模袋混凝土護(hù)坡技術(shù)在施工中的應(yīng)用

□文/劉 倩

唐山市濱海大道是一條海上Ⅰ級(jí)公路，而海港開發(fā)區(qū)至曹妃甸段第8標(biāo)段主要是海上施工。該工程外邊坡防護(hù)分為初期防護(hù)和永久防護(hù)。初期防護(hù)采用防滲土工布與模袋混凝土相結(jié)合的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，而模袋混凝土的主要作用為防風(fēng)浪、抗沖刷，在施工過(guò)程中保護(hù)路基。待路基沉降穩(wěn)定之后，施工永久防護(hù)，永久防護(hù)形式為混凝土預(yù)制柵欄板與混凝土預(yù)制塊。

海上路基模袋混凝土護(hù)坡施工技術(shù)經(jīng)過(guò)在本工程中的使用，取得了可靠的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為今后我國(guó)海中修路邊坡防護(hù)提供了可靠的技術(shù)參考且有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 工程概況

本標(biāo)段為雙向4車道。路基橫斷面由中央分隔帶、路緣帶、行車道、側(cè)分隔帶、非機(jī)動(dòng)車道、人行道組成，總寬49 m。

海上路基設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為管袋圍堰、堤芯砂、軟基加固碎石樁、土工格柵、山皮石路床、墊層找平層、邊坡防滲土工布、模袋混凝土、混凝土預(yù)制塊。

邊坡臨時(shí)防護(hù)施工結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 唐山濱海大道工程臨時(shí)防護(hù)工程施工結(jié)構(gòu)

2 材料說(shuō)明

1）海砂。邊坡防護(hù)所用海砂含泥量≯5%，使用前經(jīng)工地試驗(yàn)室嚴(yán)格試驗(yàn)合格，嚴(yán)格保證邊坡防護(hù)施工質(zhì)量。

2）防滲土工膜。采用HR經(jīng)編復(fù)合防滲土工膜，單位質(zhì)量500 g/m2，斷裂伸長(zhǎng)率26%，斷裂強(qiáng)力32.0 kN/m，撕破強(qiáng)力0.47 kN/m，CBR頂破強(qiáng)力2.4 kN，垂直滲透系數(shù) 10～11 cm/s。

3 施工方法

3.1 工藝流程

海上路基模袋混凝土護(hù)坡施工流程見(jiàn)圖2。

圖2 工藝流程

3.2 操作要點(diǎn)

施工時(shí)要提前掌握海潮情況，做削坡處理時(shí)在高潮位潮水開始退潮前施作，從頂部管袋開始削坡，隨著海水逐步退潮，施工逐步向下層管袋削坡，海水退潮至低潮水位時(shí)，削坡工作隨后完成；在削下層管袋時(shí)，上層已削管袋及時(shí)重新縫合，在海水未上漲之前完成15 m或30 m模袋長(zhǎng)度工作段的鋪設(shè)墊層、鋪設(shè)防滲土工膜、鋪設(shè)模袋、著手灌注混凝土等工作，整個(gè)邊坡模袋混凝土施工過(guò)程中要嚴(yán)格按照當(dāng)?shù)睾Ｓ虻某毕磉M(jìn)行施工計(jì)劃和控制，海水漲至高潮位前完成模袋混凝土灌注，一個(gè)工作段流程8 h左右，防止影響模袋混凝土的灌注質(zhì)量。

1）整坡、砂墊層找平。邊坡防護(hù)施工主要以人工施工為主，施工前對(duì)邊坡進(jìn)行放樣、掛線，施工完畢采用坡度儀檢測(cè)，滿足邊坡1∶2的要求，以利于后續(xù)模袋混凝土的施工和彩色混凝土塊的鋪設(shè)。

根據(jù)管袋圍堰邊坡的吹填實(shí)際情況，按規(guī)定的坡度整平外邊坡，對(duì)于少數(shù)管袋吹填突出部分采取削坡的辦法，即將多出的管袋砂切除，削坡時(shí)高度預(yù)留20 cm沉降量，在預(yù)留線外削坡，合格后再將外側(cè)管袋重新縫合，確保管袋整體性，其上下兩層相接處的三角區(qū)用人工裝砂袋，進(jìn)行凹處補(bǔ)平。理坡后的坡比與設(shè)計(jì)坡比偏差≯3%，表面平整度要求＜100mm。

邊坡整平后，按規(guī)定要求鋪設(shè)15 cm袋裝砂礫墊層。砂礫材料嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制質(zhì)量，含泥量≯5%，級(jí)配良好，鋪設(shè)采用編制袋裝砂礫鋪設(shè)的方式，以防止砂礫在斜坡上下滑；編制袋厚度15 cm，鋪設(shè)須平順。

2）復(fù)合防滲土工布施工。兩塊土工布連接可采用焊接和搭接兩種方式。焊接焊道土工布間搭接寬度為15 cm，熱熔焊接工作溫度280～300℃，行進(jìn)速度2～3 m/min，焊接形式為雙焊；焊道處無(wú)紡布的連接，采用機(jī)械縫合，搭接寬度≮70 cm。破損部位修復(fù)方法：裁剪規(guī)格相同的材料，熱熔粘補(bǔ)，聚乙烯膠密封。

防滲土工布的坡頂、坡趾處理或立縫鋪設(shè)的固定措施必須符合設(shè)計(jì)要求和技術(shù)規(guī)程的規(guī)定。防滲土工布鋪設(shè)不得發(fā)生折疊和破損現(xiàn)象，必須平順。

鋪設(shè)防滲土工布，在坡道方向?yàn)檎w鋪設(shè)，為避免防滲土工布被海浪沖卷，底部須在拋石底軟體排面上橫向鋪設(shè)1.5 m作為坡腳掌，在坡腳掌1.5 m范圍處用塊石壓住小袋裝砂壓緊，在頂部須壓入防浪堤預(yù)制塊壓住。

為防止模袋灌注時(shí)下滑，底部打設(shè)鋼管以頂住模袋。然后模袋混凝土立即進(jìn)行施工。

防滲土工布施工后需要驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后進(jìn)入下一道工序，否則返回進(jìn)行調(diào)整。

3）模袋鋪設(shè)、壓載固定。模袋鋪設(shè)流程為鋼管卷鋪模袋→設(shè)定位樁→張緊裝置安裝→鋪展模袋→鋪設(shè)時(shí)壓載→拉緊上緣固定索。

模袋鋪設(shè)示意見(jiàn)圖3。

圖3 模袋鋪設(shè)

模袋鋪設(shè)前，在其上下緣鋼管套中穿入鋼管，以下緣鋼管為軸，將模袋卷成卷。

在距模袋上緣1.5～2.0 m處，設(shè)定位樁固定模袋位置，間距1～2 m，為調(diào)整模袋上下位置，每根定位樁上設(shè)緊張器或滑輪。

鋪設(shè)時(shí)預(yù)留縱橫收縮余量，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，初步考慮模袋縱向收縮率為1%，橫向收縮率為5%，具體收縮余量在試驗(yàn)段通過(guò)施工確定?？v向余量留在模袋上端，橫向留在相鄰接縫處。

相鄰模袋應(yīng)用雙股線縫接緊密。接縫處底部應(yīng)鋪設(shè)土工織物濾層，土工織物與模袋布搭接寬度≮50 cm并應(yīng)順直平整。

模袋鋪設(shè)隨鋪隨壓砂袋。對(duì)受風(fēng)浪影響較大的坡面，砂袋用繩索連接成串，間距1～2 m，確保模袋在整個(gè)工作面均勻分布，不產(chǎn)生突出現(xiàn)象，同時(shí)不能有折疊、卷曲、覆蓋的現(xiàn)象。模袋鋪展、壓穩(wěn)后，拉緊上緣固定繩索，防止模袋下滑。

前一塊模袋充灌結(jié)束后，采用相同方法鋪相鄰塊，塊與塊之間進(jìn)行縫聯(lián)，確保模袋之間接縫平順，結(jié)合緊密。

4）充灌混凝土?；炷凉嘧⑦^(guò)程分兩步施作，第一步灌注至日均海浪線以上，路床頂面，斜坡長(zhǎng)度9 m，線路縱斷面最低處路面結(jié)構(gòu)層以下，其高程統(tǒng)一定為2.1 m，待路面結(jié)構(gòu)層施工完成后再接高至路面頂面，以保證在路面結(jié)構(gòu)坡腳處的三角區(qū)壓實(shí)質(zhì)量。

充灌前，陸上部分的模袋應(yīng)灑水潤(rùn)濕?；炷敛捎肏B-30D混凝土泵灌注；充填前，泵管與充灌口應(yīng)扎牢，混凝土噴射管插入模袋灌口深度≮30 cm，當(dāng)噴射管垂直插入模袋內(nèi)時(shí)，在泵管口設(shè)置緩沖擋板。

充灌混凝土按先上游后下游，先深水后淺水，先標(biāo)準(zhǔn)后異形斷面的次序進(jìn)行，充灌從已充灌的相鄰模袋混凝土塊開始，由下而上，形成“S”形路徑。充灌過(guò)程中應(yīng)及時(shí)調(diào)整模袋上緣拉緊裝置，在充灌時(shí)由專人對(duì)插入袋口的噴管進(jìn)行左右擺動(dòng)并調(diào)整模袋內(nèi)的張力，使模袋內(nèi)混凝土充灌飽滿，厚度均勻。充灌速度控制在10～15 m3/h，充灌壓力為0.2～0.3 MPa，泵送距離不超過(guò)50 m。每一充灌口的充灌應(yīng)連續(xù)，充灌將近飽滿時(shí)，停5～10 min，待模袋中水分析出再充灌至飽滿，灌滿撤管后及時(shí)將充灌口扎緊并下壓，用棍子將沖灌口多余混凝土壓入模袋中?；炷凉嘧㈨樞蛞?jiàn)圖4。

圖4 混凝土灌注順序

為使模袋達(dá)到完全膨脹，形成嚴(yán)密充填的狀態(tài)并達(dá)到規(guī)定厚度，在剛充灌未凝結(jié)的模袋上用腳踩踏，保證模袋內(nèi)混凝土密度。充灌混凝土施工后需要驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后進(jìn)入下一道工序，否則返回進(jìn)行調(diào)整。

混凝土充灌結(jié)束待初凝后，及時(shí)用水將模袋表面的灰渣沖洗、清理干凈，以確保表面清潔美觀并進(jìn)行保護(hù)至少7 d。模袋混凝土充灌結(jié)束8 h以內(nèi)禁止人員踩踏和壓放重物并適時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)水用水車運(yùn)送淡水噴灑，嚴(yán)禁用海水養(yǎng)護(hù)。

模袋布的表面缺陷、模袋的規(guī)格尺寸和縫制質(zhì)量宜在工廠進(jìn)行檢查驗(yàn)收；模袋進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)逐批檢查出廠合格證和試驗(yàn)報(bào)告；模袋布的主要技術(shù)性能指標(biāo)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行抽查復(fù)驗(yàn)，每批抽檢1塊。

模袋混凝土充灌后應(yīng)用探針測(cè)量混凝土厚度，其平均值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，允許偏差-5%～8%。

模袋混凝土充灌后，其頂部寬度允許偏差±20 cm，頂?shù)撞扛叱唐?0～40mm。

4 結(jié)論

1）施工速度快。施工簡(jiǎn)單、效率高且可直接在水上或水下進(jìn)行施工。3道工序“砂墊層，防滲土工布，模袋混凝土”基本可同步施工，邊坡成型速度快。

2）節(jié)約投資。工序所需原材價(jià)格合宜，砂子可就近取材，防滲土工布及模袋輕便、占面積小，節(jié)省交通運(yùn)輸費(fèi)。

3）質(zhì)量保證。3層防護(hù)緊密貼合，既充分保證牢固度，又充分保證平整度。模袋混凝土具有良好的整體性，抗沖刷能力強(qiáng)，防護(hù)效果好，可起到減壓抗浪作用，增加工程護(hù)坡的安全度。