河套地区水利工程模袋混凝土技术应用

朱冬梅　王志华

（河套学院　内蒙古巴彦淖尔市　015000）

1　案例分析

某工程的护砌型式，需要执行218m的模袋混凝土护底。模袋混凝土设计厚度为10cm、底宽为22m，长度为218m。同时，将模袋混凝土的抗压强度设计为20MPa。经过调查发现，该段的渠底淤泥较厚，当对渠底高程进行设计的时候，发现其深度更大。为了能促进施工工期在一定时间内完成，可以先铺一层土织物，上层增加碎石垫层，并对模袋混凝土充满，保证在软土基施工工作中，实现良好作业，也能减少淤泥土方开挖量。模袋混凝土的使用，尽管无法对平整度无法控制，但其具备的整体性能更好，提升了施工速度，也减少材料的运输和使用。

2　模袋混凝土技术概述

模袋混凝土是20世纪80年代从日本引进的一项新技术，是应用土工模袋作为柔性模板，将流动性细石混凝土利用混凝土输送泵压入模袋内，在灌注压力作用下多余的水分挤出，若干单体混凝土模袋体通过模袋内预设的高强度绳索联结形成整体，上部的混凝土压载体能有效地抵御水流的冲刷，而底部与河床相贴可防止土颗粒被水流带走，起到护坡作用。

2.1　分类

模袋护坡技术，主要就是现浇筑混凝土施工工艺。利用织物的模袋，将其制作成软模具，并利用混凝土泵将其直接灌入到模袋中，以达到良好的护坡、防渗等作用，也能节约人力、物力，实现更为广泛的应用。其基本类别主要分为两类：①机制模袋，主要发挥的是软体模板的作用，作为一种新材料和新技术被广泛应用在坡面处理工作中；②简易模袋，也被称为编织布模袋，内部要填充细石混凝土或者是砂浆。目前应用较为广泛的是聚丙烯编织布模袋和无排水型编织布模袋，应用在护坡结构中。

2.2　基础工艺

模袋混凝土在施工期间，主要使用泵送方式。不仅对混凝土、水泥砂浆具备一定要求，还要保证其具备的流动性，保证在模袋内实现更为有效扩散，也能充满整个模袋，减少分离现象。同时，在一定条件下，分析材料配合比和外加剂的应用，也要为泵送混凝土提出更高要求。工作中，需要根据工程的实际发展情况，确定试验。当发现模袋填充后，其存在的水分会渗出，降低水灰比，混凝土和砂浆的凝固速度也会不断提升，增加其强度。另外，在对模袋混凝土的护坡结构进行设计期间，要确定出模袋形式。工作中，根据施工工作的实际发展情况，确定其等级，重点研究施工工作的主要条件、施工情况、水流情况等，保证能确定出排水点型。还要确定出模袋的厚度，保证在使用过程中，能承担风浪荷载、寒冷地区的冰推力。

3　模袋混凝土的应用

3.1　模袋混凝土的优势

土工模袋施工采用一次喷灌成型，施工简便、速度快。特别在深水护岸、护底等不需填筑围堰，可直接水下施工，机械化程度高，所护坡面面积大、整体性强、稳定性好，使用寿命长。多余的水分通过织物空隙渗出，可以迅速降低水灰比，加快混凝土的凝固速度，增加混凝土的抗压强度。

3.2　袋装土及模袋铺设

（1）袋装土铺筑错叠，分批分层次，并注意检查抛筑成型坡面的平整度及坡度，满足设计要求。

（2）模袋铺设前应做检查，尺寸、破损、脱线等，如有破损应及时用合格的母材进行修补，在超出破损部位周边10～20cm范围进行修补。

（3）模袋沿坡面展开时应始终保持模袋向下拉紧，模袋在铺展、压稳后，应拉紧上缘固定绳索，防止模袋下滑，固定绳索与新建挡墙贴合处必须提前用防磨袋垫置，做好新建挡墙的成品保护。

（4）接缝位置的底部应铺设土工织物，模袋搭接位置搭接宽度的偏差标准为0～+2cm，在搭接布平铺搭接好后再铺设下一块模袋布，且顺直平整。模袋在铺设横向收缩率取为4%，纵向收缩量取为3%。

（5）在铺设中存在转弯及跨支河口长度与单位工程长度不一致的情况，根据实际情况加工使用异型单元。

（6）模袋布的铺设位置必须准确无误，各部位高程符合设计要求。模袋应整齐、无皱褶与基础面之间应压平紧贴，对铺设质量水下验收符合要求后才可充灌工序。

（7）为了防止水流、涌浪或其他因素对模袋产生的扰动或破坏，铺设后应及时充灌混凝土。

3.3　施工工艺分析

将模袋混凝土技术应用到跌水坝段，水坝段的河底宽度为70m，设计期间的输水流量在60m3/s。当完成坝址设计后，发现5年和10年后都出现严重洪水，其流量也不断增加。根据对坝体横截面的设计，发现断面的整个结构形式都为实用性，顶宽为3.0m，上游的侧边坡坡比为1：2。在这种情况下：

（1）应用模袋混凝土技术，将其伸入到上游河底，下游侧边坡坡度为1：1，当模袋混凝土技术伸到消力坎，能达到水流的约束目的，免受护坡底部的冲击。对于河底跌水坝坝体基础，在原有的跌水坝基础上，为坝坡面上覆盖一层无纺土织物，并使用模袋对其填充混凝土，保证能顺着河道的方向布置。在两岸模袋之间，都要为其搭建，保证将模袋混凝土厚度维持在15cm，其具备的抗压强度设计为25MPa。在下游的消力池，使用模袋混凝土要在混凝土之间设置分缝，保证能达到降压的效果，也能促进安全系数的提升。

（2）应用混凝土板块技术，预制场内预制后，混凝土拌和采用强制式混凝土搅拌机，借助平板振捣器密实，并行木抹初平、铁抹精平等基础性操作，要求技术人员要按照设计项目的具体设计要求加工定型钢模。尽管处理效果也能符合要求，但是会对施工进度造成影响。

（3）应用干砌石护坡机制，要从根本上保证石料垫稳、填实，与周边砌石保持紧密度，严禁架空操作，长度在30cm以下的块石连续使用不超过4块，并且两端必须加丁字石。长条形石料丁向砌筑，不利于长期使用。

4　总结

综上所述，在现有的施工工艺应用基础上，分析其存在的问题，促进施工机械化、水下施工工作优势的发挥，增加施工进度，降低工程的建设成本，保证技术在实际应用下，能满足工程的设计和施工对需求，也能为技术应用提供更高的社会效益与经济效益。

[1]刘瑞伟，王成华，王继堂，等.八里湾船闸入湖口施工关键技术探讨与应用[J].水利建设与管理，2015，35（1）：2～4.