加筋模袋混凝土在沈阳市团结水库护坡工程中的应用

富建军，王贵连

(辽中县水利建筑工程公司，辽宁辽阳110200)

1 工程概况

团结水库是根据辽宁省治理蒲河规划，于1969年建设的，灌溉水田设计0.27万hm2，位于在辽宁省沈阳市东北72 km蒲河道上。水库以滞洪为主，兴利为辅。滞洪区标准为20 a一遇，水位高程为21.22m，泄量为496m3/s。最大蓄水量4 450万m3，有效蓄水量1 340万m3。水库拦河横堤长1 100 m，堤顶高程 22.60 m，顶宽 8 m，迎、背水坡均为 1∶4。东围堤长12 286 m，顶宽3 m，迎水坡 1∶3，背水坡 1∶2.5。西围堤长6 411 m，顶宽3 m，迎水坡1∶3，背水坡1∶2.5。左右大堤经勘察多为塑性土及松散细砂，在库区冰推力、漂浮物及风浪、冰凌作用下，大堤迎水面边坡破坏严重。尤其是冰推力引起的大堤隆起高度平均达1.1 m，解冻时迎水面发生大面积塌方，严重影响堤防的防洪安全。多年来在部分堤段虽采取了块石护坡，仍没有解决冰推力对大堤的破坏问题。根据沈阳市2000年蒲河整治工程规划，对沈阳市团结水库堤防护坡工程中采用加筋模袋混凝土进行治理，取得良好的效果。

2 工程设计方案

2.1 气象与水文

团结水库以上河道长142 km，流域面积1 820 km2。多年平均降水量为660 mm，降水集中在7、8月份，约占全年降水量的50%。多年平均最大24 h降水量90 mm，最大3 d降水量110 mm，多年平均径流深120 mm，多年平均径流总量3亿m3，多年平均气温8.7℃，多年平均最大风速为15 m/s。无霜期平均为165 d/a，每年11月中旬结冻，次年3月中旬解冻，平均冻深1.2 m。库区多年平均冰厚0.7～0.8 m，地下水埋深0.95 m。

2.2 工程地质

水库围堤地处蒲河冲积平原，地势平坦。根据地勘报告确定围堤所在地区地层岩性为第四纪松散层。其中堤身由粉质黏土、粉土、细砂混合土组成。堤基地层主要为河流冲积形成的粉质黏土、粉土和细砂。团结水库围堤堤身土质不均，呈可塑、软塑、流塑状态土很多，局部还夹有硬塑状态土，同时混有松散状态粉细砂，天然孔隙比为0.33～0.45，含水率为12.1% ～42.5%，干密度为 1.62 g/cm3。

1)粉质黏土:灰黑～灰褐色，有腥臭味，含有机质、腐殖质，含少量粉细砂，可塑状态。切面稍有光泽，无摇撼反应，干强度低，韧性低，湿、局部含有粉细砂夹层。

2)粉土、黄褐色～灰色，含粉细砂颗粒、云母碎屑，见锈斑，有铁锈味。湿，中密状态。干强度低，韧性低，无光泽反应，摇撼反应迅速。层状结构，局部夹粉细砂团块，该层分布不稳定，厚度为0.4 ～2.4 m。

3)细砂③:黄褐色～灰褐色，主要由石英、长石质砂组成，混有黏性土，土在堤基部位分布不稳定，稍湿，松散状态，厚度为1.8 ～4.0 m。

4)细砂④:黄褐色～灰褐色，主要由石英、长石质砂组成，含少量黏性土，饱和，稍密状态。该层分布较稳定，厚度为1.1 ～5.6 m。

5)细砂⑤:黄褐色～灰褐色:主要由石英、长石质砂组成，分选性好，级配较差，均粒结构。饱和，中密状态。混有少量粉质黏土，局部含有中砂薄夹层或透镜体，该层分布较稳定，钻孔未穿透该层，层顶埋深6.0～12.6 m。

2.3 设计依据

遵循2000年《蒲河整治工程规划》，结合水库围堤实际情况进行堤防和护坡设计。

堤防等级为四级，防洪标准为20 a一遇。设计堤线采用原堤线。设计水面线采用《蒲河整治工程规划》中水面线计算成果。

2.4 护坡设计方案

根据团结水库堤防现存不利影响因素，考察历年护坡治理方式及治理效果，并综合实际情况采用以下设计方案:

在设计水位以下采用模袋混凝土护坡形式，厚20 cm，内插Φ12螺纹钢筋，钢筋间距为30 cm。模袋混凝土顶部以30 cm×20 cm的钢筋混凝土封顶。护脚为5 m宽铰链式模袋混凝土，厚25 cm。水位以上至堤顶采用20 cm厚六角形网格混凝土块护坡，网格空隙植草，顶部以30 cm×20 cm的素混凝土封顶。斜坡面模袋混凝土及网格混凝土块下均铺20 cm砂垫层。坡面及坡脚均铺土工布反滤。

模袋混凝土护坡左堤斜坡长5m，右堤斜坡长7m。顶高程为设计水位。网格混凝土斜坡长4.1 m。

混凝土标号为C20，抗渗标号为W4，抗冻标号为F150。土工布要求400 g/m2。封顶混凝土每15 m用沥青木板分缝。

混凝土模袋的主要技术参数见表1。

表1 混凝土模袋的主要技术参数 m

3 施工组织设计

1)水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥，严防潮湿变质，砂采用中砂，含泥量＜3%，云母含量＜1%，砂中不含多孔、风化易破碎颗粒，砂使用前冲洗干净，除去骨料中的有机杂质和淤泥、卵石粒径在(5～20)mm之间。

从供给与消费两方面分析老龄化对我国区域产业结构影响存在的差异。供给角度，劳动人口占比每提高1%，第Ⅲ类地区产业结构升级水平将上升2.378%，第Ⅳ类地区上升0.023%，说明中西部地区产业结构受劳动力供给的影响较大，存在人才缺失问题。消费角度，老龄人口的消费每提高1%，第Ⅲ类地区产业结构升级水平下降0.375%，而第Ⅳ类地区上升1.972%，说明东部地区老龄人口消费有利于该地区的产业结构升级。

2)土工布应根据设计要求的型号、规格、数量选购，并应有相应的技术参数资料，产品合格证和质量检测报告。铺设时应从上至下，顺水流方向依次搭接，搭接宽度30 cm。

按图纸要求尺寸将预制的钢筋插入模袋，并采取措施保证钢筋稳固，具有足够保护层。避免模袋混凝土充灌时钢筋偏离设计位置。

3)封顶、封边及顶部处理。充灌完模袋后进行连接处和封顶、封边处理。

a边界处理，要做好护坡横向边界土工膜和模袋的嵌固。护坡边界纵向的处理，要保证各段护坡的良好连接使其稳定。

b封顶、封边混凝土边线要顺直，顶部要平整。

4)竣工清理。模袋充灌成型、边、顶、底处理后，清除上面的杂物，混凝土进入养护阶段，应洒水养护＞14 d。

4 工期

团结水库堤防工程施工受季节因素限制，根据工程的实际计划年内进行，汛前的5～6月为施工期。

5 结论

2002年在西围堤建设500 m实验段，经过3 a的冬季观察和观测，与浆砌石、混凝土板等刚性材料护坡对比，在冻融循环作用下浆砌石、混凝土板等刚性材料护坡受到不均匀冻胀作用下产生错位，并且在融化无法恢复到原位，从而使刚性材料表面形成裂缝。土工模袋工程在冻融期无此现象。2006—2010年推广到东、西围堤的全面建设，现完成12 400 m，取得良好的经济效益和工程效果。

［1］GB 50286—98堤防工程设计规范［S］.北京:中国计划出版社，1998.

［2］SL 275—2002水利水电工程土工合成材料应用技术规范［S］.北京:中国水利水电出版社，2002.

［3］牛运光.防汛与抢险［M］.北京:中国水利水电出版社，2003.