模袋混凝土護(hù)坡在丙洲海域整治工程中的應(yīng)用

馮莉

摘 要：利用模袋混凝土護(hù)坡的整體性能好，抗沖刷能力強(qiáng)，施工簡單高效，且可直接在水上或水下進(jìn)行施工等特點(diǎn)，對該技術(shù)在海域整治工程中的應(yīng)用推廣進(jìn)行了探索，并介紹了施工技術(shù)及要點(diǎn)，應(yīng)用成效顯著，對其他海域整治工程有著有益的借鑒與推廣作用。

關(guān)鍵詞：模袋混凝土 護(hù)坡 海域整治

模袋混凝土最早應(yīng)用于水利工程，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成為一項(xiàng)護(hù)坡新技術(shù)，并在歐、亞等地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。1983年，我國交通部首次引進(jìn)并在江蘇無錫錫澄運(yùn)河南閘段的成功應(yīng)用，從而加快了模袋混凝土護(hù)坡技術(shù)在我國的推廣，并廣泛的用于江河航道水庫的護(hù)坡護(hù)岸工程之中。但在海域整治工程中的應(yīng)用并不太多見。本文擬用丙洲海域整治工程為實(shí)例，探索模袋混凝土護(hù)坡技術(shù)在海域整治工程中的應(yīng)用。

工程概況

丙洲海域綜合整治工程位于同安灣西側(cè)，其起點(diǎn)位于濱海旅游道路K1+840樁號處，大致平行于環(huán)東海域?yàn)I海旅游道路往東北延伸，與環(huán)東海域?yàn)I海旅游道路平行間距為100m-700m不等，終點(diǎn)止于潘涂海堤。本工程建設(shè)充分利用環(huán)東海域的海灣資源優(yōu)勢，采取墾區(qū)吹填造地、灘涂清淤圍填等措施，拓展海灣、擴(kuò)充腹地，使同安灣灣水動(dòng)力和水交換條件得到改善，不僅營造健康的生態(tài)系統(tǒng)和良好水質(zhì)環(huán)境，而且對以后環(huán)東海域的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、旅游建設(shè)以及海洋旅游業(yè)等將起到巨大的作用，從而推動(dòng)廈門海灣型城市的建設(shè)。

模袋混凝土護(hù)坡原理及特點(diǎn)

模袋混凝土技術(shù)是采用高強(qiáng)度化纖長絲機(jī)織成的雙層模型袋（主要起模型作用），兩層織物之間間隔一定距離，用尼龍繩控制厚度，鋪設(shè)在需要防護(hù)的陸地、水下的坡面上，用混凝土泵把流動(dòng)性混凝土或砂漿充灌進(jìn)去。因模袋具有滲水性，在受到充灌壓力時(shí)，能將混凝土或砂漿中的多余水分從模袋中擠出，降低混凝土水灰比率，從而加速凝固，在短期內(nèi)得到高強(qiáng)度、高密度的混凝土或砂漿的硬化體來保護(hù)坡面。模袋混凝土適用于大江、大河，內(nèi)陸河道，湖泊、水庫，海防堤壩的護(hù)坡，它克服了其它護(hù)面型式的諸多缺點(diǎn)， 成為十分成熟的護(hù)面新技術(shù)，但是在沿海圍堰工程中采用模袋混凝土護(hù)坡尚屬一種新的嘗試。本工程利用模袋混凝土整體性能好，抗沖刷能力強(qiáng)，經(jīng)久耐用，技術(shù)先進(jìn)，設(shè)備簡單，施工快捷，可在水上、水下同時(shí)施工的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行充填砂袋護(hù)坡設(shè)計(jì)，為了加快施工進(jìn)度，節(jié)約工程投資，按照兩點(diǎn)波浪要素核算，在直接承受浪擊的SE、ESE、E向外海圍堰臨海側(cè)采用模袋混凝土護(hù)坡。

因廈門地區(qū)屬亞熱帶海洋性氣候，多年平均氣溫為20.8℃，極端最低氣溫為2.0℃，因此模袋混凝土厚度設(shè)計(jì)主要考慮抗波浪穩(wěn)定要求的板厚來確定，不考慮冬季冰推力作用的影響。波浪作用下按強(qiáng)度和穩(wěn)定兩種情況計(jì)算所需厚度。波浪對波浪峰撞擊護(hù)面的正壓力和波谷對護(hù)面底面形成的浮托力分別對面板產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。根據(jù)應(yīng)力的大小即可確定護(hù)面的厚度。其計(jì)算公式如下：

式中：L—波長（m）；B—垂直于水面線的護(hù)面板邊長（m）；M—坡比系數(shù)，m=cota，m=2～5；C—面板系數(shù)，對整體大塊混凝土板護(hù)面C=1，考慮有排水點(diǎn)的護(hù)面取C=1.5；Rm—護(hù)面板的容重；R—水酶容重。同時(shí)計(jì)算模袋混凝土厚度應(yīng)滿足構(gòu)造要求，模袋混凝土護(hù)坡厚度不宜小于15cm。

施工技術(shù)及要點(diǎn)

1、施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備包括施工材料、施工設(shè)備、施工人員的準(zhǔn)備。在施工準(zhǔn)備階段，做好材料的見證取樣及混凝土配合比工作，做好施工設(shè)備及人員安排及施工現(xiàn)場平面布置。

2、施工過程

2.1 基層處理

基層處理坡面應(yīng)做到平順，無明顯凹凸。在坡面上采用“突出部位削坡，凹坑部位回填”方法進(jìn)行理坡，以削坡為主，按實(shí)際要求修整坡面?；鶎犹幚頃r(shí)將所有淤泥、石塊、樹根及其它易損傷土工模袋的硬物等，全部清理干凈。

2.2 鋪設(shè)模袋

2.2.1 材料要求

進(jìn)場的模袋應(yīng)具備出廠日期鑒定書及抽樣實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并在監(jiān)理工程師的見證下現(xiàn)場取樣送具備資質(zhì)的檢測站，復(fù)檢合格，方能使用。模袋技術(shù)指標(biāo)詳見表1。

2.2.2模袋鋪設(shè)要求

模袋鋪設(shè)按照“平”、“正”“足”的要求，先上游后下游，先深水后淺水，先標(biāo)準(zhǔn)斷面后異形斷面的次序進(jìn)行。模袋宜先卷卷，在其上、下緣管套中穿入鋼管，以下緣鋼管為軸，將模袋卷成卷，在鋪設(shè)前應(yīng)設(shè)定位樁及拉緊裝置。模袋鋪展、壓穩(wěn)后，應(yīng)拉緊上緣固定繩索，以防止模袋下滑。

2.3 混凝土充灌

2.3.1 混凝土配合比

在混凝土配合比設(shè)計(jì)中要滿足混凝土骨料最大粒徑的要求（表2），以滿足混凝土和易性和流動(dòng)性的要求，有利于混凝土的施工。本工程混凝土配合比設(shè)計(jì)詳見表3。

2.3.2 充灌混凝土要求

模袋鋪設(shè)好后，及時(shí)沖灌混凝土，沖灌時(shí)陸上部分的模袋在充灌前灑水潤濕，充灌從已充灌的相鄰的模袋混凝土處開始，由下而上，依次進(jìn)行，每塊模袋充灌順序遵循“四先原則”：即先下后上，先左右后中間，先上游后下游，先標(biāo)準(zhǔn)斷面后異形斷面，防止模袋在充灌過程中產(chǎn)生偏移和移位，注入口注一個(gè)打開一個(gè)，注完立即扎緊封口。每一充灌口的充灌連續(xù)、充灌將近飽滿時(shí)，暫停5—10min，待模袋中水分析出后，再充灌至飽滿。若確需暫停充灌時(shí)必須控制好充灌間隙時(shí)間：水上不超過30分鐘，水下不超過1小時(shí)。

2.3.3 混凝土試件留置及判斷標(biāo)準(zhǔn)

模袋混凝土施工按照現(xiàn)場澆注混凝土留置試件組數(shù)的要求：每100m3取一組，每工作班不足100m3也取一組。

判斷標(biāo)準(zhǔn)：

當(dāng)混凝土試件組數(shù)n≥5時(shí)，其強(qiáng)度判斷采用統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算，計(jì)算公式如下：

式中：fcu，k—混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）；Mfcu——n組混凝土立方體抗壓強(qiáng)度平均值（MPa）；Sfcu——n組混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）；fcu，min——n組混凝土立方體抗壓強(qiáng)度中的最小值（MPa）；﹠0——港工混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差的平均水平。當(dāng)混凝土試件組數(shù)n<5時(shí)，其強(qiáng)度判斷采用非統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算。

2.4 養(yǎng)護(hù)

模袋混凝土沖灌完成及時(shí)沖洗模袋表面上的混凝土，同時(shí)要做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。一般養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7天。

結(jié)束語

在本工程中，利用模袋混凝土技術(shù)替代了通常采用2.0t四腳空心方塊護(hù)坡的方法，取得了顯著成效。經(jīng)過5個(gè)月的使用，中科院武漢巖土力學(xué)研究所對外海圍堰穩(wěn)定性進(jìn)行全過程的監(jiān)測，外海圍堰水平位移的最大點(diǎn)在AK1+000處，累計(jì)位移量為8.26mm，平均位移速率為0.14mm/d，其值遠(yuǎn)小于規(guī)范及設(shè)計(jì)確定的極限指標(biāo)5mm/d。2007年，廈門沿海經(jīng)受了3次臺風(fēng)的襲擊，模袋混凝土護(hù)坡較強(qiáng)的抵抗了臺風(fēng)的襲擊。同時(shí)模袋混凝土具有成型外觀美觀、整體性能好、施工快捷等優(yōu)點(diǎn)。雖然模袋混凝土在使用中存在無有效的抗滑移措施，容易使成型的模袋混凝土下滑和不均勻沉降等原因，易導(dǎo)致局部模袋混凝土出現(xiàn)細(xì)微的裂紋的局限性，但是在施工過程中可以建議設(shè)計(jì)增加袋裝砂護(hù)腳或拋石護(hù)底和在圍堰的施工中要做好地基處理，同時(shí)建議在每片模袋混凝土中配置適當(dāng)?shù)臉?gòu)造鋼筋，并確保施工到位，嚴(yán)格監(jiān)理驗(yàn)收程序等措施有效克服模袋混凝土存在的局限性。積極研究對策，充分利用模袋混凝土的優(yōu)點(diǎn)，在沿海圍堰護(hù)坡工程中推廣使用模袋混凝土施工技術(shù)將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈永科 模袋混凝土護(hù)坡技術(shù)簡介

[2] 劉萬新 模袋混凝土護(hù)坡在永定河滯洪水庫工程中的應(yīng)用

[3] JTJ/T239-98 水運(yùn)工程土工織物應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S]

（作者單位：長江武漢航道工程局）endprint