混凝土施工及植生袋護坡技術在水利堤防工程中的應用

黃逸齡

(惠州市惠州大堤東堤管理中心，廣東 惠州 516001)

0 引 言

水資源在社會建設發展中發揮著重要作用，為了實現水資源的保護和科學利用，水利工程建設數量增多，在蓄水、灌溉、水運等方面起到了關鍵性作用。在當前，水利工程在建設和運行上將會面臨一些問題，特別是堤防沖刷、風蝕等，容易發生水土流失、堤防失穩等，影響水利工程運作和發展。在這種情況下，合理使用混凝土施工技術及植生袋護坡技術，已經成為一種必然趨勢。

1 工程概況

惠州市文頭嶺片區防洪排澇整治工程一期續建工程及二期工程位于惠城區東江支流西枝江及新開河右岸。其中一期續建工程包括：新建臨江排澇站和臨江排水閘(臨江泵站總裝機容量3200kW，設計排水流量為44.21m3/s；臨江排水閘設計流量為118.85m3/s)，整治圍內文頭嶺河涌432.21m、臨江內河涌336.41m，續建文頭嶺排澇站管理用房3680m2及配套設施，續建堤頂景觀工程3.76km等；二期工程包括：加固建設堤防及堤頂景觀工程1.15km。

文頭嶺二期堤線段基礎區淺層可分為3個堤基類型。Ⅰ類堤基由連續分布第四系沖積沉積的粉質黏土層所組成。該土層土質黏性好，整體防滲性能較好，滲透系數K值可取1.04×10-4cm/s。整體基礎的防滲性能較好，可不作特別措施的防滲處理。Ⅱ類堤基存在淤泥質軟弱土層，該層土質壓縮性大，靈敏度高，堤基在設計時應進行穩定性驗算，并采取相應的措施。Ⅲ類堤基下臥分布有淤泥質土及中粗砂層，由于黏土、粉質黏土覆蓋層起到鋪蓋防滲效果，滲透變形的可能性較小，但設計時也應作必要的抗滲透變形計算。

本工程中的堤防混凝土施工及植生袋護坡施工位于G205國道西枝江大橋段，堤頂路面現為G205國道混凝土路面，路面沿堤線上游是文頭嶺二期堤防，下游是文頭嶺一期堤防。根據地質情況揭露G205國道路基填筑料均為中細砂，不滿足防滲要求，必須對該路段路基作防滲處理。原設計處理方案對橋底堤防路基采用深層攪拌樁防滲墻，經綜合分析現場的地形、橋梁底部空間等施工條件，不能滿足樁機施工，故取消攪拌樁防滲墻的處理方案，修改設計方案為采用現澆C20混凝土護腳、防滲土工膜、植生袋護坡的處理方案。文頭嶺二期堤防工程設計圖見圖1。

圖1 文頭嶺二期堤防工程設計圖

2 水利堤防工程混凝土施工及植生袋護坡技術

2.1 總體施工部署

結合工程現場實際情況，為了保證順利施工，需要提前接通施工現場的用水與用電，根據施工設計圖紙鋪設臨時道路，完善施工安全設施和圍擋設施，建設單位審批以后才能實施橋下作業。本堤段施工之前，G205國道兩側與一期堤防及二期堤防連接處、內坡坡腳等位置需要設置安全圍擋，采用封閉式施工方式。防護圍擋采用彩鋼瓦等材料，圍擋高度設置在2m左右，圍擋長度可以結合施工現場實際情況來設置。當前堤防填筑高度為16.40m，西枝江橋梁底高程為20.60m，凈高度為4.20m，西枝江橋下游施工作業面施工道路可沿臨江布置，由上游穿過橋底通過。對原漿砌石護坡進行修整，待表面清理、修整后，對凹縫進行重新勾縫[1]。堤防表面清理干凈后，鋪設防滲土工膜，植生袋填筑前，先完成C20混凝土護腳和C20混凝土壓頂。

2.2 混凝土工程施工

2.2.1 混凝土施工程序

混凝土施工施工程序見圖2。

圖2 混凝土施工施工程序

2.2.2 模板安裝

在C20混凝土護腳、防浪墻、混凝土擋墻模板安裝過程中，模板采用的木模板，背楞豎向與橫向采用的是φ48×3.5鋼管，之間距離設置為500mm；螺桿橫向與豎向之間的距離為500mm，第一層距地面200mm。墻身模板安裝見圖3、圖4。

圖3 墻身模板安裝簡圖

圖4 墻身模板側面圖

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2.2.3 鋼筋制作安裝

原材料檢測嚴格執行施工單位自檢、監理平行檢測、建設單位對比檢測。鋼筋材料根據等級、型號等進行分類堆存，立牌以資識別，在運輸和材料保存中防止出現銹蝕或者污染問題。

鋼筋加工流程見圖5。

圖5 鋼筋加工流程

在鋼筋制作過程中，需要根據設計圖紙標注的規格、型號、尺寸等計算配料單，經過審核無誤以后準確下料。

在鋼筋使用之前，需要經過全面調直、不會出現局部彎折現象。鋼筋的調直應該按照以下要求進行：通過采取冷拉方式調直鋼筋，在實際操作中，Ⅰ級鋼筋的冷拉率不超過4%，Ⅱ、Ⅲ級鋼筋的冷拉率不超過1%；冷拔低碳鋼絲經過調直機調直以后，其表面不得有明顯的擦傷，抗拉強度應符合設計圖紙標準；鋼筋加工尺寸應滿足設計要求，加工以后的鋼筋允許偏差不得超過表1、表2參數值[3]。

表1 圓鋼筋制成箍筋、其末端彎鉤長度

表2 加工后鋼筋的允許偏差

2.2.4 混凝土澆筑分塊分層

混凝土分層、分塊主要是根據工程結構特點、施工要求和混凝土生產能力來確定。根據混凝土縫類型，主要分為結構縫與施工縫兩種，其中，施工縫中又包含水平縫、垂直縫，結構縫則是根據設計進行劃分，在分縫原則上，需要保證結構質量，減少材料消耗，加快施工效率[4]。

結構設計有防水要求的，在施工縫內預埋止水銅片；澆筑混凝土時，應特別注意預埋件的埋設。

在垂直施工縫施工過程中，需要綜合考慮混凝土澆筑能力和結構特點，合理分縫，在混凝土先澆一側預埋連接錨筋，同時預留鍵槽，從而實現混凝土的良好結合。

在混凝土施工中，包含護腳、擋墻、防浪墻、壓頂混凝土、路面混凝土等，護腳、擋墻、防浪墻混凝土的分段需要根據設計結構縫分倉澆筑，路面混凝土則需要根據伸縮縫交叉情況分段澆筑。

2.3 防滲土工膜施工

2.3.1 地基處理與墊層施工

按照設計高程，使用挖掘機進行土方開挖。清理土工膜鋪設面，要求地基平整，夯實土體，不能出現高低不平、裂紋等情況，不能出現尖銳物體，要徹底清除防滲范圍內的草皮、樹根，噴灑滅草劑清除雜草。在與土工膜的接觸面，防護層鋪設黏土層或小粒徑的沙土。

2.3.2 復合土工膜鋪設工藝

2.3.2.1 復合土工膜鋪設

復合土工膜從堤頂至坡腳鋪設，沿水平方向由坡腳向外端鋪設。鋪膜時要注意張弛適度，避免出現人為損傷或應力集中。要求地基墊層與復合土工膜結合面務必貼合平整，上下游方向切不可出現凸出褶皺。

2.3.2.2 復合土工膜拼接

工程采用兩布一膜的復合土工膜。其拼接程序為：下、上層無紡織土工布的縫接和中層PE膜的焊接。采用手提縫紉機、尼龍線對無紡織土工布進行雙道縫接,搭接寬度50cm；PE膜采用焊接工藝連接。

復合土工膜焊接質量是復合土工膜防滲性能的關鍵,務必要做好復合土工膜焊接工作。焊接的土工膜保證表面干燥潔凈，并在焊接部位下方墊長木板,以保證焊接質量。為了施工方便,復合土工膜需在晴天、無風的施工現場拼接，第一幅復合土工膜鋪好后,將需焊接的邊翻疊(約60cm寬),第二幅復合土工膜反向鋪在第一幅膜上,調整兩幅復合土工膜焊接的邊緣走向,使之搭接10cm。焊縫應順直、平整、連續、透明。拼接焊縫兩條,每條寬10mm,兩條焊縫間留有10mm的空腔,利用空腔檢查焊縫質量。

2.3.2.3 土工膜錨固

復合土工膜的錨固分為上下部，上部用壓頂混凝土錨固,下部與混凝土護腳錨固。復合土工膜上部錨固采取在堤頂混凝土壓頂基礎底部嵌固足夠長的復合土工膜，再澆筑混凝土壓頂固定。復合土工膜下部與混凝土護腳錨固,護坡腳沿軸線方向挖一條寬0.8m、深2.0m的溝槽。鋪設時，將其緊貼在溝內側,在溝槽內澆筑混凝土護腳。

2.3.3 控制縫接質量

根據施工進度，及時檢查復合土工膜。要求每道焊縫完成后進行質量檢查。發現問題，及時完成整改后重新檢查，直到合格。

2.4 植生袋護坡施工

在植生袋護坡施工過程中，對于基質制備及攪拌，需要按照重量百分比的方式充分攪拌基質材料，基質材料有種植土、草炭土10%、復合肥500g/m，植物種子與基質材料充分攪拌。在填充基質時，把含有植物種子的基質放入袋中，當飽滿度達到75%-85%時，緊固袋口。清理平整坡面，清除坡面上的雜物。把植生袋均勻鋪設在坡面上并錨固處理，逐層堆放，植生袋與植生袋之間、層與層之間、植生袋與坡面之間的縫隙利用填土夯實。通過澆水的方式進行養護，保證土壤濕潤(詳見圖6)。

圖6 植生袋護坡現場施工圖

植生袋無毒、抗紫外線、抗老化、具有高度透水性等特點，可實現生態零污染，且能替代水泥砂石等材料，降低工程成本。植生袋護坡可在山體滑坡后的裸露位置或無土的巖石部位施工，讓邊坡更加穩定。植生袋護坡的碼放與加固方式達到了牢固護坡的作用，也使護坡表面形成了適宜綠植生長的環境[7]。

3 結 語

總而言之，水利工程在我國社會經濟發展中發揮著重要意義，而堤防穩定性和安全性將會給水利工程運行發展帶來一定影響。關于堤防建設的一系列問題，相關部門需要給予高度重視，合理使用混凝土施工技術和植生袋護坡施工技術，順利完成堤防施工工作，保證堤防的穩定性和安全性，將其效能全面發揮，帶動我國水利工程的更好發展。