河道模袋混凝土护坡施工工艺

模袋砼护坡在江都东西闸河道工程中的应用作者：程正伟一、土工模袋基本情况简介 土工模袋是利用一种双层聚合化纤合成材料制成的连续（或单独）的袋状产品。土工合成材料应用于工程最近二十年发展起来的一门新技术，七十年代末引进我国并研制使用。模袋混凝土是通过用高压泵把混凝土或水泥砂浆灌入模袋中，混凝土或水泥砂浆的厚度通过袋内吊筋袋、吊筋绳（聚合物如尼龙等）的长度来控制，混凝土或水泥砂浆固结后形成具有一定强度的板状结构或其它状结构，能满足工程的需要。土工模袋作为一种新型的建筑材料，可广泛用于江、河、湖、海的堤坝护坡、护岸、港湾、码头等防护工程。具有如下优点：（1）土工模袋施工采用一次喷灌成型，施工简便、速度快；（2）土工模袋能适应各种复杂地形，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；（3）土工模袋具有一定的透水性，在混凝土或水泥砂浆灌入以后，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。土工模袋的类型土工模袋根据其材质及加工工艺的不同，分为机制模袋和简易模袋两大类。其中机制模袋按其有无反滤排水点和充胀后的形状可分为五种类型。各种类型模袋的厚度范围及主要用途见表1：表1模袋的类型及应用二、土工模袋护坡在南水北调江都东西闸河道工程中的应用（一）工程简介江都市东西闸之间河道疏浚工程-0.5m-8.0m之间为模袋砼护坡，坡比为1:3，充填混凝土的厚度为15cm，模袋口填压于浆砌块石护坡的C20砼下齿坎内。为防止模袋混凝土护坡下滑，在其底高程处抛厚1.2m强度等级C20工程量为9315m。分别用先铺后灌法（水下充填模袋砼）、先灌后铺法（滑道板法）施工模袋砼。施工典型横断面如下: （二）施工方法及其特点：1、先铺后灌法（水下充填模袋砼）1.1 坡面修理在坡面上采用“突出部位削坡，凹坑部位回填”方法进行水下理坡，以削坡为主，河道疏浚已基本呈1:3坡面,欠挖部分和凸出部分主要采取潜水员用高压水枪施工,按照疏浚后的测量断面图,对欠挖部分,凸出部分,由潜水员下水摸索。陆上人员指挥，潜水员用高压水枪冲削凸块、欠挖部分，使坡面平顺过度、无突变。1.2 模袋铺放模袋在工厂加工成形后运输至施工现场，在岸边用缝纫机缝好，由上而下铺放，模袋平铺在坡面上，同时铺顺搭接反滤布，3寸钢管穿在模袋上端，葫芦拉住钢管栓在地锚上，整个模袋铺放顺序自上而下进行。1.3.混凝土浇筑模袋混凝土采用泵灌法施工。浇筑过程中，混凝土泵管与模袋注料口用铁丝扎牢固，每一灌口的混凝土充填连续进行，并配以人工踩压平顺，水下由潜水员操作，斜坡段混凝土充填密实饱满后，松开葫芦，取出钢管，继续浇筑1.0m平台及锚固沟混凝土。水上部分充填好的模袋混凝土及时用高庄水枪清洗表面，并按规范洒水养护。其优点为1、前期期投入成本较低，准备时间短；2、因两模袋间的接缝是在水上进行的，质量易控制；缺点为：1、砼充灌在水下完成，砼充灌饱满度及厚度受水深及水流的影响，另受水下操作人员（潜水员）影响较大；2、滑板施工（先灌后铺法）主要施工方法为：在滑板上先铺好模袋布，排头挂在锚固桩上并进行固定，然后将充灌管路插入模袋的充灌口，用混凝土泵将搅拌好的混凝土泵入模袋内。充灌的同时模袋面用人工进行踩动助留，确保模袋混凝土充灌饱满，满足设计的质量要求。滑板上的模袋充灌好后，利用工程船上锚泊设备控制船舶的后移，将前一段充灌好的模袋砼尾端送放至水线附近时做一停顿，然后再对滑板上的充灌沉放。然后船舶移至第二块排铺放施工位置。根据施工内容施工顺序为：准备工作 测量放样 土工布铺设 模袋固定 充灌砼控制、铺设采用此方法施工时，只要布置、安排合理，进度可以得到保证，根据以往的施工经验，滑板施工（先灌后铺法）优点是：1、砼充灌全部在水面上完成，砼不受水深及水流的影响，可以直观的检查、控制砼充灌质量，能够确保模袋砼的强度、模袋内的砼充灌的饱满度及厚度；2、施工速度较快，单块模袋施工周期短，由于砼充灌工作在水面上完成，减少了潜水员水下的工作量，大大提高了工程施工进度；3、滑板前端安装了一根400钢管，铺模袋时滑板紧贴河床，依靠滑板及滑板上的模袋砼自重，可以对河床进行二次找平，确保河床坡面的平整度。缺点是1、前期期投入成本较高，需改装船舶，准备时间长；2、模袋退铺时两模袋间的缝隙不易控制。（三）施工中的质量控制土工模袋砼护坡施工充灌工艺，虽然并不复杂，然而它需要多个环节的密切配合，如果在施工过程中配合不当或某一程序上操作的过失，诸如机具、模袋、整坡、铺设、插管、定位、加固、冲填料等等都将直接影响到工程质量，有的可弥补，有的则无法挽救，故在施工中，一定要严格施工程序，严格操作控制，才能充分发挥模袋护坡的技术效益和先进性。1、机具（充灌速度10-15m/h，充灌压力0.2-0.3Mpa）：调试正常的操作程序，开机调试 灌水 充灌填料(要稳定连续）。11砼泵功率过小，压力低。将造成模袋充填密实度不够，每班充填数量减少，出现窝工现象，从而加大成本。功率过大，压力会产生鼓泡或破裂（选择适合本工程泵送功率的输送泵，选40、50泵）。12泵与模袋注入口过远或弯管过多，垂直管过长均易造成堵管（减少弯管，减少垂直管过长，合理布置工作船位置）。13充填料不足供应输送泵，使泵忽开忽停或停置过长，造成堵管，又使模袋内未能及时注入填充料而形成充填料不匀，厚度不一（配备4台350L拌和机，确保砼供应）。14液压油内混入脏物会造成油路堵塞，缺乏氮气会降低泵力（控制液压液质量，采购合格液压油）。2、充填料：塌落度不宜小于200mm，粗骨料最大粒径（15-25）。21骨料级配不合理，石子粒径过大或片状石子过多，使填料在模袋内扩展，流动受阻，甚至充填不进（俗称堵口）（选用质量合格的石子）。22砼塌落度小，因而充填料稠度太大，将会造成充填不足或无法充填（堵口）塌落度过大，充填料稠度太小，又易产生离析，同样会造成堵管或堵口（砼塌落度控制在1820）。23水灰比太大（一般是充填过程中发生，填料不易进入模袋，操作人员向充填料内加水）由于水分过多，砼或砂浆产生离析，虽能改变堵口，流畅均匀，但充满后的模袋砼达不到匀质的标准，出现上层只剩石子（无水泥浆包裹）影响整体砼的强度，达不到设计强度（按设计要求，水灰比大于0.55，本工程水灰比为0.56）。3、模袋布31局部连接线粘连，双层合一，使填料不能进，造成一片无填料区。打结脱结，又会造成“鼓泡”，影响充填料数量和坡面的平整度（进场后，使用时对每块模袋布进行接线检查）。32输料管插入注入口深度，斜度不够（或是注入口颈部直径小所致），充填料堆积注入口附近，不得扩展、流动，造成注入口堵塞（施工时确保输料管注入充填的深度，泵管保持一定斜度）。33充填过程模袋局部爆裂。系模袋布质量或泵送压力过大所致。应停泵机用布压实后泵送或另开口继续充灌。4、模袋铺设41顶端长度不足，大都是模袋铺设时，对布收缩量的预留过少或顶端固定桩入土不够，产生移位（本工程收缩量预留3%，顶部固定桩入土充分，固定牢靠）。42接缝形成喇叭口空隙。即接缝上部顺直紧邻，而下部由于在水下或受水流、波浪冲击而移位所致。主要是模袋铺设未能顺直，形成歪斜，使接缝过宽。垫布未放平放准与第二块模袋脱开，时间一长，接缝处就将造成淘空。（施工时由潜水员水下检查，陆上人员指挥，使两块模袋搭接紧密）。43底端上翘。底端未能埋入沟槽内，充灌后，下部悬空，日久，模袋底部土壤淘刷形成空洞，造成模袋砼块体断裂（这是水下施工潜水员要特别注意）。5、充灌51模袋下端平台或折弯处厚度不足。这是充灌过程中，填料将要达到平台边缘时，未能停机所致。应分两次充灌，即可避免。52密实度不够。充灌结束砼初凝后，原已达到的标准厚度降低。原因是填料充灌入模袋时，由于水分较多，充灌二、三小时后水分排出所致，所以充灌时。一定要使模袋在平面上受压，感觉密实而不能有过大弹性和松弛。由于每个泵管出口在模袋注入口内都是朝坡下的，充灌的混凝土先进入下面模袋，下面模袋内混凝土充灌饱满后，靠泵机压力把混凝土从下面在反向向上挤压，超过正在充灌的模袋注入口。同时通过搅拌机上搅拌记录和潜水员在水下的观测操作，从而有理地保证了模袋混凝土的密实度。53充灌模袋纵向歪斜或上端局部撕裂，造成原因，一是铺设时不顺直造成。二是上端松紧器充灌时忽略及时放松或放松时每根受力不一样而造成。故在充灌填料时，操作人员要使每只松紧界拉力均等。三、结论及建议1、本工程模袋护坡总长约1995m，总面积9315m3，平均厚度超过设计15cm，实测混凝土抗压强度平均29.2MPa。模袋表面平直美观，整体性好，满足了本工程水下护坡的要求；2、采用模袋混凝土护坡代替传统的块石及混凝土护坡，施工简便快捷，且能进行水下施工，解决了块