乐亭县地下水超采综合治理采用的模袋混凝土施工工艺

□宋文洲

采用模袋混凝土加固河道，有浇筑速度快、省工、省料、技术简易、易于操作等优点，是一个投入小、见效快、广大群众较容易接受的方法，可按施工需要做成不同形态，也可水下作业。施工机械化水平高、速度快、施工维护费用少。由于乐亭县地处沿海，地下水位较高，渠道内积水较深，无法实现干场作业，故采用模袋混凝土可以水下作业的优势，来实现渠道断面的硬化，使渠道达到硬化防冲防刷的目的。

1.工程概况

乐亭县地下水超采治理项目地处冀东冲积平原、渤海地区之滨，京津唐秦环渤海经济发展区腹地。距北京市200km、天津市75km、唐山38km，距天津市空港70km、天津港35km，205国道横贯了整个用水区，辖区内设有津唐高速公路出口2个、京哈铁路车站3个，已形成联系京津唐区域经济发展与我国东北地区经济文化往来的重要纽带。区内路网通畅，主要和辅路相互交织，构成了以省道364线和唐港路为骨架村镇道路为骨架的道路交通结构。

项目渠道工程全长44.73km，清淤段长度32.09km，混凝土护砌段12.64km，护砌段拟采用混凝土模袋工艺施工。模袋混凝土是用37m混凝土泵车将混凝土灌入模袋内，混凝土的厚薄则采用袋中吊筋绳(聚合物如尼龙等)直径进行调节，水泥胶结后产生一定硬度的板状结构，从而达到渠道防护目的。断面示意图与工程平面示意图见图1。

2.施工工艺

施工前准备→坡面整坡→摊铺模袋布→混凝土的调配、运输以及充灌混凝土→冲洗模袋水泥表层以及前期维护→循环至下一层模袋。

2.1 施工准备

在模袋混凝土浇筑之前，按照设计施工图纸把需要用模袋衬砌的渠道挖成底宽5m，坡度比1:2，平均高度为3m左右的阶梯式断面，并通过人工平整，使边坡表面满足工程设计的平顺特性，经项目部自检，报监理单位验收合格后开始下道工序。模袋布的缝制:在模袋混凝土浇筑之前1～2周，按照设计图纸中模袋布的标准尺寸，经监理、甲方代表、设计确认的相应尺寸和条件，联系厂家予以缝制。在模袋的充灌与成型时有缩率，所以在完成模袋的制造时要适当增加缩率，而一般模袋布的缩率为纵向6%、横向9%。工程计划使用3个搅拌站，以保证工程模袋混凝土的施工。组织3个施工队伍，每个队伍配备一台37m混凝土泵车及5台12m3混凝土输送泵，一个施工区域最长控制为50m。在施工现场，沿渠道右岸修筑宽度为5m左右的临时施工路面，确保混凝土运输车及泵车能到达施工现场。机械设备及施工原材料可通过右岸临时施工道路运送至施工现场。

2.2 坡面整平

把原始坡面的林木、野草、废渣等全面清除完毕，利用自卸车运送至监理规定的弃渣点。按图纸设计要求进行放样，用挖掘机进行开挖及回填。对挖至离建基面10cm的地方人工挖除，保证不扰动原基础。对已平整完成的渠道坡面要及时报验，防止长时间裸露和雨水浸渍，以提高地基承载力。坡面上沿开槽50cm×50cm，模袋上沿放入槽内。对回填部位按照设计和标准要求进行分层碾压，回填过程中对每层回填土进行压实度检测，回填至设计高程后按修坡标准进行边坡修整。模袋铺设前，要根据定做编号与现场一一对应，确保模袋铺设位置正确无误。在安装模袋时，首先检验模袋材料有无损坏情况，检验完后把模袋摊铺在边坡上，用钢钎把模袋固定好。在安装模袋前应预留好横向收缩量，将横向的压缩量限制在20cm以内。为避免模袋沿坡滑动，在坡顶模袋上缘处安装定桩，定位桩有效长度为1m左右。每根桩上配拉有紧绞杠，用于调节模袋上、下位移和稳定模袋。

2.3 混凝土的配制、输送及充灌

模袋混凝土的充灌是整个浇筑流程中的重要步骤，必须完成混凝土搅拌、运送、充灌成型的一条龙工序，要掌握好充灌速度。按照设计混凝土的强度要求，选用施工质量有保证，信誉良好的商品站，在监理的见证下，对混凝土中的原材料进行取样，并送往有资质的实验室进行检查，检测合格后按设计要求由实验室试配混凝土。混凝土径拌合站搅拌完成后，用搅拌车运送到施工场地，用泵车充灌到模袋布内。混凝土在充灌时，严格控制充灌产品质量，以防止出现鼓胀、充填不饱满等问题，在充灌过程中用人力踩压的方法，以保证密实。充灌速率限制在8m3/h～12m3/h，最大充灌水压0.2Mpa，在模袋的底层由二端向中央进行充灌，充灌至饱满程度后，停顿约20min，待模袋填充物中水份、空气等分解后，再进行补充充灌，确保充填饱满。在充灌混凝土的过程中，每个模袋都必须一次充灌完成。在充灌现场要有技术人员指导，与混凝土输送泵车的操作员随时保持联系。充灌工程施工现场至少有3个工作人员进行充灌作业，对充灌困难区域则采用踩踏方式，使得模袋充灌更加饱满。水泥装满完毕时，先用绳将充灌袖口绑紧，以防水泥溢出，待水泥完全初凝后，再将充灌袖口内混凝土完全掏空后，将充灌袖口植入模袋内，并加水在模袋上冲洗。

图1 断面示意图与工程平面示意图

2.4 清洗模袋混凝土表面及前期养护

清洗现场及养护。施工单位建成后，将水泥输送管线等施工器具迁移至下一个单位，将原单位现场的残余水泥、废弃物等加以清理，并保持单位表面的整洁、美观。模袋混凝土在充灌完毕后24h内，严禁工作人员踩踏和压放重物，模袋混凝土完全终凝后，用草袋覆盖并洒水保护28天，确保混凝土强度达到设计要求。

3.注意事项

施工现场条件的不同加之现场操作人员的操作不当会出现下列情况:一是混凝土充灌不密实，每一幅模袋在充灌过程中，最后排水排气不完全，便结束此次充灌工作。二是爆筋现象，每一幅模袋的施工过程中，没有预留充灌量，最后导致本副模袋充灌过量的混凝土，发生模袋撑裂的现象。三是成型后的坡面不平顺，主要是施工中没有把模袋布控制好，没有预留合适的收缩量，或受水流的影响，无法保证模袋布铺设平整顺直，所以有水作业时要保证水下部分的模袋布铺设平整并固定好。四是在充灌混凝土施工中要严格控制混凝土塌落度在220左右，混凝土塌落度过小会造成充灌不饱满，造成衬砌面不平整，影响平整度。

总之，施工过程中人的因素对工程质量起决定性因素，严格控制施工中的关键环节，各环节工人要相互配合，严格控制充灌混凝土的数量及充灌时的压力。

4.维护建议

完成充灌的模袋混凝土表面要及时冲洗干净，确保表面平整，并及时洒水养护，养护周期为28天，养护过程中要保持衬砌表面湿润，不发生时干时湿的现象。如果在冬季施工浇筑完成后要注意保温养护，采用工程棉被加草帘子双层覆盖，避免混凝土冻伤。对已经充灌完成的坡面要及时的将坡顶按设计要求回填，避免衬砌的坡面下滑，同时保证坡顶边线的平顺。

5.结语

模袋混凝土主要适用于土石坝，堤道护坡方法，以及河川、湖、海的护岸和护底等基础构件，具有设计灵活、施工简单、质量可靠和可水下施工而无需构筑围堰等特点。利用工程模袋的高透水性，使混凝土中剩余水份在受到水泥的加压后能够有效排出，使水灰比减少，促进混凝土凝结，从而获得更高密度、更高强度的混凝土及水泥砌块，水工模袋混凝土已在海岸堤防、河坡护岸等工程的施工中逐步推广。