机织模袋混凝土护坡施工方法研究

孙丽妍

(吉林省水利水电工程局,长春130021)

0 引言

自1998年我省二松、嫩江两大流域相继发生特大洪水后,各类堤坝、水库的除险加固引起各级政府部门的高度重视,并引发了新一轮的水利工程建设热潮。机织模袋混凝土这一施工技术也正是在此种情况下被引入我省的,做为一名工程技术人员,本文作者不仅参加了我省第一个机织模袋混凝土护坡的施工(大安二～三道岗子除险加固工程),而且近年来又相继参加了多个机织模袋混凝土防护工程的施工,本文就机织模袋混凝土施工在具体施工中遇到的问题做了一些总结。

1 原材料的选择

机织模袋混凝土的原材料主要有模袋布、水泥、粗细骨料、外加剂、水。

(1)高强机织混凝土模袋,是一种软体混凝土模板,其特点是强度高、整体性能好,可按实际工程要求制成面积大小、厚度不一的各种几何形状,灌注时柔性较好。可保证成型厚度,并且能够紧贴基面,对于复杂的地形尤其适用。这种技术还可以水下施工,不需做围堰,护坡整体性好。抗风浪、水流冲击能力强。与砌石护坡相比较,具有机械化施工程度高,工期较短,工程维护费用低,不易被动物破坏等优点。模袋布有需锚筋固定(模袋布带穿管布)和不需锚筋固定2种,这里主要介绍不需锚筋固定的。模袋布的成型厚度按设计要求选用,模袋布尺寸按现场实际放样结果与理论计算相结合确定。每一单元模袋布制作尺寸计算如式(1)(适用于铺设模袋布的基面为标准形状的,如基面为非标准形状,需在实际测量时将其分割成标准形状):

式中:K1——长度方向收缩率,一般取值为9%～11%;

K2——宽度方向收缩率,一般取值为4%～5%;

L——每一单元模袋布实测长度;

B——每一单元模袋布实测宽度;

S——计入收缩率后的模袋布面积(即灌注砼前的模袋布面积,其大于灌入模袋布后的实际成型面积)。

模袋成型后结算时,面积需要再次实际测得(实测长度LJ、宽度BJ,最终得出实际完成的模袋砼面积SJ),计算得出SJ=LJ×BJ

(2)水泥、骨料规格按设计要求选用,砂料含泥量小于3%,云母含量小于1%;卵石级配要良好,使用前除去有机质和淤泥。拌和用水要求为凡适宜饮用的水均可使用,未经处理的工业废水不得使用。拌和用水所含物质不应影响混凝土和易性和混凝土强度的增长,以及引起混凝土的腐蚀。外加剂需为经过试验可用的。

2 施工工艺流程

施工工业流程图见图1。

图1 施工工业流程图

3 施工方案

机织模袋砼采用砼泵输送充灌,后台采用装载机上料,自动配料称量设备,强制式搅拌机搅拌,依据砼泵的作业范围,布置设备料场及临时拌和站。施工用设备有装载机、混凝土输送泵、供水水泵、柴油发电机组、自动上料系统、拌和机、倒运水泥车等。拌和站、储料场根据砼泵输送能力及现场实际布设,施工用水用电根据现场实际确定。砼浇筑系统单位小时生产能力根据合同计划进度安排,以式(2)作为参考确定:

式中:P——砼系统所需小时生产能力(m3/h);

Qm——高峰月砼浇筑强度(m3/h);

M——月工作日数(25 d);

N——日工作时数(20 h);

Kh——小时不均匀系数(常取1.5)。

4 施工方法

模袋施工安排昼夜2大班连续作业。每班设带班负责人1人,施工员 1人,质检员 1人,分别负责施工组织检查管理工作。

4.1 模袋拼接

模袋采用细线缝合的拼接方式,拼接接头应确保其具有可靠的防渗效果,接缝的强度不低于母材的70%。

4.2 模袋铺设

(1)模袋按工程要求裁剪、拼幅,避免织物操作时被损伤,保持其不受脏物污染,发现织物有损,立即修补或更换。

(2)铺设面上应清除一切树根、杂草和尖石,不允许出现凸出及凹陷的部位,并应碾压密实。封边、封顶沟槽开挖完,经监理工程师验收合格后铺设模袋布,铺设时根据堤段桩号不同位置,进行模袋尺寸对位检查、展铺。

(3)模袋与基础及支持层之间应压平贴紧,避免架空,清除气泡,以保证安全。

(4)按预定位置顺坡准确展开模袋,模袋按设计要求分缝,模袋由人工铺设、缝合,在其上缘伸入锚固槽内的部分与坡面部分的分界用缝线缝好,待充灌时先充灌锚固槽内的这部分,靠其固定整个模袋单元。

(5)铺设过程中,作业人员不得穿硬底皮鞋及带钉的鞋,严禁在模袋上实行可能引起模袋损坏的施工作业。

4.3 模袋充灌

模袋铺设经监理工程师验收合格后,进行模袋灌注。模袋砼充灌是施工中的一个重要环节,是施工中难度较大,工作繁重的工序,它需要多人之间的密切配合,而且是相互联系、相互制约的工序,它由砼拌合,砼泵送料、充灌、处理灌注袖口,清洗模袋表面等工作构成。

(1)砼拌合:砼配合比严格按施工配合比进行,不得产生离析现象,掺入适量外加剂,保证砼的和易性,并保证拌合时间,砼拌合由自动拌合系统完成。砼自动拌合系统见图2。

(2)模袋布整形:在砼灌注之前进行模袋整形,保证模袋在灌注中能形成一个美观的外型,并能顺利地完成灌注过程。将模袋拉平拉直,在已经灌注完成的边缘留出一定的余量,雍起一道皱折,在另外的一条边缘雍起少量皱折做为充灌予留量,保证模袋充满、充鼓、顺直。模袋布整形后就可以进行充灌。

图2 砼自动拌合系统

(3)砼泵送料:砼泵送料主管线采用4寸钢管,管线长度200～300 m,转弯半径不大于1 m,灌注用管采用高压软管,砼由泵输入送料管,再通过灌注管头送入模袋。

(4)砼充灌:充灌模袋事先宜用水适当润湿,将灌注管头插入灌注袖口,进行砼充灌前,先充灌2～3罐砂浆,来润滑管道,保证砼畅通。模袋灌注点与拌和站之间,采用无线对讲机时刻保持联系。根据浇筑情况随时调整泵送压力,灌注地点有专人看管。施工过程中合理控制进料速度。

灌注时采用人工阻塞通向坡面路径的办法,首先将封顶灌制完成,使其具有足够的锚固力,防止模袋下滑。封顶完成后,人工打通通向坡面的路径,在有接头的时候,接头部位要格外注意,要用人工踩踏的方法使其充满。在正常灌注过程中尽量使其自行灌注,不要辅以人工帮助,但需辅以人工处理时,要稍早一些,以免时间短来不及处理完而形成坑、瘪面,影响美观,影响质量。主要是掌握时机,最好是采用一次灌注法完成1个小单元的灌注。灌注中主要采用对讲机对话的方式保持前台与砼泵操作者的联系,使砼泵的操作者及时得到信息,掌握停灌时机,以免出现打不饱和打鼓包现象。在模袋的每一个小单元将充灌完成时采用停打、打停的点送料方式给砼模袋一个排水、排气时间,保证模袋充满、充饱。在充灌过程中还要辅以人工适当整形,发现有歪斜的情况时,进行人工调直。模袋充灌结束后,应完全避免人踩或其他物品的撞、压,以保证模袋外形美观。这一单元完成,转入下一单元,如此循环往复,直至完成。机织模袋砼灌注分仓分块图如图3。

图3 机织模袋砼灌注分仓分块图

(5)清理现场:充灌完成后,将现场清理好,将充灌用的用品、用具移至下一施工段,并安置设备,准备下一施工段的施工。

(6)养生:模袋砼充灌完毕24 h后,用草帘子覆盖充灌完的模袋,进行洒水养护。一般养护期为14 d,在此期间护坡表面保持润湿状态。

5 结语

机织模袋砼是20世纪80年代新兴的一项施工技术,现在已广泛应用于水利工程建设中,随着长时间的应用,它的施工方法也会逐渐改进,以期更快更好地完成各项施工任务。

[1]DL/T 5144—2001,混凝土施工规范[S].