浅谈模袋混凝土在无为大堤防护工程中的应用

赵睿

【摘要】为治理河势稳定，长江堤防上对于岸坡稳定，传统的施工方法是采用水下抛石、护坎、护坡等形式，当前采用了新技术、新工艺、新材料的模袋混凝土，即有效地解决了防护问题，又美化了堤防，真正做到“美丽水利、生态水利、科技水利”。

【关键词】长江堤防；护岸；模袋混凝土；应用

引 言

合裕航道是安徽合肥及巢湖周边地区通往长江的唯一水上通道，连接合巢芜三市，通江达海，是全国内河高等级航道布局规划“两横一纵两网十八线”中的一线，是安徽省航道主骨架“两干三支”中的一支，规划航道等级为Ⅲ级。

裕溪闸裕扩建工程座落于芜湖市鸠江区境内，其下游段直接接入长江，是合裕航道的一个控制性组成部分，主要由船闸主体工程、跨闸公路桥、无为大堤退建工程等三部分构成，其中无为大堤退建段长约500m，最大退距60m，由土方、桩基、石方、混凝土等构成。

无为大堤属长江干流1级堤防，全长124.2公里，保护着国家重要的交通、电力、军工设施等防洪安全，在国民经济发展中作用极其重要。由于该退建堤段为新建堤防，其外侧（长江侧）为新建的船闸主航道，退堤后该段外护堤地宽度仅为20m，小于法定的护堤地宽度50m。为此必须采用适当的防护措施予以保证堤防安全，经多次设计方案比选，外侧堤身防护工程措施为：高程5.0m（吴淞高程下同）～13.9m采用12cm厚C20混凝土预制块护坡，5.0m～-0.63m（航道底部）采用20cm厚C20模袋混凝土进行防护。高程5.0m～-0.63m之间坡比为1：3，固脚处（5.0m ）设2m宽平台，顶部模袋混凝土伸入固脚（5.0m ）1m深，护底底部模袋混凝土水平伸长10m插入事先开挖的槽内（-0.93m），模袋混凝土工程量为3047m3。

1 施工方法

本工程采用模袋混凝土施工工艺，替代水下抛石、护坎等固脚防护的传统施工方法。模袋混凝土是一种形象的称呼，顾名思义是采用模袋作为混凝土浇筑时的模板，采用泵送混凝土运输，通过软管插入指定模袋内进行浇筑，人工踩密、踩实、踩平，待混凝土凝结硬化后，靠混凝土的自重和水压力与堤坡的坡面紧密相贴，形成防护。

2 施工顺序

模袋混凝土施工流程：测量放样→整坡→铺设模袋→安装管道→浇筑固脚处混凝土→浇筑坡面混凝土→清理与养护。

本工程施工顺序：先上游后下游，先頂部后底部。

3 模袋混凝土施工的几个关键点

3.1整坡控制

坡面质量，是保证模袋混凝土浇筑成型感观质量的重要保证。模袋混凝土一般情况下，一部分露在水下，一部分露在水上，因此坡面整理通常也会遇到水下整坡，水上部分的坡面整理易控制，方法也简单，但水下部分坡面整理不易控制。理想的办法是采取抓斗式挖泥船修坡，先用全站仪测量水平坡长，定出坡脚点，采用直接开挖法的施工方法，通过在边坡上横向密集设立样标，横向间距应控制在2m左右，主要是通过熟练挖机手精心操作完成，边整坡边测量，整坡完成后再由潜水员下水检查坡面平整度。

3.2模袋控制

混凝土模袋为两层全丙纶高强机织布制作，外层具有透水性，采用全丙纶高强机织布制作，两层机织布之间每隔20 cm布置l组拉筋（化纤绳）相连，要求模袋质量控制在不小500g/cm2。模袋使用前要求送至符合要求的检测机构进行检测，等符合要求后方可使用。

混凝土模袋需要加工成长方形，按设计要求进行订制，每块长度为12m，每块宜分成3小块，每小块长度大小相等，同时考虑3%富余量以备充灌时收缩量的储备，每小块加工成3个充灌口，分别位于上、中、下部，灌口高30 cm、直径30 cm左右。

3.3模袋混凝土浇筑质量的控制

模袋混凝土的浇筑质量关键在于模袋的准确放样与定位，粗细骨料的选择以及混凝土踩实等工作。它主要由水上、水下两部分人员齐心协力来完成的。

3.3.1铺袋。

经过测量放样，准确定出边坡底部（-0.63m）坡脚点，插上一排红旗作为标志。施工要点：

（1）模袋铺装前，安排质检员进行外观质量再检查，无破损、无孔洞方可使用。按照四块一仓（4×12m）的方法进行浇筑，每两块模袋缝在一起，两块与两块之间暂不搭接，工人将铺袋运在施工指定部位，平铺展开，每块顶部系上绳扣，底部各系上1t重的锚。

（2）相邻两块模袋的搭接宽度不小30cm，使用手提缝纫机牢固连接。

（3）工人登船后，将搭接好的两块模袋，顶部通过绳扣固定在岸上，底部通过小船，慢慢向水下拖动，放锚固定，锚绳保持松紧适度。

（4）注意事项：工人不能穿带尖钉的鞋子，不能使用锐利工具，防止损坏模袋，先浇的一片模袋平铺在水中，待充灌结束后，再与另一片搭接，平铺水中。

3.3.2粗细骨料选择。

（1）石子最大粒径控制在20cm以内，混凝土拌和物应具备良好的和易性，且符合泵送混凝土相关规范要求。

（2）水灰比不宜大于0.55，若水灰比过大，析水现象严重，待混凝土凝结后，模袋表面会有凹陷现象。

（3）充灌砼坍落度一般在200 mm以上，同时应具有良好的保水性，具体通过现场进行试验确定。

3.3.3混凝土浇筑。

按照先顶部后底部的原则，先充灌固脚平台处模袋，再浇其以下部位模袋。底部混凝土充灌时，应按照先下后上的原则。

（1）在固脚平台紧贴预制块坡脚部位开挖沟槽，沟槽宽30cm，深1.0m，作为顶部锚固压顶用，另选择坚固部位，按每块模袋打2根钢管桩进行布置。

固脚处平台宽度仅为2.0m，这是设计缺陷，从考虑固定模袋的角度出席，应加大平台宽度至5.0m。

（2）先充灌砂浆润滑管道，混凝土浇筑前，根据管道长度，适量先灌注纯砂浆，保持管道的润滑。

（3）封顶部位混凝土充灌结束后，将模袋折入沟槽，并将模袋用绳系在钢管桩上。充灌时，软管应插入模袋内30cm，扎紧灌口，并安排专人值守，充灌速度控制在10m3/h以内。

（4）顶部混凝土充灌结束后，再充灌底部，依次进行。充灌结束后及时扎紧袋口。

（5）养护。水下部分不需要进行养护，水上部分暴露在空气中，应洒水养护14天。

3.3.4模袋混凝土踩实。

模袋混凝土踩实主要分为水上部分压实和水下部分压实。

（1）水上部分浇筑时，初始压力控制在0.1mPA，正常输送时压力控制在0.2～0.3mPA，待混凝土进入模袋后，工人站成一排，有次序的在模袋表面进行踩动，保持混凝土密实，待模袋全部涨起，人工踩不动为好。

（2）水下部分主要通过潜水员控制，充灌压力和速度与水上保持一致，通过计算，每块模袋灌注时间相差不大，在收尾阶段由潜水员潜入水下，手持专用的探钩逐一检查，以钩不动为好，确保灌注数量和质量。

4 模袋混凝土施工的后评价

模袋混凝土，是近年来兴起的一门新工艺、新材料、新技术，型式多样，即有传统的模袋，也有镂空的模袋，中间部位还可植草，形成了生态护坡，较传统护岸（护坎）工程进行比较，质量可控，外观漂亮，经久耐用，最主要的是有效地控制了水下抛石过程中产生的“虚吨位”现象，适用范围较广。

模袋混凝土后期维护成本较低，主要工作是定期进行测量，避免滑动现象产生。

模袋混凝土建设也有一定的局限性，它工作的机理主要是通过土工编织袋充入混凝土产生类似“棉被状”贴在堤坡上，浇筑后形成了一个整体，因此它不能受外界长时间的振动与冲击，对于规划部门已明确作为码头、港口、船舶制造基地等河段不宜采用；另外若受外界力的冲击，易造成模袋滑动或损坏，且很难采取措施进行补救。