模袋混凝土技术在围堰迎水坡面工程中的应用

李　为　张　艳　张亦飞

摘要结合天津市永定新河一期治理工程围堰护坡,介绍了模袋混凝土的施工工艺和质量控制措施,以期为模袋混凝土技术的推广应用提供参考。

关键词模袋混凝土;水下护坡;施工工艺;质量控制

中图分类号TU871.1文献标识码B文章编号 1007-5739(2009)15-0279-01

永定新河位于天津市区北侧,是天津市北部的防洪屏障, 西起天津市北辰区的屈家店,东至塘沽区的北塘镇入渤海。为防止涨潮时的淤沙,永定新河治理一期工程拟在新河河口63+041修建防潮闸。防潮闸施工采用明渠导流方案,上、下游围堰拦断河床,挡全年洪水。围堰结构型式主要为水力充填砂袋棱体,上部为填筑土料;围堰砂的迎水坡设复合土工膜防渗;复合土工膜上部采用模袋混凝土防护。围堰基础采取部分插塑料排水板加固地基的措施,同时在围堰基础铺设砂垫层。

1模袋混凝土护坡设计

该工程下游围堰迎水坡的坡比为1.0∶3.5,模袋混凝土的护坡厚度为25cm,用于模袋混凝土的土工袋是由添加抗老化剂的丙纶丝机织而成,土工模袋的型号和规格较多,本工程拟采用280g/m²机织模袋布,其主要性能指标见表1。

2主要施工方法

2.1整坡

人工进行整坡,要求按设计坡比进行边坡整平,达到表面平整顺直,其坡面不平整度应小于10cm。

2.2模袋加工及铺设

为便于袋子加工,袋布选择较宽布幅,拼接缝制采用锦纶线,拼接处折叠3层,宽度不小于10cm,缝3道线(先缝1道,折叠后再缝2道)。每个袋子相邻拼接缝的间距应不大于2.0m。模袋混凝土定位应根据设计要求的结构边线,采用补角法进行定位。将缝制好的模袋布平铺在坡面上,然后用φ50钢管穿入模袋布上预先缝好的穿管套内,再用手动葫芦拉住钢管,挂在堤岸上预先打好的钢管桩上,一般按布幅宽度设置手动葫芦,把模袋布下端拉入坡脚,在上部预留3%的拉紧缩率。为了防止模袋混凝土护坡因侧翼、顶部、坡址等边界破坏,处理好边界是非常重要的。左右岸侧向边界(包括临时边界)开沟,把部分模袋混凝土埋入沟中。

2.3模袋混凝土灌注

本工程采用的是商品混凝土,混凝土标号为C20F200,工程实践中采用的配合比见表2。

为防止模袋在充灌过程中偏斜和位移,混凝土充灌顺序为先下后上,先左右后中间。混凝土灌注按照接管→开机→过水→过浆→灌注→养护的工序进行。

模袋混凝土施工采用混凝土泵直接充灌。输送管铺设顺直,弯曲处的半径不小于1.0m,混凝土输送管根据输送距离不同进行调整,输送管最末端安装1条软管,便于移动对准进料口。搅拌后的混凝土,输入混凝土泵,再经管道灌入模袋。每次充灌前先拌制砂浆以润滑管道,防止堵塞,充灌完毕后,要清洗管道。混凝土充灌自下而上进行,每一充灌口的充灌应连续,灌注速度应控制在10~15m³/h,出口压强以0.2~0.3MPa为宜。当袋内混凝土灌注将饱满时,应暂停5~10min,待袋中水分析出后,再灌注至饱满,灌满撤管后将灌口扎紧。灌注结束后,应将模袋表面的泥浆杂物冲洗干净。

施工过程中,袋子不得有破损,如发现破损,必须及时进行等强度修补,以防袋内充填物流失,造成围堰塌陷。

2.4封顶、封边及竣工清理

封顶、封边混凝土边线要顺直,顶部要平整。模袋充灌成型,待边、顶、底处理后,清除上面的杂物,混凝土进入养护阶段。

3质量控制措施

一是水下水力充填砂袋和堰身填土削坡要满足设计要求,断面测量数据经监理单位确认后方可进入下一道施工,尽可能消灭混凝土流淌不到的“盲区”。二是在模袋布的缝制过程中要检查布面是否有缺经纬织线、跳花、弹性箍不足等缺陷,避免由于这些缺陷存在使充灌过程中出现塌陷、鼓包和破口等现象。三是为了防止堵塞事故的发生,混凝土拌合物方面要严格控制,保证混凝土的泵送性良好,而且灌进模袋后流动性良好,粗骨料的最大粒径不能超过设计要求的20mm,混凝土拌合物的坍落度不宜小于22cm。模袋砼的充灌速度不能太快,灌注速度应控制在10~15m³/h,砼输送软管的出口压强以0.2~0.3MPa为宜。四是充灌要连续作业,尽量减少停歇时间,发生不可避免停歇时,尽量控制在30min之内,最长停歇时间在较好条件下可达1h左右,但易发生堵塞,应尽量避免发生。五是为防止鼓包和灌不饱的事故发生,要注意混凝土泵操作人员与充灌人员的密切配合,及时传递信息,使操作混凝土泵的人员能掌握停、送混凝土的时间,在没充满时及时送料,在充灌完成时能及时停机。六是每次间断作业后、开灌前,都要用水和砂浆润滑管道,然后再进行正常施工,防止送料堵塞。七是水下模袋混凝土试件应在充灌口取样,并灌入与模袋相同的织物布袋中,吊置10～20min,取出后装入标准抗压试模成型。模袋混凝土在充灌完毕后通过拍摄水下录像来检查质量,摄录时以模袋搭接布为标志按分条单元由下至上进行,拍摄结果是质量缺陷处理的依据,随其他工程资料一并存档。

4结语

采用土工模袋混凝土护坡有无比优越的性能,主要特点:一是土工模袋施工采用混凝土一次喷灌成形,整体性好,施工简便,速度快。二是施工时无需围堰,可水上水下直接施工,机械化程度高,施工后的坡面面积大,整体性强,稳定性好。三是土工模袋有一定的透水性,在充填料受力后,能通过织物表面迅速降低水灰比,加快混凝土凝固速度,从而达到高密度、高强度的硬化体,足够抗御浪潮冲刷。四是模袋混凝土充灌时柔性大,可保证成型后模体紧贴护体表面,适合复杂变化地形,且可按工程要求制成大小不等和厚度不同的各种几何形状,适应性强。

5参考文献

[1] 霍海平,胡建明,张志坚.模袋混凝土技术在水利工程中的应用[J].水利水电快报,2008(1):36-37.

[2] 高良玮.模袋凝土应用技术[J].内蒙古水利,2007(2):84-85.