膜袋混凝土在松散堆積體江岸防護工程中的應用

楊 勛， 彭 育 新， 康 路 明

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

1 工程概述

葉巴灘水電站位于四川與西藏界河金沙江上游河段，系金沙江上游梯級水電站的第7級，其上一級為波羅水電站，下一級是拉哇水電站。壩址位于金沙江支流降曲河口下游0.6 km，左岸屬四川甘孜藏族自治州白玉縣，右岸屬西藏自治區(qū)昌都地區(qū)貢覺縣。場內(nèi)沿江低線公路位于金沙江兩岸(兩岸長約2 km)，江岸邊坡受低線公路施工影響形成約3 m厚的松散堆積體。

2 工藝原理

將“CX150型丙綸高強機織土工膜袋”做為混凝土成型的模具，利用膜袋的透水性，在混凝土灌入以后，多余的水分通過膜袋空隙滲出，可以迅速降低水灰比，加快混凝土的凝固速度，增強混凝土強度。土工膜袋混凝土的應用解決了常規(guī)河岸岸坡治理施工難度與工效低下的問題。

3 施工流程及操作要點

3.1 孤石解爆

為確保土工模袋的平整度，提高混凝土澆筑填充的密實度，須對凸出基礎面的孤石進行解爆，為減少爆破飛石量，采用小藥量松動爆破方式。在鉆機的風管上加接一個三通，往風管內(nèi)加適量清水，水壓大于1.3 MPa(不小于風壓)以使水能夠進入風管內(nèi)，達到降塵的目的。

3.2 岸坡修整 回填石渣細料

孤石爆破完成后，采用CAT320反鏟對岸坡進行粗平與壓實，對局部石塊架空部位利用石渣細料進行回填。石渣細料來源為洞挖石渣，坡比按照1∶1控制，不平整度≤20 cm為宜。

3.3 土工膜袋鋪設固定

在距預鋪膜袋上端2 m以上，首先將膜袋卷在φ80 mm鋼管上，其次在沿水流方向設立φ25 mm固定錨筋，固定錨筋間距φ為0.5 m。固定完成后，采用人工對膜袋進行鋪設。

圖1 土工膜袋固定方式示意圖

3.4 土工膜袋縫制拼接

相鄰兩塊膜袋之間的連接采用現(xiàn)場縫接，縫制方法采用“四層疊制”法，縫制寬度不小于2 cm，針腳間距小于0.8 cm，且10 cm內(nèi)不少于12針。膜袋拼接鋪設前用高壓水將坡面沖洗干凈。

3.5 混凝土拌制

充分考慮現(xiàn)場高海拔、高流速等環(huán)境因素，在較低水膠比的條件下，提高混凝土的擴散度、體積穩(wěn)定性、強度和耐久性。

利用高性能減水劑的分散作用，提高混凝土的和易性和流動性，減少混凝土早期水泥漿體的絮狀結構，釋放大量的自由水，改善混凝土流變特性。

嚴格控制粗骨料超、遜徑及河砂的含泥量，骨料具有良好的級配，通過適當增大砂率提高混凝土的流動性和填充性，水膠比宜≤0.55。膠凝材料摻入Ⅱ級粉煤灰，以降低水泥用量，節(jié)約施工成本。

混凝土拌制確定最終水膠比為：0.53，強度為C30F50W4。原材料采用P.O42.5水泥，粉煤灰采用Ⅱ級粉煤灰，骨料為場內(nèi)篩分系統(tǒng)生產(chǎn)：天然砂(0～5 mm)、卵石(5～20 mm)，外加劑采用ZCD-1聚羧酸高性能減水劑及引氣劑。根據(jù)《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ 55-2011進行拌制，具體參數(shù)見表1。

表1 膜袋混凝土配合比

3.6 土工膜袋混凝土澆筑

因現(xiàn)場施工需占用場內(nèi)低線公路，故土工膜袋混凝土施工采用空間占用小、移動方便靈活的溜桶方式進行澆筑。為保證澆筑充填順利，正式澆筑填充前膜袋采取人工灑水方式充分濕潤，保證膜袋充分濕潤狀態(tài)后才開始施工。

根據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144-2015要求：溜桶垂直運輸高度超過10 m時應設置緩沖裝置。由于本工程土工膜袋縱向長度為20 m，實際基礎面坡比為1∶1.07，垂直高度最大僅為15 m，故溜桶無需設置緩沖裝置。

溜桶須有防脫落措施，節(jié)間連接牢固、平順，且在澆筑前先用水進行潤滑，溜桶插入膜袋入料口深度為30 cm。每幅膜袋澆筑順序為：自下而上，由左及右。澆筑過程中人工對未初凝的膜袋及時進行拉伸、踩平，控制灌注成型的厚度，確保膜袋邊角部位混凝土灌注密實和厚度均勻。

3.7 土工膜袋混凝土養(yǎng)護

混凝土澆筑完成的同時采取人工灑水的方式進行養(yǎng)護，養(yǎng)護期不小于14 d，在養(yǎng)護期間要確保澆筑成型土工膜袋表面處于濕潤狀態(tài)。

3.8 效果檢查

經(jīng)現(xiàn)場取樣試驗檢測，混凝土的主要指標如下：

混凝土抗壓強度最低達設計值105%，最高達設計值112%，平均為109%，且抗凍融循環(huán)指標和抗?jié)B試驗均能達到要求的等級。

表2 澆筑成型土工膜袋外觀質量檢查表

4 材料與設備

4.1 主要材料

本工法施工的原材料為CX150型丙綸高強機織土工膜袋，原材料的規(guī)格為：幅寬2.4 m，填充后厚度0.2 m，長度按照20 m定制。高流態(tài)混凝土由現(xiàn)場試驗室配置，并進行過程調整與質量監(jiān)控。

4.2 主要設備

本工法中使用的主要設備投入情況見表4。

5 質量控制

(1)基礎面在孤石解爆完成后，須對局部架空區(qū)域采用石渣細料進行回填、壓實、平整完成后進行基礎面平整度進行檢查，滿足要求并經(jīng)驗收合格后方可進行下道工序的施工。

(2)施工前必須對所有的水泥、砂、石、粉煤灰、外加劑等進行檢驗，必須經(jīng)檢驗合格后才可作為混凝土的原材料使用。

表3 土工模袋強度指標

表4 機械設備投入情況表

(3)施工時嚴格對混凝土的配合比及施工生產(chǎn)過程中的稱量、拌制、運輸、澆筑、養(yǎng)護等主要環(huán)節(jié)按照現(xiàn)行行業(yè)標準的規(guī)定進行檢查控制，嚴格按混凝土配合比進行下料，保證混凝土的攪拌時間，同時注意混凝土的塌落度控制。

(4)混凝土填充前應掌握水文、氣象預報、對拌合設備、拌合料和原材料遮蔭覆蓋；混凝土施工過程中做好完整的施工記錄，隨機抽樣檢查混凝土的塌落度。

(5)施工前做好技術交底工作，要求現(xiàn)場管理人員和施工人員掌握混凝土澆筑要點。及時反饋信息保證澆筑質量。

(6)膜袋混凝土在充填時，由試驗人員負責監(jiān)督混凝土質量，如坍落度、骨料粒徑等如不符合膜袋混凝土充填(和易性、擴散性)要求的，拒絕澆筑，以保證工程質量與正常施工。

(7)混凝土拌合物還要求和易性好，流動性保持能力強，有較好的黏聚性和保水性，在運輸和澆筑中不發(fā)生分層、泌水、離析現(xiàn)象。

(8)膜袋混凝土強度采用在充灌口有關規(guī)定取樣，先灌入相同材質的小膜袋(15 cm×15 cm)中，吊置10～20 min，取出再裝入150 mm×150 mm×150 mm標準試模成型的方式檢驗，在澆筑混凝土地點隨機取樣制作，保證混凝土澆筑質量的跟蹤。

6 結 語

聚丙綸土工膜是由雙層的聚丙烯形成的延伸性較強，適應變形能力高，耐腐蝕，耐低溫，抗凍性能好的袋裝憎水性材料。袋內(nèi)填充高流態(tài)混凝土，固結后形成具有一定強度的板狀結構，適合用于河岸邊坡、沿江江岸防護工程等。

該工藝施工簡便、經(jīng)濟、抗沖刷能力及適應復雜地形能力強，確保了葉巴灘水電站壩區(qū)河岸邊坡經(jīng)受住了汛期洪水的考驗，避免了因松散邊江岸坡沖毀而導致的河道淤堵，保障了場內(nèi)低線公路的安全運行，降低了能源消耗，取得了良好的經(jīng)濟、環(huán)保效益。