模袋混凝土護坡在奎河治理工程中的應用

汪敬洋

一、工程概況

奎河發(fā)源于江蘇省徐州市云龍山區(qū)，流經徐州市城區(qū)、銅山縣及安徽省宿州市 橋區(qū)，在 橋區(qū)時村鎮(zhèn)注入濉河，全長67.5km，流域面積1261km2，流域內山區(qū)、平原交錯?？由嫌味酁樯角饏^(qū)，占流域面積40%，降雨后山水、高地水搶占河槽，形成徑流快，匯水快而猛。灌溝河～馬元閘段河道彎曲且比降較陡，河床為沙土，有多處河床和堤坡因水流沖刷被掏空或崩塌，在汛期經常出險。

在2006年、2007年汛期暴雨和洪水中，河道有多處被水流沖刷坍塌，嚴重危及堤防的安全。產生崩岸的原因是復雜的，地質條件差、土質疏松是崩岸的內因，而水流條件（主流頂沖、彎道環(huán)流等）則是造成崩岸的外因。通過方案比選，采用模袋混凝土護坡進行處理，模袋混凝土護坡面積約為34000m2。

二、模袋混凝土護坡工程設計

根據(jù)工程的性質、防護目的、地形條件、水文地質、水流條件以及工程的重要性等綜合因素考慮選用模袋的類型，通過分析,奎河模袋護坡編織布模袋的選擇采用無反濾排水點型模袋（NP型)，模袋混凝土的厚度為15cm?？够€(wěn)定安全系數(shù)滿足要求。土工模袋的主要技術指標見表1。

為增加模袋護坡的抗滑穩(wěn)定性，除了在水下坡腳水平段設置不小于2m長的模袋混凝土進行錨固外，還在坡頂灘地平臺上設置不小于1m長的模袋混凝土。同時，在整理沖坑時特別注重土體的碾壓、夯實以及坡度的控制，加強了模袋護坡的抗滑穩(wěn)定性。

為了防止模袋混凝土護坡因側翼、頂部、坡址等邊界侵蝕破壞，上下游側向邊界 (包括臨時邊界)必須開溝，把部分模袋混凝土埋入溝中。

為保護模袋混凝土護坡的安全，應注意排水問題。本設計采取的措施一是在灘地平臺上模袋混凝土水平段不小于1m長，并設置頂溝，溝深大于50cm，上部用現(xiàn)澆混凝土壓蓋；二是在灘地平臺碾壓、夯實，從堤腳至模袋處按大于2%的坡度進行整理，確保流水通暢，灘地無積水。

三、模袋混凝土的強度和配合比設計

合適的配合比是模袋混凝土施工的關鍵,也與成本密切相關。配合比是根據(jù)設計對混凝土性能和施工工藝的要求,通過現(xiàn)場充灌試驗來確定的，配合比中,水泥用量、砂率、粗骨料粒徑、水灰比、坍落度、外加劑和摻和料要逐一分析確定。經過對混凝土組成材料及拌和物性能要求的分析,再通過現(xiàn)場配合比試驗,最終確定工程適用的配合比。本設計混凝土強度標號為C20。

四、模袋混凝土護坡施工質量控制要點

（1）岸基處理屬隱蔽工程，其質量好壞直接關系護坡的穩(wěn)定，必須按要求平整坡面，清理干凈，無亂石、雜物、填方按要求進行壓實。用1m3反鏟挖掘機進行沖坑土方整理，按設計邊坡1∶3進行開挖、回填，邊開挖邊碾壓，應自上而下鏟坡。填土區(qū)整坡時，應控制碾壓、夯實的質量標準，分層壓實，其壓實度應達設計要求，并做好新老坡結合。同時測量高程，高挖低填，直到符合設計要求為止。

（2）模袋宜采用錦綸、維綸或丙綸制作，其技術性能指標應符合《土工合成材料長絲機織土工布》（GB/T17640-98）標準。模袋布不允許有重大缺陷，如破損、斷紗等，對個別輕微缺陷點應用粘合膠修補好；模袋上下層的扣帶間距應經現(xiàn)場試驗確定，一般采用20cm×20cm為宜；模袋上下兩層邊框縫制應采用4層疊制法，縫制寬度不應小于5cm，針腳間距不大于0.8cm。模袋布的表面缺陷、模袋的規(guī)格尺寸和縫制質量宜在工廠進行檢查驗收，模袋進場后應逐批檢查出廠合格證和試驗報告，模袋布的主要技術性能指標，應按設計要求進行抽查復驗，每批抽檢1塊。

（3）鋪放首先放線定位，內容包括坡頂線定位、坡腳線定位、坡度定位和邊界溝槽定位。坡頂線定位用于確定模袋的混凝土灌注高程，坡腳線定位用于控制成型模袋的下邊線，坡度定位用于決定所灌注的模袋能否與護坡縱軸線保持垂直。因為當不能垂直時，隨著沿縱向伸長，偏斜誤差不斷積累，導致成型的模袋傾斜，直接影響模袋工程的安全及美觀程度。所以在施工中應及時糾正。

表1 奎河護坡土工模袋的主要技術指標

模袋應由上而下鋪放，平鋪在坡面上，模袋須無破損和孔洞；為使兩片模袋結合緊密，要求搭接部位用雙股線縫接緊密，接縫處底部應鋪設土工織物濾層，土工織物與模袋布搭接寬度不應小于50cm，并順直平整；模袋應預留縱向收縮余量，余量按6%的緊縮率預留。為了避免模袋在混凝土灌注過程中下滑，鋪設完成后，在模袋頂部用大于4m長的3英寸鋼管把模袋橫穿起來，在橫向鋼管下部用4根豎向鋼管垂直打入土中，將模袋牢牢地固定在邊坡上。

（4）模袋混凝土水灰比應比平常拌制的混凝土水灰比偏大，一般應控制在0.6～0.7之間，水灰比過小，混凝土流動性差，灌注困難；水灰比過大，混凝土流速高，易發(fā)生爆袋，也容易出現(xiàn)混凝土排水凝固后模袋表面塌陷，既影響施工質量，又影響工程美觀。

（5）模袋混凝土應采用泵灌法施工。充灌前，陸上部分的模袋應灑水潤濕，澆筑過程中，混凝土噴射管插入模袋灌口深度不小于30cm，混凝土泵管與模袋注料口用鐵絲扎牢固，充灌應從已充灌的相鄰模袋混凝土塊處開始，由下而上，依次進行，充灌過程中應及時調整模袋上緣拉緊裝置。每一灌口的混凝土充填連續(xù)進行，并配以人工踩壓平順，變換灌口時將管口堵上以減少水泥漿流失，并盡量減少軟管的彎折和顫動，保證泵送順利。為防止一次充灌不滿，在每個模袋單元設4個灌口的基礎上加設2個備灌口，若一次充灌不滿，打開備灌口再充。斜坡段混凝土充填密實飽滿后，繼續(xù)澆筑平臺及錨固溝混凝土。水上部分充填好的模袋混凝土及時用高壓水槍清洗表面，并按規(guī)范灑水養(yǎng)護。

（6）模袋混凝土充灌過程中應注意和解決如下幾個問題：①為防止堵塞事故，應隨時檢查混凝土級配和坍落度；防止過粗骨料進入和堵塞管道；防止泵入空氣，造成堵管或氣爆；充灌應連續(xù)，停機時間一般不得超過20min。②泵與充灌操作人員之間應隨時聯(lián)系，緊密配合，充灌到位后及時停機，以防充灌過程產生鼓包或鼓破。出現(xiàn)鼓脹時，應及時停機，查找原因并處理。③隨時檢查坡頂鋼樁是否牢固，以防充灌過程中模袋下滑，灌完一片后，移動設備，按上述步驟進行下一片的充灌施工，應特別注意兩片間聯(lián)接、靠緊。④模袋混凝土泵送距離不宜超過50m，充灌速度宜控制在10m3/h以內，混凝土泵的出口壓力以0.2～0.3MPa為宜。充灌混凝土應連續(xù)進行，當模袋內混凝土充灌將近飽滿時，暫停5～10min，待水分析出后，再灌至飽滿。模袋混凝土充灌找平時，在初凝前可采用人工踩平。⑤模袋混凝土在充灌口留取試塊，每100m3混凝土留1組試樣，混凝土強度應達設計標準。⑥全部護坡施工完成后，進行坡頂、坡腳和上下游兩側接頭的回填處理，同時進行護面混凝土的養(yǎng)護。一般養(yǎng)護期為7d，要求在此期間護坡表面處于潤濕狀態(tài)。

五、施工質量檢測

本工程施工中C20混凝土試塊共取樣14組，組數(shù)30＞n≥5，經試驗，混凝土平均強度Rn=25.21MPa,標準差Sn=2.61。Rn-0.7 Sn=23.39＞R標=20.0；Rn-1.60Sn=21.04＞0.83R 標 =16.6，評定合格。

六、結語

本工程模袋護坡總長1608m，總體積5205m3，厚度為20cm，實測混凝土抗壓強度26.3MPa，模袋護坡表面整齊美觀，整體性好，滿足了工程護坡要求。

實踐證明，采用模袋混凝土處理本工程護坡的效果是明顯的，確保了度汛安全，保證了工程質量，護坡耐久性良好且整齊美觀，在護坡工程中具有廣闊的應用前景