實(shí)例分析高寒地區(qū)水利工程模袋混凝土施工技術(shù)

陳 偉

(新疆烏蘇市水利局，新疆 烏蘇 833000)

實(shí)例分析高寒地區(qū)水利工程模袋混凝土施工技術(shù)

陳 偉

(新疆烏蘇市水利局，新疆 烏蘇 833000)

模袋混凝土技術(shù)是一種適用于高寒地區(qū)的新型施工技術(shù)，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)和探索，該技術(shù)已在多個(gè)寒冷地區(qū)推廣應(yīng)用。本文結(jié)合高寒地區(qū)某河段工程案例，對(duì)模袋混凝土施工技術(shù)展開(kāi)探討，介紹該河段工程具體情況和模袋混凝土施工要點(diǎn)，以期為日后類似工程施工提供參考依據(jù)。

高寒地區(qū);水利工程;模袋混凝土;施工技術(shù)

DO I:10.3969/j.issn.1672-2469.2016.08.025

20世紀(jì)80年代我國(guó)引入模袋混凝土技術(shù)，該技術(shù)使用織物模袋為軟模具，借助混凝土泵漿或混凝土灌入模袋成型，達(dá)到防滲漏、護(hù)底等功效。模袋混凝土技術(shù)主要用來(lái)護(hù)坡、建設(shè)水庫(kù)等操作，該方法具有技術(shù)堅(jiān)固耐用、施工方便、耐久性好、可在水下鋪設(shè)施工等優(yōu)點(diǎn)，值得在各大類似建筑中推廣應(yīng)用。目前，我國(guó)多個(gè)地區(qū)的江河、湖泊、海口等堤壩護(hù)坡使用膜袋混凝土施工。文中針對(duì)某河段護(hù)岸工程展開(kāi)研究，從施工前的準(zhǔn)備工作、鋪設(shè)模袋、混凝土充灌、養(yǎng)護(hù)等方面介紹模袋混凝土施工步驟及要點(diǎn)，獲得滿意的護(hù)坡效果，成為高寒地區(qū)防汛搶險(xiǎn)值得推行的新工藝。

1 優(yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用范圍

在高寒地區(qū)水利工程施工過(guò)程中，水下混凝土工程傳統(tǒng)方法要先修圍堰，開(kāi)展排水等相關(guān)前期工程，便于把水利工程暴露在無(wú)水狀態(tài)下，隨之要支模版澆筑混凝土，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的養(yǎng)護(hù)處理，待混凝土達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度方可拆除模板、圍堰。模板是水利工程施工中必不可少的軟模板，借助高壓泵把混凝土注入模袋內(nèi)，這種方法在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面表現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)越性，有效減少水利工程施工繁瑣的施工環(huán)節(jié)。因使用模袋混凝土一次性施工面積較大，形成板整體性強(qiáng)，有效縮短水下混凝土施工工期，減少一系列不必要的費(fèi)用。

模袋混凝土施工主要分為兩類，一是大面積素混凝土板形結(jié)構(gòu);二是適應(yīng)地基變形小塊混凝土設(shè)計(jì)的鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。本次研究主要討論前者，這種模袋混凝土結(jié)構(gòu)如下。模袋是整個(gè)施工中的軟模板，混凝土借助高壓泵傳送。模袋混凝土板面上，平均60cm左右設(shè)計(jì)縱橫向潛溝，使模袋混凝土面板成為大小相似的混凝土板組成，溝低和突起位置的厚度相差5～6cm。為方便混凝土施工并確保工程的整體強(qiáng)度，每個(gè)單元板體面積較大。如要避免提防出現(xiàn)不均勻沉陷，可采用順坡長(zhǎng)橫向再分縫。

2 高寒地區(qū)某河段工程概況

該地區(qū)某河段工程總長(zhǎng)度為68km，流域面積約為966km2，該流域內(nèi)山區(qū)、平原縱橫交錯(cuò)。河岸上游多數(shù)為山丘區(qū)，占整個(gè)流域面積的32%。降水后，山水、高地水搶占河槽，導(dǎo)致水勢(shì)猛。若本工程使用常規(guī)的砌塊護(hù)坡模式，施工難度加大，尤其是坡腳護(hù)底需先修筑圍堰方可正常施工。因此，必須開(kāi)展優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究符合工程環(huán)境、施工條件的混凝土施工方案。通過(guò)各類方案對(duì)比，得出模袋混凝土技術(shù)更適合在該河段進(jìn)行施工，獲得滿意的工程效果。

3 工程施工要點(diǎn)

根據(jù)該河段工程的性質(zhì)、地形、水文地質(zhì)、防護(hù)目的等因素綜合分析模袋的類型，模袋護(hù)坡選用無(wú)反濾排水點(diǎn)型模袋，混凝土厚度設(shè)定為15cm，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求。為加強(qiáng)模袋護(hù)坡抗滑穩(wěn)定性能，不僅在水下坡腳的水平部位設(shè)置大于2m的模袋混凝土進(jìn)行錨固處理，而且對(duì)坡頂平臺(tái)設(shè)計(jì)大于1m長(zhǎng)度的模袋混凝土。對(duì)沖坑進(jìn)行整理時(shí)，尤其重視土體碾壓、夯實(shí)等操作，提升模袋防護(hù)的穩(wěn)定性，該河段模袋混凝土施工流程如圖1。

圖1 模袋混凝土施工流程圖

3.1 施工準(zhǔn)備

依據(jù)該河段實(shí)際情況采用混凝土泵車(chē)地泵開(kāi)展施工，使用地泵過(guò)程中，通常要求在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)混凝土實(shí)施攪拌，現(xiàn)場(chǎng)配置攪拌站。若采用混凝土泵車(chē)開(kāi)展泵送操作，通常配合混凝土罐車(chē)實(shí)施運(yùn)輸。施工準(zhǔn)備包括準(zhǔn)備充足本次施工所需的材料和設(shè)備、平整坡面、開(kāi)挖頂腳基槽、等。同時(shí)，鋪設(shè)的機(jī)織模袋必須在各片連接底面鋪非織造土工織物，借助縫接或搭接的方式連接各片間非織造土工織物，搭接寬度控制在20～30cm，坡頂處采用8號(hào)鐵絲制成的n形釘進(jìn)行固定。簡(jiǎn)易模袋先要鋪設(shè)相應(yīng)的非織造土工織物濾層，隨之在其上鋪模袋。

3.2 設(shè)計(jì)合理的配合比

原料作為高寒地區(qū)模袋混凝土配合比設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，直接影響混凝土施工質(zhì)量。因此，必須按照水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥、砂、摻合料、模袋布等材料進(jìn)行試驗(yàn)選擇。試驗(yàn)人員根據(jù)該地區(qū)實(shí)際情況，在基礎(chǔ)配合比基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)整水泥用量、外加劑摻入量的指標(biāo)，獲得相應(yīng)的配合比方案，如表1。

表1 混凝土試驗(yàn)配合比表

3.3 檢查模袋

模袋運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)后，查看其是否配備廠家提供的模袋出廠合格證明和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。同時(shí)，相關(guān)人員從外觀上檢驗(yàn)其長(zhǎng)度、厚度和寬度是否滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，縫制寬度≥2cm，針眼的間接≤0.8mm，模袋表面出現(xiàn)的孔洞、蛛網(wǎng)、大肚紗、跳花等現(xiàn)象的數(shù)量因小于20處/塊，進(jìn)行黏合修補(bǔ)還可使用，但超出上述范圍則為不合格產(chǎn)品退還廠家。

3.4 鋪放模袋步驟

首先，進(jìn)行方向定位操作，主要包括坡腳線、坡頂線和坡度定位等，其中，坡頂線定位的功能是明確模袋混凝土的灌注高程，坡度實(shí)施定位主要準(zhǔn)確判定灌注模袋是否與護(hù)坡縱軸線處在垂直狀態(tài)，坡腳線定位主要控制成型模袋下邊線。如果灌注模袋與護(hù)坡縱軸線沒(méi)有處于垂直狀態(tài)，由于沿縱向的伸長(zhǎng)，偏斜誤差值增加，導(dǎo)致成型的模袋出現(xiàn)嚴(yán)重傾斜，直接影響模袋施工的質(zhì)量和美觀效果。因此，具體施工過(guò)程中要及時(shí)進(jìn)行糾正處理。通常情況下，模袋在企業(yè)進(jìn)行加工成型后方可運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，遵循由上而下的原則進(jìn)行鋪放，模袋平鋪在坡面上，模袋鋪放順序自上而下進(jìn)行。對(duì)模袋實(shí)施搭接操作時(shí)，要保證模袋不存在破損或孔洞，便便于各模袋進(jìn)行緊密集合。為防止模袋進(jìn)行混凝土灌注時(shí)發(fā)生下滑，必須對(duì)模袋進(jìn)行固定處理。當(dāng)模袋鋪設(shè)完工后，在模袋定位采用＞4m長(zhǎng)度的鋼管把橫帶進(jìn)行橫穿，使用4根豎向鋼管將其垂直打入土內(nèi)并進(jìn)行固定處理。

3.5 模袋混凝土充灌操作

充灌混凝土主要流程為:攪拌混凝土并運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)→泵車(chē)接管→插入模袋灌口內(nèi)→綁扎固定→灌注→檢驗(yàn)充灌質(zhì)量。混凝土灌注速度控制為10～15m3/h，出口壓控制在0.20～0.3Mpa之間為宜。泵軟管關(guān)口通過(guò)灌口進(jìn)入模袋，方便泵壓力直接用于模袋內(nèi)的混凝土，減輕灌口需要承受的反作用力。進(jìn)行充灌操作時(shí)，由2個(gè)人扶好泵軟管，防止其存在較大擺動(dòng)力。同時(shí)，合理控制灌口混凝土壓力。如果該位置混凝土壓力不斷升高，表示混凝土在模袋內(nèi)流動(dòng)減慢，必須合理調(diào)整泵車(chē)充灌速度。若灌口位置的混凝土壓力上升速度加快，應(yīng)及時(shí)停止充灌，檢查并采取針對(duì)性措施。如果踩踏疏導(dǎo)效果不理想，可按以下?tīng)顩r處理:如果灌口位置發(fā)生阻塞，可把泵管拆走，自灌口內(nèi)掏出阻塞的石子或混凝土，也可采用木桿把阻塞搗散進(jìn)行疏通繼續(xù)實(shí)施充灌操作。灌口周?chē)惹俺涔嗟幕炷寥狈α鲃?dòng)性，這種情況導(dǎo)致充灌施工中出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間停歇，此時(shí)可采取以下措施，用腳沿著最短距離踏出凹槽，改用砂漿對(duì)模袋實(shí)施填充。如果模袋被截死，在沒(méi)有充滿的上邊緣再打開(kāi)一灌口開(kāi)展充灌，灌口設(shè)定在側(cè)邊隱蔽位置，確保整體的美觀性。如果某個(gè)灌口充灌完成后，把灌布套中混凝土進(jìn)行清除，把布套塞入灌口并進(jìn)行縫合，隨之沖洗模袋表面，對(duì)灌口實(shí)施上述處理，能保證模袋表面的平整性和美觀性。但水下灌口，職能采用布套實(shí)施綁扎操作?？傊?，充灌混凝土操作要點(diǎn)是混凝土要具有較好的流動(dòng)性，確保整個(gè)充灌操作連續(xù)進(jìn)行行。

3.6 養(yǎng)護(hù)操作

一個(gè)施工單元完工后，把充灌混凝土相關(guān)器具轉(zhuǎn)移至下一個(gè)單元，對(duì)本單元施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施清理。待模袋混凝土終凝后，采用草袋覆蓋灑水并實(shí)施養(yǎng)護(hù)。整個(gè)施工完成后，對(duì)坡頂、坡腳和上下游兩側(cè)接頭位置進(jìn)行回填，同時(shí)，對(duì)護(hù)面混凝土實(shí)施養(yǎng)護(hù)處理。通常養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制為7天，要求在這段時(shí)間內(nèi)護(hù)坡表面一直處在潤(rùn)濕狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

近些年，高寒地區(qū)模袋混凝土施工在水利工程中使用越來(lái)越多，模袋混凝土護(hù)坡作為全新的水利工程施工技術(shù)，該方法具有施工速度快、費(fèi)用低廉、護(hù)坡效果好等優(yōu)點(diǎn)，適宜在各類水利工程中推廣應(yīng)用。文中在總結(jié)前人模袋混凝土施工方面研究成果基礎(chǔ)上，系統(tǒng)闡述模袋混凝土施工主要流程，針對(duì)某高寒地區(qū)實(shí)際情況，充分考慮高寒地區(qū)應(yīng)用模袋混凝土的要求和各項(xiàng)參數(shù)取值范圍，為設(shè)計(jì)合理的模袋混凝土抗穩(wěn)、抗寒性能奠定基礎(chǔ)，從而為類似地區(qū)模袋混凝土施工提供參考。

［1］張新林.談水利工程混凝土施工技術(shù)［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2014(06):95-96.

［2］候毅.高寒地區(qū)混凝土澆筑與養(yǎng)生淺談［J］.工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，2015(03):230-230.

［3］張志.淺談水利工程混凝土施工的質(zhì)量控制［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2015(05):25-27.

［4］李國(guó)東.水利項(xiàng)目混凝土工程施工質(zhì)量控制要點(diǎn)分析［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2015(07):51-52，70.

［5］張文軍，劉萬(wàn)江.高寒地區(qū)壩頂結(jié)構(gòu)鏡面混凝土施工技術(shù)［J］.水電與新能源，2015(04):16-17，25.

［6］戈文武，朱志堅(jiān).高寒地區(qū)碾壓瀝青混凝土心墻快速施工技術(shù)［J］.技術(shù)與市場(chǎng)，2014(09):209-210，212.

［7］周志東，劉春文，王位，等.西藏高寒地區(qū)混凝土的耐久性問(wèn)題及對(duì)策［J］.水利水電技術(shù)，2013(03):82-86.

［8］杜春瑞.高寒地區(qū)C40大體積高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)及應(yīng)用［J］.黑龍江科技信息，2015(10):191-191.

［9］徐佰林，練迪，黃耀英，等.基于基礎(chǔ)容許溫差的高寒地區(qū)大體積混凝土溫控措施研究［J］.中國(guó)農(nóng)村水利水電，2014(04): 129-131，136.

［10］莊錦.淺析高原高海拔高寒地區(qū)變電站工程建筑物鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014(20):102-102.

TV431

A

1672-2469(2016)08-0077-03

2016-02-26

陳 偉(1975年—)，男，工程師。