化纖模袋護(hù)岸施工技術(shù)改進(jìn)

周口市沙潁河工程管理處 劉 婧

化纖模袋護(hù)岸施工技術(shù)是水利行業(yè)經(jīng)過多年的實(shí)踐形成的一項(xiàng)保護(hù)堤防、防止堤防決口、可直接進(jìn)行水下護(hù)坡施工的新技術(shù)，它解決了險工險段水下部分施工難度大、需打圍堰、耗資大、工期長等一系列難題。由于是新技術(shù)，在諸多方面還需要改進(jìn)和完善，只有在實(shí)踐中不斷加以改進(jìn)和創(chuàng)新，這一技術(shù)才會得到更為廣泛的應(yīng)用。

早在1994年，化纖模袋護(hù)岸施工技術(shù)就在周口市的沙河白衣廟險工、晉莊險工以及劉營、石佛廟、趙集、新莊、尚彎關(guān)等險工段施工中得到了應(yīng)用。本文，筆者以周口市石佛廟險工水下模袋護(hù)坡為例，該工程于1994年9月修建完工，已經(jīng)過18 a的洪水考驗(yàn)，至今仍發(fā)著重要作用。工程完好程度高，對周圍人民的生命財產(chǎn)安全起到良好的保護(hù)效果，據(jù)統(tǒng)計(jì)其他險工應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)也一直發(fā)揮著作用，這充分說明模袋護(hù)岸施工技術(shù)在護(hù)坡工程上具有重要的作用，值得推廣應(yīng)用。這一技術(shù)填補(bǔ)了深水水下作業(yè)的一項(xiàng)空白，解決了不打圍堰就可直接進(jìn)行水下護(hù)坡的施工技術(shù)難題。但是1996年至今，該項(xiàng)技術(shù)幾乎沒有采用過，周口市大多水毀修復(fù)工程還是采用老方法居多。因此，對化纖模袋護(hù)岸施工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，具有重要的實(shí)際意義。

一、化纖模袋的原料及物理性能

化纖模袋為聚丙烯纖維編織而成，每平方米質(zhì)量約0.1 kg，有效孔徑為0.09～0.12 mm，縱橫向抗拉強(qiáng)度為300～400 N/cm5。

二、模袋的加工制作

模袋是由生產(chǎn)廠家按設(shè)計(jì)要求加工成幅寬4.2 m、長度不等的直筒袋，購回后需二次再加工。周口市石佛廟險工水下模袋護(hù)坡的具體加工方法和標(biāo)準(zhǔn)如下。

1.模袋鋪設(shè)范圍。模袋縱向長180 m，橫向從河底33 m高程向上到44 m，垂直高度為11 m。

2.邊坡穩(wěn)定分析。該險工段經(jīng)常處在周口大閘正常蓄水位47 m高程以下，水深14 m，邊坡按穩(wěn)定分析計(jì)算確定。

3.模袋充填厚度。根據(jù)模袋受自重而產(chǎn)生的最大彎曲應(yīng)力，設(shè)計(jì)化纖模袋成型厚度為15 cm。

4.模袋長、寬尺寸。按抗滑要求，模袋鋪底5 m，充填砂漿后護(hù)底段厚度為25 cm，岸坡充填砂漿后厚度為15 cm，模袋壓頂寬100 cm，并設(shè)有50 cm×50 cm 的混凝土加固槽，將模袋充滿砂漿后壓進(jìn)槽內(nèi)，因模袋充漿后有縱向收縮，設(shè)計(jì)模袋長30 m。成型后寬4.1 m。

5.模袋控點(diǎn)（拉點(diǎn)）間距及規(guī)格。拉點(diǎn)控制模袋護(hù)坡厚度，拉點(diǎn)間距20 cm×20 cm，拉點(diǎn)用3 股×5 絲的尼龍線綁扎成四棱錐形，錐底為5 cm×5 cm的正十字形，護(hù)底段拉點(diǎn)錐高13～15 cm其他拉點(diǎn)錐高8～10 cm，充填砂漿后護(hù)底段厚25 cm，坡面厚15 cm，兩側(cè)邊緣一行拉點(diǎn)錐高控制在5～6 cm，以便相鄰模袋間的搭接。

6.過濾縫。在預(yù)鋪模袋的上游縫制50 cm寬、長度與模袋長相同的無紡布，以利接縫處濾水。

7.灌漿口及灌注口袋。在模袋的上層面上從河底到坡頂縫制4～6 排灌漿口袋，每排2 個，間距5～6 m，最下一排距底邊緣2.5～3 m，灌漿口直徑為20 cm，長度視水深而定，一般要超出水面2.0 m以上，并把進(jìn)料袋卷好，施工前系于細(xì)竹竿上，以防止進(jìn)料袋扭折，便于進(jìn)料導(dǎo)管插入。

8.模袋底邊及兩側(cè)處理。在模袋底邊及兩側(cè)縫制拉鼻，底邊間距2.0 m，兩側(cè)拉鼻間距5 m，為防止因水流導(dǎo)致翻卷，沿袋長方向每5 m再綁細(xì)竹竿1根。每條模袋加工好后，要正反面逐點(diǎn)檢查，發(fā)現(xiàn)不合格拉點(diǎn)，要現(xiàn)場拆除重綁。險工險段施工前要進(jìn)行斷面測量和尺寸設(shè)計(jì)，按不同斷面計(jì)算加工好的模袋，要按從下游到上游順序編號存放，施工時對號入座，另加工2～3個模袋以備用。

三、險工岸坡整理

首先按設(shè)計(jì)要求開挖岸坡，進(jìn)行削破整治，岸坡及模袋頂部壓槽要開挖平順，所挖土方嚴(yán)禁倒入預(yù)護(hù)河段。

四、砂、灰料加工及制漿

砂、灰料運(yùn)往工地后要嚴(yán)格過篩，以保障灰漿泵及輸漿管暢通無阻。水泥砂漿要做配比實(shí)驗(yàn)，以保證砂漿強(qiáng)度.以普通水泥和中細(xì)砂為主，水灰比控制在0.6～0.7，灰砂比為1∶（2～3）；砂漿坍落度在20～30 cm，粉煤灰可摻至水泥重量的30%～40%，并加木質(zhì)磺酸鈣減水劑，其摻入量為水泥重量的0.3%左右，各種材料的摻入量要標(biāo)寫在黑板上，并懸掛于灰漿攪拌機(jī)旁，由專門技術(shù)人員嚴(yán)格把關(guān)。

五、模袋鋪設(shè)

1.鋪前準(zhǔn)備。根據(jù)預(yù)鋪模袋在水下的端點(diǎn)位置預(yù)先備好的船只（長10 m鋼或木板船）2～4艘，分別固定在預(yù)鋪模袋兩側(cè)，中間用10 cm厚的木板搭接，以便行人和施工操作。

2.鋪設(shè)過程。根據(jù)水流方向摸袋要從下游向上游逐個對號鋪設(shè)，鋪設(shè)時用鋼管從模袋上端拉鼻內(nèi)穿好，用粗鐵絲或粗尼龍繩固定于岸坡的鋼釬上，然后在船上將模袋沿河坡水面鋪設(shè)，待將模袋拉到預(yù)定位置時，用直徑3～4 英寸的鋼管或用綁有細(xì)繩的石塊系于摸袋底邊的拉鼻上，并將其順兩邊角預(yù)先固定好的豎向鋼管緩緩壓入水中；為了防止在充灌水泥砂漿時模袋中間因水流作用而折起，橫向每隔3～5 m 用細(xì)竹竿將模袋撐開。在模袋入水過程中，要由專人觀察，防止其翻轉(zhuǎn)扭動。

3.灌注口設(shè)置。在鋪設(shè)模袋時，水下的灌注口要扎浮子，將其引到水面上，繼而用直徑75～100 mm 的塑料管插入灌注口袋內(nèi)進(jìn)行灌漿，待充灌后可撥出豎向鋼管。

六、模袋充填灌漿

1.充灌試驗(yàn)。水下灌漿因看不見砂漿在模袋中的進(jìn)尺，因此在正式施工前必須先做充灌試驗(yàn)，記錄好每分鐘的灌入量和每塊模袋充灌的時間間隔以及不同階段的充灌時間。一方面要求出灰漿的實(shí)際出漿量和充灌每平方米模袋所需的時間，在充灌水下模袋時，按每個充灌口所控制面積12～14 m2考慮，掌握好每個充灌口所需的充灌時間；另一方面，通過試驗(yàn)可確定模袋的強(qiáng)度和厚度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.充灌過程。在充灌過程中掌握好水下施工的進(jìn)度和充灌時間，若充灌過程發(fā)生斷線或鼓包要及時停灌，待多余水分排出后再繼續(xù)充灌。在充灌時要不斷上下晃動灌注口袋及導(dǎo)管以防止堵塞，待每個灌漿口按預(yù)定時間灌漿后，應(yīng)扎起進(jìn)料口，然后置于水中。

3.充灌進(jìn)度控制。為了爭取進(jìn)度，保證模袋在充灌時不出現(xiàn)斷線或鼓包現(xiàn)象，每個模袋按坡度及砂漿的初凝時間間隔情況分多次充灌，利用施工流水步距和節(jié)拍，同時連續(xù)鋪設(shè)幾個模袋，對同一條模袋由水下向水上分期充灌直至壓頂，數(shù)個模袋輪流注漿，有充灌下部的，有充灌中部的，有充灌上部的，達(dá)到人和機(jī)械有序配合，不會造成窩工，可有效加快施工進(jìn)度。

七、施工中應(yīng)注意的問題

1.在模袋加工制作、鋪設(shè)、灌漿的整個過程中，嚴(yán)禁在其上面抽煙。對按設(shè)計(jì)加工好的模袋要卷好，由專庫專人保管，嚴(yán)禁曝曬。

2.拉點(diǎn)綁扎是關(guān)鍵，要認(rèn)真細(xì)致逐面逐點(diǎn)檢查，灌漿過程中一旦斷線，一點(diǎn)觸及數(shù)個乃至數(shù)十個拉點(diǎn)斷線，輕者鼓包造成浪費(fèi)，影響工期；重者模袋潰爛報廢，造成較大損失。

3.灌注口袋一定要縫制牢固，要逐個檢查試?yán)?，在灌漿過程中，一旦拉掉或撕裂一個進(jìn)料袋，就意味著報廢一條模袋。

4.對充填物中的砂、粉煤灰要嚴(yán)格過篩，以免因堵塞灰漿管而延誤工期。在施工間歇時，停止灌漿前一定要把灰漿泵及輸漿管用清水沖洗干凈，以利再次輸漿。

5.在每次充灌前要適當(dāng)放松模袋頂部的拉繩以便適應(yīng)模袋收縮，保證灌漿質(zhì)量，在充灌期間一般不再松動拉繩，以免模袋滑入河中。

6.在模袋鋪設(shè)前要查清預(yù)鋪岸坡及河底情況，清除障礙物，以防扎破模袋造成漏漿。

7.模袋定位要準(zhǔn)確，兩模袋搭接一定要嚴(yán)密，對護(hù)坡段上下游端的兩個模袋，要加強(qiáng)保護(hù)，防止水流淘刷，導(dǎo)致斷裂。

從以上石佛廟險工模袋制作到施工不難看出，該項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了水下深水施工作業(yè)不必打圍堰這一項(xiàng)空白，但其技術(shù)性和可操作性難度較大，技術(shù)含量高，推廣應(yīng)用起來確實(shí)比較困難，要想達(dá)到廣泛的應(yīng)用和普遍性的要求，其施工技術(shù)有些環(huán)節(jié)必須加以改進(jìn)。

八、存在問題及技術(shù)改進(jìn)

1.模袋二次制作需要改進(jìn)。模袋購回后需二次再加工，且加工制作程序太繁雜，還要投入大量人力，耗費(fèi)太多時間，并且人工費(fèi)用較高，人工綁扎結(jié)點(diǎn)也不夠結(jié)實(shí)、不夠標(biāo)準(zhǔn)。改進(jìn)方法如下。

化纖模袋生產(chǎn)廠家按規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)用機(jī)械制造成型后，根據(jù)不同結(jié)點(diǎn)比例、單位時間不同控制面積、不同成型厚度、不同模袋尺寸分出型號、規(guī)格、編碼后成品出售，這樣買回來后便可直接投入使用。

2.模袋鋪設(shè)技術(shù)需要改進(jìn)。過去模袋是沿河坡向水中鋪設(shè)，從設(shè)計(jì)位置將模袋沿水面用小船拉到一定位置后再用鋼管或石塊壓入水中，這種方式施工時難度大，因浮力作用或遇到大風(fēng)模袋會在水面漂浮或翻卷，很難按設(shè)計(jì)要求全部沉入水下，需要投入較多人力、物力，耗費(fèi)很長時間，甚至達(dá)不到理想的效果。技術(shù)改進(jìn)如下。

事先按模袋寬度4 m預(yù)制圓環(huán)形或圓柱形混凝土柱體，長度為4 m，內(nèi)徑200 mm，外徑400 mm，將模袋在平地水平攤開，圓柱體放在模袋入水的一端，即從鋪入河底一端開始滾動柱體，使模袋象布匹一樣裹住混凝土圓柱體，將模袋卷成圓筒狀后抬到預(yù)鋪位置，最外端模袋固定于岸坡上，然后從坡上向坡下滾動柱體，釋放開所裹繞的模袋，由于混凝土圓柱體有一定的重量，滾到接觸水面后也不上浮，會一直沿坡面往水下滾動，如果事先在圓柱上做好準(zhǔn)備（比如兩端纏繞繩索）稍加外力作用就很快將柱子滾到河底，所裹繞的模袋也隨之展入水下設(shè)計(jì)位置，這樣既省時又省力，還能克服模袋上浮及翻折問題。

3.模袋充填灌漿技術(shù)改進(jìn)。充填灌漿是整個工程施工的關(guān)鍵，必須保證灌入的砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度和塔落度，而且水下施工時初凝時間要快，這就要求充灌時一定要按規(guī)程操作，首先輸漿管不能過長、過細(xì)，要保證有一定的壓力，這就要求灰漿盤不能固定不變，要跟隨模袋移動，處于灌漿模袋的最近位置輸送灰漿，切實(shí)掌握好每個充灌口所需的充灌時間，避免少灌或因超時多灌撐斷拉線。技術(shù)改進(jìn)：船只只需兩艘，灰漿盤采用移動式裝置，能夠跟隨施工模袋移動，這樣一來就大大縮短了水泥砂漿的入袋時間，防止砂漿過快凝固阻塞輸漿管。在進(jìn)行每塊模袋充灌時，要按模袋在鋪設(shè)斷面上坡度大小，因地制宜，分別情況，分期進(jìn)行充灌，緩坡一次可充灌多一些，陡坡一次可充灌少一些，在每次充灌前都要適當(dāng)移動坡頂模袋拉繩，然后將拉繩固定，在充灌中拉繩不許再松動，以防模袋由于充灌后產(chǎn)生的重力下滑。

九、施工技術(shù)效益

通過對已竣工的模袋工程進(jìn)行分析，經(jīng)過不斷觀測、對比，在總結(jié)其變化規(guī)律基礎(chǔ)上，對模袋工程施工技術(shù)提出了以上幾點(diǎn)改進(jìn)措施，周口市多處險工險段經(jīng)過多年的洪水考驗(yàn)，至今工程完好，效益顯著。

1.與磚石護(hù)坡相比，模袋護(hù)坡技術(shù)具有不打圍堰、不排水、不挖基、削坡土方少、動用勞力少等優(yōu)點(diǎn)，且易于工程管理，便于水下施工，進(jìn)度較快。

2.可因地制宜，就地取材，節(jié)省投資。若采用拋石護(hù)基、磚石或混凝土護(hù)岸，因塊石、石子等骨料當(dāng)?shù)貨]有，需從外地采購，運(yùn)輸困難，價格較高。而用水泥砂漿充填模袋護(hù)坡，砂子、水泥，灰（可用粉土替代）均可就地取材，價格便宜，成本低。

3.抗沖性能好，較拋石等穩(wěn)定，即使若干年后基礎(chǔ)有變化，用模袋修復(fù)起來也比較方便。

十、結(jié)論

通過對化纖模袋護(hù)岸施工技術(shù)的改進(jìn)，使模袋施工技術(shù)在應(yīng)用更具有可操作性和簡便性，是今后水利堤防除險加固，消除隱患非常簡便快捷的好方法，尤其對深水水下護(hù)坡施工，效果更為顯著。