4充灌混凝土注意事項。混凝土的流動性是混凝土在模袋內的流動所要求的，不同坍落度的混凝土在模袋中的流動表現為不同形態，坍落度為 20～22 cm 時，混凝土在模袋中由灌口向四周呈輻射狀流動。這種情況下，混凝土主要是在泵壓力推動下強制移動，混凝土壓力由灌口向四周，隨著離灌口距離的增加而迅速減小，隨著模袋中充灌砼范圍的擴大，充灌的難度增大，需要不斷進行踩踏疏導，勞動強度很大。應特別注意的是，以上所要求的流動性，應該在充分保證混凝土和易性的基礎上取得，和易性較差的混凝土也常常出現充灌時的阻塞，這種現象的原因主要是混凝土的離析，產生離析的混凝土進入模袋后，粗骨料在灌口處集中，很快便形成阻塞，這時往往出現泵管劇烈振動，繼而灌口被破壞。由于模袋布是透水的，充入模袋內的混凝土由于部分水分滲出而很快失去流動性，在氣溫 25℃條件下，一 般只需 40 min 即完全失去流動性，因此要求保證混凝土充灌的連續性。

3. 模袋混凝土充灌過程中主要應注意和解決的問題

3.1為防止堵塞事故，應隨時檢查混凝土坍落度，充灌應連續，停機時間一般不得超過 20 min。

3.2泵送與充灌操作人員之間應隨時聯系，緊密配合，充灌到位后及時停機，以防充灌過程產生鼓包或破裂。出現鼓包時，應及時停機，查找原因并處理。

3.3隨時檢查模袋固定是否牢固，以防充灌過程中模袋下滑。灌完一片后，移動設備，按上述步驟進行下一片的充灌施工。應特別注意兩片間的聯接、靠緊。

4. 砼的養護

模袋混凝土灌輸完成后同時進行混凝土的養護。 一般養護期為 7d，要求在此期間護坡表面處于潤濕狀態。