机织模袋混凝土技术在渠道防渗中的应用

李瑞英

（盘锦市大洼区水利服务中心，辽宁 盘锦 124200）

机织模袋混凝土技术主要是指利用高压泵设备将水泥砂浆或混凝土灌入机织的模袋中，其厚度能够通过模袋内的吊筋绳长度来进行控制，经过固结后形成一定结构，进而在工程中使用。这种混凝土属于新型的材料，在堤坝防护以及渠道防渗等工程中得到了较广泛的应用。这种模袋混凝土有很好的应用优势，在施工时能够一次成型，简单便捷，对于各种地形的适应性较强，对护坡以及渠道防渗具有较好的稳定性，而且抗压强度也很好。

1 工程概况

某灌区处于地势平坦且地貌单一的大平原地区，沿海的滩涂每年都呈现外延趋势，变化特点是由东向西逐渐降低，地面的海拔从3m降到2m，滩涂地面的高程为1.5m。灌区在常年运行的过程中，逐渐形成了粗放的灌溉方式，渠道体系的分布存在问题，渠道输水由于渗漏问题而产生损失，农业水利设备也遭受一定程度的损坏，对于灌区内的农业发展有非常不利的影响。而且水流量的减小增加了灌溉的时间，影响了灌溉的效率，使渗流情况更加严重，阻碍了灌区灌溉的顺利运行。按照灌区工程建设的总体要求，需要对灌区进行节水改造，具体包括渠道防渗工程建设、渠系建筑物改造工程建设等。

2 衬砌工程设计

（1）防渗衬砌设计。在较大型的骨干渠道工程建设中，使用比较广泛的防渗护坡技术主要有砌石、现浇混凝土板以及机织模袋混凝土。从投入成本方面比较，机织模袋混凝土技术相较于其他两种，花费的成本稍高一些，但是使用机织模袋混凝土进行防渗护坡，施工简单快捷，而且具有较高的机械化程度，所以综合考虑，使用机织模袋混凝土技术对该灌区的渠道工程进行防渗设计。在对原有渠道边坡进行防渗加固时，渠系原有的断面尺寸不需要进行改变，对原有渠道边坡使用机织模袋混凝土进行处理。该灌区地下水位较高，所以渠底的衬砌不需要进行处理。

（2）计算渠道水力。对于渠道流量的设计选择20.0～35.1m3/s，因为抽水站没有备用的水泵，所以衬砌后的新建总干渠流量继续使用设计的流量进行计算，边坡系数为2，渠道比降为1/10000，灌区渠道的土质主要是壤土，渠道的糙率系数为0.02。根据明渠均匀流计算公式对渠道的水力、断面过流能力等进行计算，具体的计算公式为Q=WC×RJ。其中，W为过水断面面积；C为谢水系数；R为水力半径；J为渠道比降。根据计算结果可以得出，该灌区渠道在衬砌后，水流流速在0.40～0.46m/s时，按照设计流量的0.4m/s进行计算，得出最小的流量值是0.34m/s；根据设计的标准，经过衬砌后的渠道断面符合其具体要求。

（3）衬砌渠道横断面设计。按照设计流量对渠道断面进行试计算，并且将误差的百分比进行确定，经过计算可以看出，对于衬砌断面的计算误差都符合规范要求。对于使用机织模袋混凝土进行护坡的高程控制，可以利用安全超高加设计水位，在该灌区新建的防渗衬砌中，安全超高设计为0.3m，对于机织模袋混凝土护坡的顶部需要进行加固封顶，以避免渠道输水过程中水流冲刷坡土。可以使用锚封的方式，这样可以使护坡的稳定性得到较好的提高，对于护脚以及锚封埋入土的深度确定为0.5m，模袋的材质选择聚丙烯编织布，具体规格为105g/m2，再在下层铺设大概0.1m厚的碎石和400g/m的无纺布，机织模袋混凝土护坡的厚度约0.15m。其中混凝土强度等级设计为C20，填充的砂浆配合比为1∶3，水灰比在0.55～0.65。

3 施工条件

（1）用水条件。该灌区的引水总干渠在秋冬季节进行机织模袋混凝土衬砌施工时，现场也会有灌溉用水，所以用水条件符合工程建设的需求，利用灌溉水可以进行混凝土拌和。（2）用电条件。该灌区引水总干渠进行衬砌施工时，使用临时发电机发电供施工现场使用，用电条件能够满足工程建设中混凝土振捣、浇筑以及人员使用等的需求。（3）交通运输条件。灌区内进行运输的道路主要是沥青、砂石路面，将工程使用的材料运输到现场，能够满足交通条件。

4 施工过程

依据土地资源的合理利用原则科学选择渠道防渗施工方案，根据灌区的实际情况，注重保护环境，尽可能减少水土流失情况的发生，综合选择施工方案。

（1）施工交通布置。根据施工的要求，为了能够尽量减少工程投入的费用，该灌区的引水总干渠施工的交通道路主要设置为沿总干渠单侧的临时道路；为了能够顺利通车，需要在堤顶加宽3m左右，然后总干渠的堤顶需要下降0.5m，等到工程完工后再恢复到原先的堤顶高程。现场的设备有挖掘机以及推土机。

（2）施工场地选择。对该灌区进行节水改造以及渠道防渗，还需要对施工现场进行布置，搭建设备堆放地、材料库、办公室、水泥库房等。搭建的临时设施等到工程完工后进行拆除。

（3）施工方法。对渠道进行修整使用的施工方法主要是人工修坡配合挖掘机挖土。衬砌工程的施工首先要铺设一层土工布，然后铺垫碎石，在机织模袋中灌注混凝土，施工完成后进行现场清理。人工配合修坡主要是铺设土工布、垫层，利用斗车推运骨料，将骨料运送到混凝土上料地方，然后通过高压泵进行混凝土灌注，同时使用搅拌机搅拌。机织模袋进行铺设时，主要使用锚固桩，同时要保证铺设与设计图纸以及各个部位高程一致，在通过锚加固土工布时，布面的松紧度要保持适中，这样在灌注混凝土时就可以更加方便，在模袋灌注完混凝土后，固结成型的过程中要确保表面的高度保持一致，大小均匀且平整，避免出现部分凹凸情况。模袋之间的连接主要通过绳子，在接缝的底部需要铺设400g/m2的无纺布作为反滤垫层，对于接缝的控制要保持误差在0.03m范围内，接缝顺直且留出一定的冗余量，这样能够满足混凝土灌注时的收缩要求，确保接缝严密。利用高压泵进行混凝土的灌注，输送管道使用钢管，在对渠道进行护坡填充时，模袋的填充需要依照注入口右、左、中的顺序从坡脚开始向坡顶进行填充，这个过程中的注入口不能够随意更换，以确保模袋填充的收缩均匀。在充填的过程中，对混凝土浇筑的流量需要进行合理的控制，这样能够使最终混凝土固结成型时，模袋的平整度以及厚度都可以得到有效的保证。施工过程中要随机调节葫芦链条，确保灌注过程中受力均匀，而且压力要适度控制，使混凝土在固结排水后密实度保持良好。在模袋混凝土没有硬化前，不能够进行踩踏，灌注的过程中还需要及时检查混凝土流动情况以及运输管路问题，发现异常问题时需要及时处理，确保渠道防渗护坡施工的顺利。

5 机织模袋混凝土在渠道防渗工程中的施工质量控制

（1）模袋铺展过程的质量控制。渠道坡面在进行护坡施工时，需要抛石护底，因此首先利用碎石或平石进行找平，使平整度能够符合设计的标准要求，在抛石护底完工后进行质量检验，合格后再进行模袋的铺展。在模袋进行铺设时，定位测量通常需要使用经纬仪。将模袋在水中的位置先放样得出，接着将模袋拉到预先设计的位置，逐渐放入水中，并对水下位置进行定位。在铺设模袋时，模袋的上部需要留出0.7m的冗余量，模袋侧方向之间留出0.3m的冗余量。铺设的模袋与模袋之间要确保接缝顺直，不能够出现模袋之间错台，在清理坡面时，水流方向需要理出一定的坡度。

（2）模袋混凝土灌注过程的质量控制。根据有关实验可以得知，混凝土的塌落度需要保持在19～23cm，因为如果少于19cm，在模袋中灌注混凝土相对来说流动性不好，而如果超过这个范围，混凝土的析水量就会过大，容易出现离析现象，从而使模袋的灌注不够饱满。所以，在混凝土进入现场时，首先要检验其塌落度，在确保符合使用要求后再送入高压泵机中，需要对水灰比进行有效的控制，不允许在泵机口处加水搅拌混凝土。另外，需要对高压泵送的流速以及压力进行有效的控制，压力最好控制在0.1～0.15MPa/t，泵送的流速保持在9～10m/h。如果对泵机持续加压三次后，就要使泵机停工一段时间后再工作，模袋中灌注的混凝土在均匀散开后再进行加压灌注，适度加压，确保不会使模袋出现爆裂或者是鼓包的情况。再者，在灌口进行充灌时要持续进行，避免出现跳开灌口的灌注情况发生，这样就不会出现灌注不饱满的问题。同时在灌注过程中，还需要利用探针对模袋中混凝土的厚度进行检测。高压泵机的管道使用在前端是软管，这样在对水下部分进行灌注时，软管可以从灌口很好地延伸到模袋里面，软管的放置需要与坡面平行。软管与水下灌口要进行严密的连接，这样主要是防止在灌注水下的模袋时有水流进入模袋中。水下部分如果存在多余的灌口需要做好封堵工作，灌口转换可以选择在水下模袋混凝土灌注到出水面后进行。在这个过程中，需要安排人员到水下对模袋进行检查，确保水下模袋灌注的厚度符合设计的规范要求。在一个灌口灌注混凝土完工后，需要有10～15min的停滞时间，这个时间里需要对灌口周边的模袋进行踩压，以使模袋中的水分全部被析出，接着再进行灌注直到模袋充填饱满。使用指定规格的空心探针插入模袋中，这样可以将模袋中存在的多余的水分以及空气排出。在模袋混凝土灌注完工后，在固结硬化之前需要做好防止阳光暴晒工作，因此需要在模袋混凝土的表面遮盖，保持阴凉。通常在混凝土填充完工后的12～18h内进行养护，适量洒水，以使模袋的表面处于湿润状态，一般混凝土的养护时间需要根据水泥型号确定。

6 结束语

总而言之，使用机织模袋混凝土技术进行灌区渠道防渗护坡，对于农业经济的发展有十分良好的推动作用，而且经过防渗护坡，渠道输水能力得到有效的提高，减少输水灌溉的损失，对于水资源的节约也起到一定的作用。