機織模袋混凝土技術在渠道防滲中的應用

李瑞英

（盤錦市大洼區(qū)水利服務中心，遼寧 盤錦 124200）

機織模袋混凝土技術主要是指利用高壓泵設備將水泥砂漿或混凝土灌入機織的模袋中，其厚度能夠通過模袋內(nèi)的吊筋繩長度來進行控制，經(jīng)過固結后形成一定結構，進而在工程中使用。這種混凝土屬于新型的材料，在堤壩防護以及渠道防滲等工程中得到了較廣泛的應用。這種模袋混凝土有很好的應用優(yōu)勢，在施工時能夠一次成型，簡單便捷，對于各種地形的適應性較強，對護坡以及渠道防滲具有較好的穩(wěn)定性，而且抗壓強度也很好。

1 工程概況

某灌區(qū)處于地勢平坦且地貌單一的大平原地區(qū)，沿海的灘涂每年都呈現(xiàn)外延趨勢，變化特點是由東向西逐漸降低，地面的海拔從3m降到2m，灘涂地面的高程為1.5m。灌區(qū)在常年運行的過程中，逐漸形成了粗放的灌溉方式，渠道體系的分布存在問題，渠道輸水由于滲漏問題而產(chǎn)生損失，農(nóng)業(yè)水利設備也遭受一定程度的損壞，對于灌區(qū)內(nèi)的農(nóng)業(yè)發(fā)展有非常不利的影響。而且水流量的減小增加了灌溉的時間，影響了灌溉的效率，使?jié)B流情況更加嚴重，阻礙了灌區(qū)灌溉的順利運行。按照灌區(qū)工程建設的總體要求，需要對灌區(qū)進行節(jié)水改造，具體包括渠道防滲工程建設、渠系建筑物改造工程建設等。

2 襯砌工程設計

（1）防滲襯砌設計。在較大型的骨干渠道工程建設中，使用比較廣泛的防滲護坡技術主要有砌石、現(xiàn)澆混凝土板以及機織模袋混凝土。從投入成本方面比較，機織模袋混凝土技術相較于其他兩種，花費的成本稍高一些，但是使用機織模袋混凝土進行防滲護坡，施工簡單快捷，而且具有較高的機械化程度，所以綜合考慮，使用機織模袋混凝土技術對該灌區(qū)的渠道工程進行防滲設計。在對原有渠道邊坡進行防滲加固時，渠系原有的斷面尺寸不需要進行改變，對原有渠道邊坡使用機織模袋混凝土進行處理。該灌區(qū)地下水位較高，所以渠底的襯砌不需要進行處理。

（2）計算渠道水力。對于渠道流量的設計選擇20.0～35.1m3/s，因為抽水站沒有備用的水泵，所以襯砌后的新建總干渠流量繼續(xù)使用設計的流量進行計算，邊坡系數(shù)為2，渠道比降為1/10000，灌區(qū)渠道的土質主要是壤土，渠道的糙率系數(shù)為0.02。根據(jù)明渠均勻流計算公式對渠道的水力、斷面過流能力等進行計算，具體的計算公式為Q=WC×RJ。其中，W為過水斷面面積；C為謝水系數(shù)；R為水力半徑；J為渠道比降。根據(jù)計算結果可以得出，該灌區(qū)渠道在襯砌后，水流流速在0.40～0.46m/s時，按照設計流量的0.4m/s進行計算，得出最小的流量值是0.34m/s；根據(jù)設計的標準，經(jīng)過襯砌后的渠道斷面符合其具體要求。

（3）襯砌渠道橫斷面設計。按照設計流量對渠道斷面進行試計算，并且將誤差的百分比進行確定，經(jīng)過計算可以看出，對于襯砌斷面的計算誤差都符合規(guī)范要求。對于使用機織模袋混凝土進行護坡的高程控制，可以利用安全超高加設計水位，在該灌區(qū)新建的防滲襯砌中，安全超高設計為0.3m，對于機織模袋混凝土護坡的頂部需要進行加固封頂，以避免渠道輸水過程中水流沖刷坡土。可以使用錨封的方式，這樣可以使護坡的穩(wěn)定性得到較好的提高，對于護腳以及錨封埋入土的深度確定為0.5m，模袋的材質選擇聚丙烯編織布，具體規(guī)格為105g/m2，再在下層鋪設大概0.1m厚的碎石和400g/m的無紡布，機織模袋混凝土護坡的厚度約0.15m。其中混凝土強度等級設計為C20，填充的砂漿配合比為1∶3，水灰比在0.55～0.65。

3 施工條件

（1）用水條件。該灌區(qū)的引水總干渠在秋冬季節(jié)進行機織模袋混凝土襯砌施工時，現(xiàn)場也會有灌溉用水，所以用水條件符合工程建設的需求，利用灌溉水可以進行混凝土拌和。（2）用電條件。該灌區(qū)引水總干渠進行襯砌施工時，使用臨時發(fā)電機發(fā)電供施工現(xiàn)場使用，用電條件能夠滿足工程建設中混凝土振搗、澆筑以及人員使用等的需求。（3）交通運輸條件。灌區(qū)內(nèi)進行運輸?shù)牡缆分饕菫r青、砂石路面，將工程使用的材料運輸?shù)浆F(xiàn)場，能夠滿足交通條件。

4 施工過程

依據(jù)土地資源的合理利用原則科學選擇渠道防滲施工方案，根據(jù)灌區(qū)的實際情況，注重保護環(huán)境，盡可能減少水土流失情況的發(fā)生，綜合選擇施工方案。

（1）施工交通布置。根據(jù)施工的要求，為了能夠盡量減少工程投入的費用，該灌區(qū)的引水總干渠施工的交通道路主要設置為沿總干渠單側的臨時道路；為了能夠順利通車，需要在堤頂加寬3m左右，然后總干渠的堤頂需要下降0.5m，等到工程完工后再恢復到原先的堤頂高程?，F(xiàn)場的設備有挖掘機以及推土機。

（2）施工場地選擇。對該灌區(qū)進行節(jié)水改造以及渠道防滲，還需要對施工現(xiàn)場進行布置，搭建設備堆放地、材料庫、辦公室、水泥庫房等。搭建的臨時設施等到工程完工后進行拆除。

（3）施工方法。對渠道進行修整使用的施工方法主要是人工修坡配合挖掘機挖土。襯砌工程的施工首先要鋪設一層土工布，然后鋪墊碎石，在機織模袋中灌注混凝土，施工完成后進行現(xiàn)場清理。人工配合修坡主要是鋪設土工布、墊層，利用斗車推運骨料，將骨料運送到混凝土上料地方，然后通過高壓泵進行混凝土灌注，同時使用攪拌機攪拌。機織模袋進行鋪設時，主要使用錨固樁，同時要保證鋪設與設計圖紙以及各個部位高程一致，在通過錨加固土工布時，布面的松緊度要保持適中，這樣在灌注混凝土時就可以更加方便，在模袋灌注完混凝土后，固結成型的過程中要確保表面的高度保持一致，大小均勻且平整，避免出現(xiàn)部分凹凸情況。模袋之間的連接主要通過繩子，在接縫的底部需要鋪設400g/m2的無紡布作為反濾墊層，對于接縫的控制要保持誤差在0.03m范圍內(nèi)，接縫順直且留出一定的冗余量，這樣能夠滿足混凝土灌注時的收縮要求，確保接縫嚴密。利用高壓泵進行混凝土的灌注，輸送管道使用鋼管，在對渠道進行護坡填充時，模袋的填充需要依照注入口右、左、中的順序從坡腳開始向坡頂進行填充，這個過程中的注入口不能夠隨意更換，以確保模袋填充的收縮均勻。在充填的過程中，對混凝土澆筑的流量需要進行合理的控制，這樣能夠使最終混凝土固結成型時，模袋的平整度以及厚度都可以得到有效的保證。施工過程中要隨機調(diào)節(jié)葫蘆鏈條，確保灌注過程中受力均勻，而且壓力要適度控制，使混凝土在固結排水后密實度保持良好。在模袋混凝土沒有硬化前，不能夠進行踩踏，灌注的過程中還需要及時檢查混凝土流動情況以及運輸管路問題，發(fā)現(xiàn)異常問題時需要及時處理，確保渠道防滲護坡施工的順利。

5 機織模袋混凝土在渠道防滲工程中的施工質量控制

（1）模袋鋪展過程的質量控制。渠道坡面在進行護坡施工時，需要拋石護底，因此首先利用碎石或平石進行找平，使平整度能夠符合設計的標準要求，在拋石護底完工后進行質量檢驗，合格后再進行模袋的鋪展。在模袋進行鋪設時，定位測量通常需要使用經(jīng)緯儀。將模袋在水中的位置先放樣得出，接著將模袋拉到預先設計的位置，逐漸放入水中，并對水下位置進行定位。在鋪設模袋時，模袋的上部需要留出0.7m的冗余量，模袋側方向之間留出0.3m的冗余量。鋪設的模袋與模袋之間要確保接縫順直，不能夠出現(xiàn)模袋之間錯臺，在清理坡面時，水流方向需要理出一定的坡度。

（2）模袋混凝土灌注過程的質量控制。根據(jù)有關實驗可以得知，混凝土的塌落度需要保持在19～23cm，因為如果少于19cm，在模袋中灌注混凝土相對來說流動性不好，而如果超過這個范圍，混凝土的析水量就會過大，容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象，從而使模袋的灌注不夠飽滿。所以，在混凝土進入現(xiàn)場時，首先要檢驗其塌落度，在確保符合使用要求后再送入高壓泵機中，需要對水灰比進行有效的控制，不允許在泵機口處加水攪拌混凝土。另外，需要對高壓泵送的流速以及壓力進行有效的控制，壓力最好控制在0.1～0.15MPa/t，泵送的流速保持在9～10m/h。如果對泵機持續(xù)加壓三次后，就要使泵機停工一段時間后再工作，模袋中灌注的混凝土在均勻散開后再進行加壓灌注，適度加壓，確保不會使模袋出現(xiàn)爆裂或者是鼓包的情況。再者，在灌口進行充灌時要持續(xù)進行，避免出現(xiàn)跳開灌口的灌注情況發(fā)生，這樣就不會出現(xiàn)灌注不飽滿的問題。同時在灌注過程中，還需要利用探針對模袋中混凝土的厚度進行檢測。高壓泵機的管道使用在前端是軟管，這樣在對水下部分進行灌注時，軟管可以從灌口很好地延伸到模袋里面，軟管的放置需要與坡面平行。軟管與水下灌口要進行嚴密的連接，這樣主要是防止在灌注水下的模袋時有水流進入模袋中。水下部分如果存在多余的灌口需要做好封堵工作，灌口轉換可以選擇在水下模袋混凝土灌注到出水面后進行。在這個過程中，需要安排人員到水下對模袋進行檢查，確保水下模袋灌注的厚度符合設計的規(guī)范要求。在一個灌口灌注混凝土完工后，需要有10～15min的停滯時間，這個時間里需要對灌口周邊的模袋進行踩壓，以使模袋中的水分全部被析出，接著再進行灌注直到模袋充填飽滿。使用指定規(guī)格的空心探針插入模袋中，這樣可以將模袋中存在的多余的水分以及空氣排出。在模袋混凝土灌注完工后，在固結硬化之前需要做好防止陽光暴曬工作，因此需要在模袋混凝土的表面遮蓋，保持陰涼。通常在混凝土填充完工后的12～18h內(nèi)進行養(yǎng)護，適量灑水，以使模袋的表面處于濕潤狀態(tài)，一般混凝土的養(yǎng)護時間需要根據(jù)水泥型號確定。

6 結束語

總而言之，使用機織模袋混凝土技術進行灌區(qū)渠道防滲護坡，對于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展有十分良好的推動作用，而且經(jīng)過防滲護坡，渠道輸水能力得到有效的提高，減少輸水灌溉的損失，對于水資源的節(jié)約也起到一定的作用。