多功能一体化模袋垫层技术在淮河护岸（坡）工程施工中的应用

多功能组合式管涌渗水抢险一体化模袋，2017年获得国家发明专利授权，对河道堤坡、岸坡管涌、渗水防汛抢险应急处理效果显著；根据治淮工程建设工期要求，在淮河蚌埠长卫涵护岸（坡）工程施工中进行了应用推广，不受冬季、雨季施工影响，施工工期缩短，垫层整体性好，不易流失，护岸稳定、持久、抗风浪强。2017年水利部进行了技术推广培训。

一、多功能组合式管涌渗水抢险一体化模袋技术特点

该技术针对目前我国防汛抢险工程中经常出现的管涌、渗水处理实际情况，根据渗流理论设计采用多功能组合式模袋，按情况自由组合。多功能组合式管涌渗水抢险一体化模袋（ZL2015 1 0692115.6，ZL2015 2 0823303.3）（专利权人：徐新华等）技术（以下简称一体化模袋），2017年获得国家发明专利授权，对河道堤坡、岸坡管涌、渗水防汛抢险应急处理效果显著。主要特点：

（1）多功能组合式管涌渗水抢险一体化模袋，由相互独立的三层土工布模袋集成为一体化结构，到达抢险工地后，分层安装使用；外罩为活动式可拆卸纺织土工布（200～250g/cm2），既是模袋一体化结构的保护层，同时也是管涌、渗水抢险现场的第一垫层，起保护模袋和过滤作用。

（2）采用一体化设计，纺织土工布与反滤体共同作用，使反滤体厚度大为减轻，反滤体不会流失，可直接降低渗透压力，保护土体不发生渗透破坏，导渗效果好。模袋单体重约20～25kg，便于人工操作，反滤体厚度约5～6cm，由粗砂、碎石构成，经试验，满足反滤导渗要求。

（3）为保证模袋内反滤料均匀分布，每层模袋由8个（长×宽×厚为5cm×5cm×80cm）相对独立的纵向分隔袋组成，在工厂按颗粒级配筛选后，分别装入粗砂和瓜子片石子；也可在重要险工河段设厂分装。

（4）每层模袋相互独立，便于组合搬运及现场抢险。三层相互独立的土工布纺织袋，在工厂完成反滤料充填后，通过100cm×90cm的土工纺织布集成包，集成为40cm×80cm×15cm的一体化模袋；三层模袋在工厂集成为一个完整的管涌抢险一体化模袋。

（5）模袋按人体工学设计，模块组合，重心可调节，适合人工搬运，模袋规格：40cm×80cm×5cm，外延裙边各10cm，单体重量在20～25kg，成年人可轻松搬运，符合我国防汛抢险实际；模袋正反面有醒目的材料（各层模袋标记粗砂、碎石，投放顺序及编号）标识及图案，可避免现场误操作。

（6）长约80cm的土工布模袋为柔性设计，可顺应各种不同场地及堤防坡面，适应性强，尤其适合混凝土与土接触面凹凸不平，杂物多等地域抢险。针对大面积管涌、渗水情况，模袋外延裙边可无死角、大面积重叠覆盖，便于规模使用，快速控制险情，保证堤防安全。

（7）模袋装置结构简单，经济实用，重量经严格计算，材料就地取材，模袋可随时组合或分开使用。

该模袋集成反滤土工布和天然砂石料优势，充分利用反滤土工布柔性、透水均匀、轻薄耐用、易加工，中粗砂和石子级配好、透水、易于工厂化筛选操作等特性，将二者材料相互结合及利用，较好地解决了传统抢险材料笨重难以运输，反滤材料级配现场难以掌握，大面积管涌出险，其结合部位易再次出险等难题，既保证了抢险效果质量，又减轻了劳动强度，避免了传统管涌抢险中的效率低、效果差、材料浪费大、现场混乱等问题，抢险材料要全面回收，大大减少抢险材料消耗，避免了抢险材料浪费问题，对解决我国江河防汛抢险有重要适用价值。国内外尚未见同类产品。

2017年4月，多功能组合式管涌渗水抢险一体化模袋被水利部技术推广中心列为技术推广培训项目。2017年4月和2018年4月，在安徽蚌埠闸和南四湖二级坝参加现场抢险演习，快速便捷，对近2m的管涌渗水部位可直接压制，效果显著。管涌渗水抢险一体化模袋示意图见图1。

二、一体化模袋垫层技术优势及护岸护坡损坏机理分析

图1 管涌渗水抢险一体化模袋示意图

根据上述专利开发的护岸、护坡一体化模袋垫层，用于护岸、护坡混凝土砌块垫层，垫层厚度均匀、平整，上下一致，整体性好，抗风浪淘刷能力明显增强，施工便捷、高效，不受恶劣天气影响，很好地克服了传统护坡垫层大面积铺设厚薄不一，上薄下厚，受阴雨天气施工影响大，垫层受风浪淘刷易流失，护岸、护坡失稳损坏等问题。

护岸、护坡一体化模袋垫层规格：40cm×80cm×5cm，右边和下边设有10cm裙边，便于各模袋相互搭接，形成整体，单个重量25～27kg，由于重量轻，便于工地施工运输，模袋有一定柔性，便于混凝土砌块找平，与坡面密切接触。

根据南京水科院等科研机构分析成果，多数护岸、护坡损坏是因水流冲刷，首先垫层流失，而后护坡工程失去保护失稳。岸坡防护中混凝土砌块及干砌石护坡施工，受下部碎石垫层影响较大，如颗粒太大则不易找平，颗粒太小，则砌块受风浪淘刷后垫层快速流失，砌块产生不均匀沉陷并失稳破坏，失去保护工程作用。一体化模袋垫层内填充的碎石可在工厂加工装填，质量可控，垫层为一体化整体垫层，厚度均匀，使用后整体发挥作用，不易流失，抗风浪能力强，耐久性好。与传统的土工布加10cm厚的碎石垫层相比，可节约50%的石子，由于护坡的垫层不易流失，稳定性和抗风浪淘刷能力明显增强。

三、一体化模袋垫层应用情况及效能分析

2017年4月，为推广试验新技术，加快淮河蚌埠至浮山段长淮卫涵洞施工进度，根据一体化模袋垫层的应用技术特点，经淮委治淮工程建设局批准，确定由安徽水安集团长淮卫涵项目部，组织在涵洞上游进水池混凝土护坡采用一体化模袋垫层施工，并总结施工工法。安徽力源港务集团负责一体化模袋加工制作及碎石材料装填，运送到工地，安徽水安集团项目部组织施工队伍铺设垫层及混凝土砌块安装。

作为多功能组合式管涌渗水抢险一体化模袋的扩展应用，其模袋单体作为混凝土护坡及干砌石护坡防护垫层铺设，主要施工要求是作业面要相对平整，相对平整度应达到1～3cm，模袋垫层铺好后可整体铺装砌块，尤其不受冬季、雨季施工影响，施工工期明显缩短。可广泛用于水利水电工程和各类工程岸坡防护，垫层整体性好，不易流失，护岸稳定、持久、抗风浪强，对减缓工程老化发挥重要作用。

经长淮卫涵洞现场试用，采用多功能一体化模袋垫层与传统方式相比有以下优点：（1）模袋及反滤体碎石在后方工厂加工，可确保反滤体碎石质量及垫层厚度，保证护坡施工质量；（2）避免了传统碎石垫层施工铺设厚薄不一、上薄下厚、填料易流失、影响砌护坡稳定问题；（3）一体化模袋垫层为整体结构，施工不受阴雨等恶劣天气影响，施工高效快捷，施工进度明显提高；（4）护岸、护坡垫层厚度均匀、平整，上下一致，整体性好，垫层受风浪淘刷易流失，护岸、护坡失稳损坏等问题得到较好解决，抗风浪淘刷能力明显增强。

2017年底，安徽水安集团申请的多功能一体化模袋垫层施工工法，通过安徽省鉴定批准。

四、结语

基于多功能组合式管涌渗水抢险一体化模袋专利技术开发的多功能一体化模袋垫层技术，作为一项垫层铺设新技术，改变了传统混凝土砌块及干砌石护坡垫层铺设方法，与传统方法相比，施工工期短、效率高、施工不受雨雪天气影响、石护垫层不易流失、整体护坡效果明显提升、可节约50%的碎石用量，尤其是解决了传统施工方法垫层厚度难以控制的技术难题，符合我国目前开展的保护绿水青山环保行动和节能减排产业政策，对保护我国过度开采的山林资源有重要意义，社会效益大，应加大技术推广和扶持力度■