水下边坡防护模袋混凝土施工方法

□ 王宝兵 王 波

水下边坡防护模袋混凝土施工方法

□ 王宝兵 王 波

一、施工特点

模袋混凝土可在水下混凝土充灌施工，安全可靠，不需修筑围堰及排水导流设施，也不必断航。模袋具有柔性作用，在充填料未达到设计强度前，面对潮汐、风浪的破坏，模袋能起到过渡性的保护作用。模袋可工厂化生产，模袋混凝土可机械化施工，工效高，成本低。

二、适应范围

模袋混凝土广泛应用于能源、交通、水利、海港(堤)等防护工程领域，也适应于软土地基、软土填筑堤防等变形性防护工程。同时，还可应用于闸坝消力池底板加强、防汛抢险等工程。

三、工艺原理

混凝土模袋是以高强化纤长丝为主要原料的机织土工布，根据防护工程的厚度，上下两片缝制并在其中部分成若干小单元格，尼龙拉筋绳控制模袋厚度使之成为整体柔性模袋。一般模袋每8m宽为一幅，模袋预留的灌入口4m×4m布设一个下料口。将模袋人工铺设于防护坡面并固定，泵送混凝土灌注成型。模袋在充灌混凝土时具有微量伸缩性，整块模袋间采用底部土工布片伸长约50cm，并经相互连接加压接方法。对于扇形状或弧形状的工程部位，可提前按设计图纸进行放样加工，使其形状符合地形要求。模袋土工布能够防止水泥浆流失，保证混凝土的强度。模袋的作用如下：

成型作用。可根据地形情况，按设计要求放样加工缝制成相应规格和尺寸的模袋，在平面、曲面、坡面上进行水下或者水上混凝土灌注施工。

过滤作用。模袋布是一种高强化纤长丝土工布，具有泌水性、滤水性，土坡中的水分可通过模袋内的尼龙绳拉筋及两侧搭接缝排除，以减少渗透水压力，故不需要在混凝土上另设泄水孔或铺设砂、碎石等过滤层。

伸缩缝作用。模袋每一单元两侧均设有模袋隔离布，可起到伸缩缝作用。

模袋防护结构设计主要考虑的因素有：工程地质条件，防护目的，现场条件，施工条件，自然气候，水文地质，使用条件，美学环境，模袋形式，及工程造价等。

模袋混凝土及边坡稳定计算通常采用条分法，即用毕肖甫公式计算边坡稳定安全系数，为沿滑动面的土壤抗滑力距与滑动力距之比，以校核边坡的稳定性。

四、施工工艺与操作要点

（一）坡面开挖验收

由技术熟练的工人用挖泥船（抓斗挖掘机）进行水下土方开挖，同时通过水下测量控制好挖成基面的高程、坡度。对过于凸、凹不平处按设计要求作出处理，坡面满足要求后才能进行模袋混凝土的施工，以免造成模袋缩率增大；如有淤泥应清除，再用石碴或石子回填，以避免造成模袋滑坡。

（二）施工场地准备

根据现场地形条件，提前对施工场地进行平整，以满足砂石骨料、水泥、粉煤灰、外加剂等材料堆放需要，水泥搭设水泥库棚，底部用塑料布或油毛毡铺垫，以防水泥受潮。场地不仅要满足原材料及混凝土拌和机、混凝土泵的占地需要，而且要留有一定的空间，以满足模袋现场缝制的需要。

(三)机械就位

模袋混凝土施工时，拌和设备及混凝土泵要就近安放，以避免混凝土运输中导致混凝土的和易性大大降低，从而影响混凝土的灌入施工。在混凝土灌注之前，各设备要调试完成，一般要配置两台拌和机，混凝土泵车安装在两台拌和机的中间，轮流向混凝土泵车提供混凝土。混凝土泵车的高度要与拌和机的出料口高度相适应。

混凝土管道铺设。混凝土输送泵管道铺设采用φ125钢管，沿堤岸方向水平接至工作点，然后由堤顶接至施工坡面。管道铺设随施工进程而脱管、接管。铺设钢管时要下垫垫木，以利钢管接管、拆卸。管道布置选择管路最短、弯头最少的方案。管接头要安装正确，密封圈不应产生皱折，接头手柄要到位贴紧，保证接头密封良好，不得漏浆透气，以防造成管道泄漏。

（四）模袋布缝制与铺设定位

模袋布在厂家订做。为防止模袋灌入混凝土膨胀超厚，模袋内的尼龙连接绳绑扎应略小于设计厚度1～2cm为宜。模袋每8m宽为一幅，模袋预留的灌入口4m×4m一个，如为扇形状则应提前按设计图纸进行放样加工，使其形状符合地形要求。当护坡的坡度缓于1∶3时，应采用自下而上的灌注程序施工；当护坡的坡度陡于1∶3时，则应采用仅在上口灌入的方式，但要配置潜水员在水中模袋上踏踩，以保证混凝土流入到模袋底部。模袋每幅的两侧缝上系带（在厂家订制），由潜水员绑扎系紧。水上部分采用人工缝扎，以利于美观。在厂家制作时，模袋的每幅一侧底面的模袋布要延伸50cm，以利于下一幅同前一幅压接。模袋的顶部也要预留50cm长，以利于马道混凝土浇筑压接。

铺设模袋布的坡面验收合格后方可铺设模袋布，将已按设计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，再用葫芦拉住钢管，挂在堤岸上预先找好的钢管桩上，临时固定在坡面上，模袋布的另一端用船拉向河面，接近设计底边时，调整模袋布，由潜水员就位锚定于坡脚标高处，同时用沙包将模袋压伏在河底或坡面土层上。在坡面的顶部每隔2m打下固定用的钢管桩(Φ48)，每个钢管桩用细钢丝绳与导链上端挂钩相连，导链下部挂钩用细钢丝绳与模袋上端钢管相接，松开模袋卷，将模袋铺设于坡面，调节导链使模袋在坡面上留有足够的充灌伸缩长度，同时调节模袋松紧，使模袋在充灌过程中能够充分伏贴在坡面上。对于仅作为护坡用的模袋，当模袋铺至河底坡脚后，在穿管孔中穿入钢管并下沉固定模袋下端即可。

模袋布块与块之间搭接时，需把前一块布的衬底反滤布平铺好后再铺设下一块模袋布。水下部分，两块模袋间搭接要铺平，水上由人工将绑扎布条扎紧，水下由潜水员绑扎。模袋块与块之间连接处应留有约10cm的过量宽度，以保证模袋充灌混凝土膨胀后与已成型的模袋混凝土充分靠紧，搭接密实平顺。最后，检验铺设质量，符合要求后方可充灌混凝土。

（五）混凝土料充灌

拌和机拌料时，拌和机的出料口要直接接入现场用的一台泵受料斗，以减少中间倒运环节。

模袋混凝土充灌是整个施工过程的关键工序，要做到混凝土搅拌、泵送、充灌一条龙作业，把握好充灌速度。

开泵前，先将泵车真空值抽至规定值，空载运转，检查活塞杆与泵机体一切正常后才能投入使用。泵送开始时先用水对输送管道进行湿润，再拌制约1m3砂浆(1∶1)润滑料斗、泵体和输送管内壁，以减少泵送阻力。

要严格按照配合比进行配料。坍落度应控制在23±3，以保证混凝土的强度与和易性。原材料进场须经验收合格后方可使用，水泥应有质保书。混凝土拌合时，劳动力要严格分工，各司其职，按时出料，保证混凝土的连续充灌。

中国水利水电第十一工程局有限公司 450001）