犁灣河工程混凝土模袋施工要點(diǎn)

杜丹強(qiáng)

（韶關(guān)市利源工程建設(shè)有限公司，廣東 韶關(guān) 512000）

0 引言

犁灣河護(hù)岸工程將按照岸坡的地基、地形、水流狀況、景觀要求等限制條件選擇護(hù)岸——護(hù)坡材料及形式等，混凝土模袋在護(hù)岸工程中發(fā)揮重要作用。混凝土模袋具備結(jié)構(gòu)完整、高強(qiáng)度、良好的耐久性等優(yōu)點(diǎn)。隨著該領(lǐng)域不斷深入的理論研究和實(shí)踐活動(dòng)，顯現(xiàn)出良好的應(yīng)用效果，成為堤岸防護(hù)工程中的主力軍。混凝土模袋技術(shù)的應(yīng)用不僅確保了施工的安全，并且可以明顯提升質(zhì)量和增加效益。在具體的施工應(yīng)用中，施工部門可以按照實(shí)際的工程需要制作各種形狀的模袋，以適應(yīng)不同的復(fù)雜地形，對(duì)此將從以下幾點(diǎn)進(jìn)行分析。

1 工程概況

1.1 工程位置

犁灣河護(hù)岸工程為2021年度湞江區(qū)中小河流項(xiàng)目治理工程，項(xiàng)目的具體區(qū)域?yàn)樯仃P(guān)市湞江區(qū)新韶鎮(zhèn)。地處廣東省韶關(guān)市東北部的湞江區(qū)，在武江和北江以東，東面與仁化縣和曲江區(qū)相交，西接乳源瑤族自治縣以及武江區(qū)，南面又比鄰曲江區(qū)，其北面與仁化縣和樂昌市接壤，也是韶關(guān)市的市政府所在地。而工程所在的新韶鎮(zhèn)在湞江區(qū)的東北部，東面相鄰曲江區(qū)大塘鎮(zhèn)，南面可連接市區(qū)的韶瑤路、街道、車站等，西面與湞江區(qū)東河街相連，北面接壤仁化縣大橋鎮(zhèn)。

1.2 工程狀況

河道治理工程以犁灣河干流為治理區(qū)域，從大塘水河口處（樁號(hào)K0+000）開始，一直到侯山村附近（樁號(hào)K3+862）結(jié)束，河道治理的總長度為3.78 km，河中樁號(hào)為K0+000～K3+862。治理河道沿岸區(qū)域內(nèi)的人村包括侯山村的石山村。保護(hù)農(nóng)田和人村是此工程設(shè)計(jì)的宗旨，對(duì)容易被損毀的坡岸進(jìn)行有效防護(hù)，主要針對(duì)塌岸、淘刷嚴(yán)重的岸坡、迎流頂沖等。此工程河道治理的總長度為3.78 km，護(hù)岸的新建長度為5.20 km，設(shè)計(jì)10座涵管，10處下河步級(jí)，泥結(jié)石道路1.31 km，重建一座機(jī)耕橋，界樁新建18 個(gè)，進(jìn)行工程視頻或者圖像、雨量、水位等要素的設(shè)置，需要三要素監(jiān)測設(shè)備一套。涵管10座，下河步級(jí)10個(gè)，重建機(jī)耕橋1 座，泥結(jié)石道路1.21 km，新建界樁18 個(gè)，設(shè)置工程圖像（或視頻）、水位、雨量三要素監(jiān)測設(shè)備1 套。治理工程岸坡整治總體思路為：河岸受水流、波浪作用可能或已經(jīng)發(fā)生沖刷破壞影響岸坡安全時(shí)，采取防護(hù)措施。

2 混凝土模袋技術(shù)的概述

2.1 技術(shù)形式

混凝土模袋是可以連續(xù)袋裝的物體，其制作材料是雙層聚合化纖織物，利用尼龍繩聚合物在模袋上下兩層的織物中間進(jìn)行等距的織物連接，以有效控制澆筑成型的厚度，最后將混凝土、砂漿利用高壓泵注入模袋中，形成堅(jiān)固的混凝土模袋。在制作混凝土的模袋工序中，混凝土和砂漿中多余的水分會(huì)經(jīng)過織物的空隙流出，有效降低了混凝土的水和灰的比例，顯著提升了混凝土的強(qiáng)度。

2.2 技術(shù)類型

按照混凝土模袋的制作工藝和使用的材料，可以將混凝土模袋分為兩種類型：機(jī)制模袋和簡易模袋。在當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的是機(jī)制模袋，機(jī)制模袋又分為以下幾種類型：無反濾排水點(diǎn)混凝土模袋、鉸鏈塊形模袋、有反濾排水點(diǎn)模袋、框格形模袋等。混凝土模袋護(hù)坡結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 混凝土模袋護(hù)坡結(jié)構(gòu)圖

2.3 技術(shù)特點(diǎn)

混凝土模袋技術(shù)具有整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、耐久性強(qiáng)、柔性好、適應(yīng)性良好、施工速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)。其長度會(huì)隨著岸坡的長度而自由改變，完全避免接縫的工序中松動(dòng)問題的出現(xiàn)。該技術(shù)形式屬于軟模板，能夠完全適應(yīng)河床的任何變形，可塑性良好，保證優(yōu)良護(hù)岸整體的抗沖能力。在混凝土模板的施工工程中，因?yàn)槭鞘孪阮A(yù)制好的混凝土模袋，在工程現(xiàn)場只要利用灌注泵將混凝土注入模袋即可，大大地縮短了工程周期。而且，混凝土模袋施工不受氣候的干擾，適應(yīng)性良好，顯著提升了施工效率。

3 混凝土模袋技術(shù)施工要點(diǎn)

3.1 準(zhǔn)備工作

首先將場內(nèi)影響正常施工的雜物清理干凈，有效避免雜物堆積現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)為了確保場地的平整性，必須進(jìn)行平整處理；質(zhì)檢員要嚴(yán)格檢查原材料的質(zhì)量，不達(dá)標(biāo)的材料禁止使用；對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行規(guī)范性的檢驗(yàn)，對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，一旦發(fā)現(xiàn)有隱患就要及時(shí)進(jìn)行處理，以保證機(jī)械設(shè)備的安全運(yùn)行，提升生產(chǎn)效率。

3.2 編織布模袋設(shè)計(jì)

對(duì)模袋編織布的強(qiáng)度、滲透系數(shù)、等效孔徑有專門要求，模袋的尺寸規(guī)格要根據(jù)護(hù)坡混凝土的平均厚度通過計(jì)算和灌填試驗(yàn)確定。

3.2.1 編織布的強(qiáng)度

編織布的強(qiáng)度T 視護(hù)坡厚度及小時(shí)充填高度大小而定。厚度及小時(shí)充填高度較大，模袋所承受的壓力越大，要求編織布的抗拉強(qiáng)度越高。可以用下式計(jì)算:

式（1）中：T－編織布允許抗拉強(qiáng)度（kN/m）；β－混凝土或砂漿的側(cè)壓力系數(shù)，β=0.60～0.80；γm－混凝土或砂漿的容重（kN/m），砂γm=21.70 kN/m；h1－護(hù)坡最大厚度（m），取平均厚度的1.50～1.60倍；h2－1h內(nèi)護(hù)坡充填高度（m），h2=4～5 m。

對(duì)于平均厚度0.15 m的模袋護(hù)坡，編織布的強(qiáng)度要求大約20 kN/m。

3.2.2 編織布的滲透系數(shù)

為了使混凝土或砂漿灌漿后多余水分能及時(shí)排出編織布，滲透系數(shù)K應(yīng)滿足K=1×10-2～1×10-3cm/s。

3.2.3 編織布的等效孔徑

為防止漏水泥漿，要求等效孔徑Ο95

3.2.4 灌填后編織布模袋的縱橫向收縮率

經(jīng)試驗(yàn)和已有工程測定，灌填后編織布模袋的縱收縮率約為1%，橫收縮率為5%～12%。

3.3 鋪排模袋

以測量護(hù)岸面的結(jié)果為根據(jù)，參考工程圖紙，經(jīng)過嚴(yán)格分析后對(duì)合適的標(biāo)段長度進(jìn)行確定，然后才可以根據(jù)順序依次編號(hào)加工模袋。直到模袋成型且能夠滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后投入使用；將長度為1 500 mm規(guī)格為 90 mm鋼管固定樁布置在頂部，每個(gè)模袋確保4 根這樣的鋼管，然后依次布設(shè)，完全保證固定樁絕對(duì)的穩(wěn)定；之后，將模袋鋪排在工程船的滑板處，進(jìn)行固定樁和模袋上緣的有效連接，只有所有環(huán)節(jié)都準(zhǔn)確無誤后方可進(jìn)入混凝土填充工序。

3.4 澆筑施工

①嚴(yán)格把控將要使用的原材料，保證各項(xiàng)指標(biāo)都滿足質(zhì)量要求。為了保證灌注的順利，碎石不能超過20 mm的粒徑；材料要按照設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行精準(zhǔn)稱量，然后通過攪拌讓混凝土混合均勻，坍落度設(shè)定以220～240 mm 為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定C20 的混凝土等級(jí)。②對(duì)各類設(shè)備進(jìn)行全面調(diào)試，及時(shí)維修存在的故障，確保設(shè)備都能夠安全運(yùn)轉(zhuǎn)；將混凝土輸送管的長度嚴(yán)格控制在50 m 以內(nèi)。③混凝土灌注施工的順序是從上游到下游、先淺水后深水；混凝土模袋施工包含四個(gè)階段，利用的是不連續(xù)進(jìn)行的手段；都是在水下進(jìn)行護(hù)岸工程，而陸域能夠使用的只有少數(shù)坡面和灘地，現(xiàn)場施工呈現(xiàn)狹窄的空間，對(duì)施工造成一定的限制。因此，為方便施工設(shè)置混凝土攪拌站，先將砂石料利用船舶運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，利用汽車把水泥、粉煤灰和石料運(yùn)輸?shù)绞┕ざ螢┑兀缓笤賹⑦@些材料轉(zhuǎn)到運(yùn)輸船上，以滿足現(xiàn)場施工對(duì)材料的要求。完成一次混凝土灌注作業(yè)后，為了讓賦存在模袋內(nèi)的水分從織物里流出來，有必要暫停15 min左右，確保混凝土的密實(shí)度。

3.5 預(yù)制壓腳棱體

首先要合理規(guī)劃適合尺寸的壓腳混凝土預(yù)制場地，通常位置會(huì)在鄒臺(tái)段砂場處，等到預(yù)制的壓腳棱體成型后，通過船舶運(yùn)輸?shù)焦こ虉龅兀_始進(jìn)行吊裝作業(yè)，首次安放的長度不能低于50 m。

3.6 混凝土模袋應(yīng)用施工

護(hù)岸工程的現(xiàn)場環(huán)境十分復(fù)雜，難以預(yù)料的意外因素很多，對(duì)混凝土模袋施工的質(zhì)量有很大影響。為了能夠?qū)κ┕で闆r準(zhǔn)確掌握，現(xiàn)場必須配置水位和水準(zhǔn)觀測設(shè)備；按照施工的具體要求，將管路和混凝土泵車等設(shè)備布置到位后，便可以平整處理護(hù)岸的外坡和坡肩，然后開挖水下模袋錨固溝。在檢查模袋質(zhì)量完全符合施工要求標(biāo)準(zhǔn)后，施工人員便可以展開模袋，同時(shí)固定消浪透水孔塑料管，等到徹底穩(wěn)定后，利用鋼絲繩將護(hù)岸頂部和上端進(jìn)行連接，鋪設(shè)模袋要從下部向上部進(jìn)行，模袋設(shè)置必須緊密，臨近的模袋要穩(wěn)定地搭接為一體，體現(xiàn)了模袋體系的完整性，以此為基礎(chǔ)通過潛水員來有效固定模袋下端。通過上述工作后，方能開始混凝土灌注環(huán)節(jié)，水泥、碎石和砂的比例為：水泥∶碎石∶砂=1∶1.81∶1.83；該配比必須保證材料稱量的準(zhǔn)確性，然后經(jīng)過充分?jǐn)嚭停_保其均勻度。在這個(gè)過程中要認(rèn)真觀察模袋內(nèi)混凝土的量，直到完全飽滿的狀態(tài)后，清理干凈模袋上殘留的混凝土，至此混凝土模袋應(yīng)用的主體施工基本完成，混凝土逐漸凝固后形成完整堅(jiān)固的混凝土模袋結(jié)構(gòu)。詳見圖2。

圖2 混凝土模袋施工現(xiàn)場圖

4 施工中存在的問題及處理措施

在混凝土模袋的施工過程中，在泵送混凝土的工序里，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)管道堵塞的問題，現(xiàn)場工作人員經(jīng)過分析得知這種現(xiàn)象主要是高溫天氣造成的。溫度太高，混凝土的坍落度有明顯變化，發(fā)生堵塞的現(xiàn)象，施工單位要停止作業(yè)，將管道里的雜物清理干凈，進(jìn)行混凝土的重新配置，并采取降溫手段，讓管道堵塞問題得以解決。在進(jìn)行現(xiàn)場的混凝土模袋施工的時(shí)候，經(jīng)常出現(xiàn)模袋間接縫不密實(shí)的情況，引起這些問題的根本原因是周圍模袋連接模式不合理。因?yàn)槭┕挝徊扇〉哪４B接為帶扎結(jié)法，造成模袋側(cè)面被混凝土灌注完畢后，發(fā)生凹凸不平的現(xiàn)象，模袋的接縫難以密實(shí)。而通過分析工程，施工單位改用了模袋連接方式，也就是利用夾板式連接方式進(jìn)行相鄰模袋連接，真正解決了模袋連接不夠嚴(yán)密的問題。

5 施工中的注意事項(xiàng)

①在混凝土的配比中必須按照初始設(shè)計(jì)稿的配比參數(shù)逐步進(jìn)行；②在混凝土進(jìn)行灌注前必須進(jìn)行清洗潤滑工作；③混凝土和砂漿的配比必須嚴(yán)格按照1∶2進(jìn)行，并要認(rèn)真檢查二次潤滑時(shí)接頭是不是牢固，以免材料滲出；④填充工序要按照左→中→右的順序灌注，并且要以水平方向進(jìn)行，以保證密實(shí)度和均勻度；⑤為了確保混凝土填充得順暢，必須派專人進(jìn)行觀察，并準(zhǔn)確判斷混凝土自身的易和性和黏稠度；⑥為了確保工程的整體質(zhì)量，在模袋選擇上最好選用400 g/m2的模袋，在填充作業(yè)中起到堅(jiān)固和預(yù)防滲漏的作用；⑦灌注作業(yè)完成后必須清理相關(guān)設(shè)備的管道，方便下次更好地使用。

6 結(jié)語

綜上所述，混凝土模袋技術(shù)具有整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、耐久性強(qiáng)、柔性好、適應(yīng)性良好、施工速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，在河道的堤防工程中應(yīng)用，顯著提升了河道堤防工程的整體質(zhì)量，縮短了工程周期，降低了工程的費(fèi)用。所以，在水利工程的施工中對(duì)混凝土模袋技術(shù)的合理應(yīng)用，會(huì)收到綜合的效益，并且提升了護(hù)岸工程的施工技術(shù)水平。在后續(xù)的河道堤防護(hù)岸項(xiàng)目施工中，對(duì)混凝土模袋技術(shù)的應(yīng)用必須科學(xué)合理，對(duì)施工要點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的把握，強(qiáng)化施工過程的質(zhì)量管理，最大限度地發(fā)展該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。