模袋混凝土施工技術在河堤加固工程中的應用

姚孟龍，任錚，王嘉志，卓廷明，王鑒淞

（中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，廣東湛江524000）

1 工程概況

省道S374 線霞山百蓬至麻章田寮村段改建工程（湛江大道）位于湛江市西側，起于湛江市霞山區百蓬百儒片區，止于麻章片區，路線由南向北依次經過霞山區、經濟技術開發區、赤坎區、麻章區、遂溪縣，是連接以上各個區縣工業園的重要通道。湛江大道一標段起訖樁號為K17+160～K21+916.5，建設總長度約4.75 km，其中，在主線K18+152 橋梁處跨越雷州青年運河東海河。為確保東海河正常供水及將來的正常運行，需在橋梁跨越段東海河河堤進行加固處理。

2 河堤加固方案比選

目前，施工中較為常用的護岸方式有3 種：混凝土預制板、鉛絲籠和模袋混凝土。由于塊石運輸距離較長，鉛絲石籠護岸施工成本太大，不夠經濟。而運河沿岸砂粒料十分充足，采用模袋混凝土護坡有利于就地取材。經比較后，模袋混凝土的單價比預制混凝土板的單價低10%以上，比鉛絲石籠護岸的單價低約40%。模袋混凝土護坡更經濟[1]。此外，模袋混凝土護岸還具有以下優點：

1）良好的整體性和柔和性。模袋混凝土長度依照岸坡長度來確定，寬度約為4.0 m，有效規避了縫隙較多而發生的松動情況。并且模袋為軟模板，能夠與岸坡、河床形變相適應，可塑性高，整體抗沖能力強。

2）施工時間短，機械化率高。因為模袋是施工前預制好，并且面積足夠大，連接形式便捷，采用現場泵送混凝土充填技術，能夠持續作業。施工速度快，完成情況好。

3）適應性強。天氣原因不會影響水上作業和施工；水下作業（無圍堰）可直接從水上延伸至幾十米的河床，現場施工條件要求相對較低。

4）混凝土強度高。當混凝土充滿模袋后，部分水會從模袋的孔流出，從而使水灰的比例降低，強度大大提高（見圖1）。

圖1 模袋混凝土工程平面示意圖

3 渠道加固方案

對湛江大道跨越東海河段渠道進行加固的方案為C30 混凝土模袋三面防護加固渠道，并設置安全防護網，采用C30 混凝土三面防護的渠道長200 m，渠道防護網建設總長400 m。先利用長臂挖掘機開挖破損失效的舊混凝土防滲和開挖渠道土方，然后，使用0.5～1 cm 粒徑的碎石包將崩塌淘空處填筑密實并整平，整平后預留25 cm 模袋混凝土的厚度，最后由專業潛水員負責潛入水下把按照渠道寬度事先制作好的混凝土專用模袋固定在渠底及邊坡（見圖2）。模袋固定好后，使用天泵將C30 水下混凝土從模袋預留口充灌進入，潛水員負責幫助灌入混凝土，并使模袋貼緊渠道邊坡及渠底。建設完成模袋防護后再建設防護網。

圖2 模袋混凝土工程縱斷面圖

4 施工方法

4.1 工藝流程

模袋混凝土的施工流程如圖3 所示。

圖3 模袋混凝土施工流程圖

4.2 施工技術要點

4.2.1 原材料的選擇

1）模袋。根據設計圖紙、現場地形設計模袋的加工尺寸，聯系廠家供貨，內在質量及外觀質量均滿足GB/T 17640—2008《土工合成材料長絲機織土工布》的要求。

2）混凝土。本工程使用C30 混凝土商品混凝土，進場后均按規范要求進行試驗。

3）外加劑。在使用前必須根據具體的施工技術要求，對外加劑的類型和規格進行合理選擇，其中，泵送劑質量必須符合目前全國《混凝土泵送劑》的標準要求。此外，使用的申請應由監督技術人員批準。

4.2.2 混凝土配合比設計

在現場施工中，混凝土配合比應根據實驗室選擇的最佳混凝土配合比和現場材料的實際含水率確定。泵送混凝土水泥量大，收縮率比普通的混凝土較大，在嚴格管理泵送混凝土混合比的施工方法中，降低泵送混凝土的輸送長度，并選擇合適的泵送混凝土外加劑，減少混凝土的收縮變形，確保外觀質量。混凝土的坍落度控制在約22 cm。

4.2.3 基層處理

根據設計邊坡進行放樣施工，在施工區域進行開挖及邊坡切割、邊坡修復、水下疏浚。本項目采用人工和機械相結合的方式進行邊坡修整和找平，坡面高差要求在±15 cm，開挖頂部防滑齒槽，對于已被沖刷成陡坡的部位，采用木樁穩定地基和回填礫石沙袋，疊設牢固，清除斜坡上的淤泥和碎屑雜物等。模袋施工之前，需要使坡面平整。

4.2.4 鋪設模袋

首先，將所有模袋打開，確認模袋是否完好，如果有損壞的部分，應更換或縫補。將模袋所有注射口擰緊。上端插入鋼管，下端用鋼筋捆扎（5%的縱縮余量），下端為軸，將模袋卷成卷。距離頂線1.5～2.0 m 處均勻打樁，間隔1～2 m,每塊不小于4 根，與模袋上端鋼管連接。待模袋正確定位后，使用人力或絞車自上而下滾下斜坡，邊鋪展便壓實模袋。模袋鋪平壓實后，整塊模袋均勻平整地鋪在斜面上，不向下滑。一塊模袋鋪好后，需要將前模袋拉平，將前后模袋用尼龍帶捆扎在一起，將前后模袋連接成一個[2]。

4.2.5 充灌模袋混凝土

整個項目施工過程中最重要的工序就是模袋混凝土的充灌，必須予以密切關注。充灌順序是先充灌水下后充灌水上，充灌完一部分再充灌下一部分，充灌完一單元后再充灌下一單元。灌注前檢查使用的設備，特別是輸送設備，應進行潤濕及試灌，確保設備情況滿足施工要求。充灌時，應嚴格控制混凝土的密度，并注意灌料在模袋內流動是否順暢，若流動不順暢，應及時加大外力，可通過人工踩壓疏通灌料，使灌料在袋內分布均勻、飽和、密實。向上部平臺充灌時，取下連接的鋼管，將四角及齒槽內模袋混凝土充填至設計厚度，并從下部注射口依次平行向上充填塊狀混凝土，移動注入口時，停止泵，迅速將輸料管道移動到下注入口，用細鉛絲將已灌的袖口扎緊。

4.2.6 模袋混凝土養護

對水面部分充填好的模袋混凝土進行及時的清潔沖洗，按規范灑水養護。等模袋混凝土初凝后，用塊石進行齒槽內填砌。

5 施工異常現象及其處理措施

混凝土充灌時，在泵送機械料斗、輸送管道及模袋內會發生堵塞。這主要是由于機械操作異常、骨料規格過高、混凝土配合比不當以及外部溫度對坍落度影響等因素造成的。因此，采取以下措施：準備關鍵設備和部件備用，控制粗骨料最大粒徑不得超過泵送管直徑的1/3, 嚴格按照設計配合比進行混凝土的攪拌。天氣炎熱時，要在輸送管道上灑水降溫,并將管道布置為順坡流向。

鼓脹現象。膨脹現象主要發生在斜坡的底部或填料口，或者因為控制厚度的尼龍繩被拉斷。出現此情況應暫停泵送，并安排工人進行踩壓；在尼龍繩斷裂處可以調整加載壓平，并等待袋子中的材料初步凝固后繼續填充。

混凝土灌注不密實。在進行混凝土灌填筑時，應加強對混凝土和易度、坍落度和飽和度的控制，加強人工踩壓措施。如果有局部空腔，應及時灌注壓實。

6 質量及安全控制措施

1）混凝土配合比應按照實驗室出具的通知單進行拌制，并掛牌運行。

2）混凝土灌注前，首先用高壓水泵和清洗球潤滑管道，使管道光滑暢通。泵送1∶2 水泥砂漿，適用1.5 m3。開始第二次潤滑，檢查接縫，防止水泥砂漿滲漏。

3）混凝土充填時，按左、中、右順序水平均勻填充，避免填筑過程中混凝土收縮不均勻。

4）模袋混凝土在充填過程中，為避免出現不可預料情況，安排專人進行巡查，在檢查時，應注意管道中混凝土流動的聲音，準確判斷混凝土的和易性和黏稠度。能夠識別出問題并處理這些問題。

5）為保證工程質量，兩塊布之間使用400 g/m3模袋布加固，堅固耐滲。

6）由于施工區段水體為湛江市飲用水水源，故需控制施工現場各種粉塵、廢氣、廢水、固體廢物、噪聲和振動，以免對環境造成污染和危害。

7 結語

湛江大道項目于2020 年9 月完成跨東海河段模袋混凝土施工，于2021 年3 月完成其防護使命。該工程作為河岸兩側的防護措施，順利解決了跨河橋梁樁基施工時可能會對河岸穩定性造成的影響，使跨河橋梁的施工能夠穩定、有序地進行。