浅谈模袋混凝土防护土石围堰施工技术

刘 江 平，　朱 福 余

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，四川 成都　610091)



浅谈模袋混凝土防护土石围堰施工技术

刘 江 平，朱 福 余

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，四川 成都610091)

为确保围堰过水时土石不流失、不溃堰，最大限度地减少洪水过后坝内泥渣的清理量，采用模袋混凝土施工技术保护围堰，取得了较好的效果。

模袋；混凝土；施工技术；西泌河水库

1　概　述

西泌河水库碾压混凝土大坝上游土石围堰与左岸导流洞相连，土石围堰迎水面坡比为1∶2，背水面坡比为1∶1.5，堰顶设计高程为641.2 m，围堰轴线长度为28 m左右，围堰上宽6 m，底宽36.5 m，围堰均由土石混合料填筑，总平面面积为3 000 m2。围堰剖面见图1。

2　工程的主要特征

图1　围堰剖面图

2.1堰顶设计高程低，抵御洪水能力差

围堰堰顶设计高程为641.2 m，为全断面过水围堰，当发生10 a一遇(P=10%频率)洪水时，洪水将漫过围堰。围堰填筑料均为土石混合料，填筑材料松散，洪水漫堰时，填筑料易于流失溃散，围堰高程低，围堰抵御洪水能力差。

2.2模袋混凝土施工速度快，防护效果较好

模袋混凝土从铺设模袋到灌注混凝土只需7 d，工期短，施工速度快。模袋能根据围堰形状进行铺设，模袋内充填高流态混凝土，充填形状较好，能全断面保护围堰松散材料不随洪水流失，能够保证围堰稳固不溃堰。

3　主要施工技术

3.1模袋的设计与加工

模袋材料为棉纶土工布，生产厂家按照围堰形体尺寸制作模袋，一般混凝土模袋加工成长方形，制作时考虑3%～4%的富余量以便于灌注混凝土时模袋收缩。模袋长度为7～8 m，为了加快浇筑速度，根据混凝土的流动性，在模袋端头增加灌入口，一般灌入口为2 m×2 m，袋口长度为30 cm，直径30 cm左右。

3.2堰面整形及整平

先放线测量并进行坡面的修整，反铲在堰顶从下往上削坡，要求坡面平整、顺直、无明显凹凸、无杂物,其表面平整度≤100 mm。在围堰顶面顺流向开挖一个直径为100 cm的半圆槽，半圆槽从上游堰面通至下游堰趾，引导洪水从半圆槽流向下游。

3.3堰趾基础处理

用反铲开挖上游堰脚，开挖深度深入围堰基础面(原始地面线与围堰填筑面交界面)下50～100 cm，形成围堰前趾，当模袋混凝土完成后，再用反铲将大块石压在模袋上并保护模袋不被回旋翻滚的洪水掀起。用反铲清除下游堰脚浮渣直至坚硬岩石面，将模袋混凝土浇筑在稳固的基岩面上形成围堰后趾，防止洪水高速过流时围堰后趾产生脉动或负压现象破坏后趾模袋混凝土。

3.4模袋的铺设

(1)施工顺序由“先前趾后坡面，先外侧后内侧，先上游后下游，先标准后异形断面”的次序逐条沿坡度方向平顺进行铺设。

(2)坡顶沿围堰轴线方向设固定桩4～5个，固定桩左右间距1～2 m，在下端前趾处设固定桩；按预定位置顺坡准确展开模袋，在下端固定桩上扎紧下口,模袋上口沿连接松紧器，挂在上端固定桩上，以便调节模袋灌注混凝土时上口张力。上下端固定桩采用φ25钢筋，钢筋长100～200 cm，外留30～50 cm。

(3)坡顶模袋要预先留有富余，以方便上端能够控制在规定位置上，施工过程可随时加以修正。

(4)每条模袋之间用100 cm宽的土工织物反滤布连接。模袋铺展、压稳后，应拉紧上缘固定绳索，防止模袋下滑。

(5)铺设相邻模袋时，模袋预留一定富余量并搭在前一块模袋上，在充灌混凝土时使相邻模袋接缝紧密。

3.5模袋混凝土灌注

(1)混凝土灌注采用泵机，泵机放置在上游河床干燥地方以方便搅拌车卸料，灌注顺序：逐单元自低向高处、从灌口依次向内灌注。正式充填前，应使所有模袋湿润，以利于模袋滑动展开。施工时先泵送水泥砂浆以润滑管道，然后再进行混凝土充填，充填顺序应由下而上，依次连续进行，灌注间隔时间不超过30 min，以免混凝土坍落度损失料变稠不易流动，灌注速度宜控制在10～15 m3/h且泵送混凝土连续，将混凝土塌落度控制在20～22 cm。

(2)软管的管口伸入模袋内，以便泵管压力直接作用于模袋内的混凝土，减小泵管口承受的反作用力。灌注时，需要操作人员扶住泵管，防止泵管来回摆动，同时掌握泵管口混凝土压力。当该处混凝土压力持续上升时说明混凝土在模袋中流动减慢，此时应适当降低泵机的泵送速度；当发现模袋内混凝土流动受阻时，可采取用脚踩踏的方法蠕动混凝土将混凝土充填到边角处；如果泵管口处的混凝土压力已升的很高或上升速度很快，这时可停止充灌进行检查并采取措施，如踩踏蠕动无效，可采用其它方法进行处理。

①如果阻塞就发生在灌口处，可将泵管拆走，将阻塞的石子或混凝土从灌口内掏出，或用木杆将阻塞物捣散疏通后再继续灌注。这种情况往往是因混凝土骨料离析或因混凝土超径含有大石子造成的。

②泵管口周围先灌注的混凝土已没有足够的流动性，这种情况往往是由于灌注中途停歇较长时间而造成的，这时可采用下列措施进行处理：

a.用脚沿最短距离踏出一条凹槽，形成通道，改用砂浆将模袋充满，也可利用上面—个泵管口充灌。

b.如果模袋已被堵死，可在未充满部分的上边缘再开一泵管口进行充灌，泵管口应开在袋侧隐蔽处，以保证模袋整体美观。

(3)灌注过程中，操作人员应按前述顺序、方法同时将下块待充模袋铺设定位。相邻块体之间的连接采用预先缝好下层与下层、上层与上层，下层针线可稀一些，上层密一些，以确保其整体性和外观良好。每一块模袋灌注完毕，换至另一块模袋重复上述工艺流程继续灌注，直至完成灌注施工任务。

(4)每个灌注口灌注结束后，必须用绳子将灌注口扎死。当模袋发生胀脱时，用剪刀剪开胀脱的模袋布，掏出多余混凝土后重新缝接，再充填混凝土直至饱满。

3.6混凝土的养护

混凝土灌输完成后同时进行混凝土的养护。一般养护期为7 d，要求在此期间护坡表面处于润湿状态。

4　结　语

(1)围堰坡面形体整形及平整误差不超过规定要求，防止了模袋混凝土在灌注过程中出现凹凸不平现象。

(2)认真处理围堰前趾和后趾基础，使前趾和后趾基础稳固，堰面模袋混凝土稳定性较好。用大块石保护前趾模袋混凝土，防止洪水卷起前趾模袋混凝土，确保了模袋混凝土的防护效果。

(3)灌注模袋混凝土时，模袋混凝土与模袋混凝土之间衔接紧密，码放距离均匀，模袋边缘充填饱满，模袋成形整齐美观。

(4)在围堰下游距后趾6 m处设置小挡坎，挡坎压住由下往上的模袋混凝土，围堰过水时挡坎挑起洪水流向下游，消除了围堰后趾因水流过快而产生脉动或负压现象。

(责任编辑：李燕辉)

2016-05-20

TV551;TV544;TV52

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1001-2184(2016)04-0110-02

刘江平(1965-)，男，江苏靖江人，项目经理，高级工程师，从事水电工程施工技术与管理工作；

朱福余(1965-)，男，江苏泰兴人，项目总工程师，高级工程师，学士，从事水电工程施工技术与管理工作.