堤防護(hù)岸工程中的混凝土模袋技術(shù)

郭自發(fā)

（紅河縣水利水電勘測設(shè)計(jì)隊(duì)，云南 紅河 654400）

混凝土模袋兼具強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)完整、耐久性好等多重應(yīng)用優(yōu)勢，隨著理論研究的深入以及實(shí)踐活動的持續(xù)開展，現(xiàn)階段其應(yīng)用效果逐步凸顯，在堤防護(hù)岸工程中常見其“身影”[1]。通過混凝土模袋技術(shù)的應(yīng)用，能夠在安全的前提下高效施工，達(dá)到提質(zhì)量、增效益的效果。

1 工程概況

某堤防護(hù)岸工程全長5310m，兼具防浪、圍海造陸、旅游岸線等多重功能。從現(xiàn)場建設(shè)條件出發(fā)，以工程施工質(zhì)量要求為工作導(dǎo)向，經(jīng)技術(shù)可行性論證后決定引入混凝土模袋技術(shù)，利用該項(xiàng)技術(shù)完成堤防護(hù)岸的相關(guān)建設(shè)工作，發(fā)揮出混凝土模袋的防護(hù)作用，以構(gòu)筑綜合質(zhì)量較佳的工程結(jié)構(gòu)實(shí)體。

2 混凝土模袋技術(shù)的應(yīng)用概述、類型及特點(diǎn)

2.1 混凝土模袋的應(yīng)用概述

模袋屬連續(xù)袋裝物，通常以雙層聚合化纖織物為原材料制作而得，在兩層織物間緊密穿插尼龍繩等相關(guān)材料，從而連接織物，構(gòu)成“模具”，以實(shí)現(xiàn)對混凝土灌注厚度的控制；以模袋為基礎(chǔ)，向其中泵注混凝土、砂漿等材料，通過混合料的凝固作業(yè)構(gòu)成混凝土模袋[2]。對于夾雜在混合料中的水分，該部分可以經(jīng)由織物的空隙向外滲出，經(jīng)此流通路徑后有利于降低混凝土的水灰比，保證混凝土的強(qiáng)度，充分發(fā)揮其應(yīng)用優(yōu)勢。

2.2 混凝土模袋的主要類型

現(xiàn)階段，混凝土模袋主要含兩種形式：一是機(jī)制模袋，其應(yīng)用范圍較廣，具體包含無反濾排水點(diǎn)模袋、框格形模袋等形式；二是簡易模袋。

2.3 混凝土模袋技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

實(shí)踐表明，混凝土模袋技術(shù)的綜合應(yīng)用效果較好，具有結(jié)構(gòu)完整、柔性好、適應(yīng)性強(qiáng)、施工靈活等多重應(yīng)用優(yōu)勢。在岸坡長度發(fā)生變化之下，混凝土模袋的長度也可以隨之改變，從而較好地規(guī)避接縫松動問題；并且，混凝土模袋的可塑性較好，有助于提高護(hù)岸的抗沖刷能力，抵御外部環(huán)境所帶來的不良影響；施工現(xiàn)場天氣條件錯綜復(fù)雜，但混凝土模袋技術(shù)在絕大部分天氣條件中均具有可行性。混凝土模袋結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 混凝土模袋

3 堤防護(hù)岸工程中混凝土模袋技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1 設(shè)計(jì)方案

（1）護(hù)岸邊坡的設(shè)計(jì)。通過混凝土模袋的應(yīng)用，經(jīng)削坡施工后，無論何種條件其均可以維持穩(wěn)定狀態(tài)。從地質(zhì)條件的角度來看，現(xiàn)場河流土質(zhì)以沙壤土為主，下層分布一定量的砂礫石，自然休止角較?。s為27～31°），根據(jù)此方面的特點(diǎn)確定護(hù)岸邊坡的坡度，即1∶2.5。

（2）護(hù)坡厚度的設(shè)計(jì)。堤防護(hù)岸施工中，波浪為主要的干擾因素，其會對護(hù)面產(chǎn)生較顯著的作用力，例如正壓力、浮托力等。對此，從實(shí)際情況出發(fā)，經(jīng)分析后將混凝土護(hù)坡厚度設(shè)為18cm，以保證護(hù)坡結(jié)構(gòu)能夠有效抵御波浪的作用；混凝土模袋的結(jié)構(gòu)則采用的是雙層矩陣和鉸鏈模袋兩種形式。

（3）護(hù)坡封頂。護(hù)岸邊坡按1∶2.5 設(shè)置，設(shè)置厚度為18cm 的鉸鏈矩形模袋，以形成完整、穩(wěn)定的護(hù)砌結(jié)構(gòu)。向模袋內(nèi)注入混凝土，按30m 的間距依次設(shè)縫，于縫的下方布設(shè)無紡布（規(guī)格為350g/m2），通過此材料的應(yīng)用增強(qiáng)對水流的抵御水平，以免微小的土體在水流作用下被沖走。封頂施工中采用的是矩形混凝土模袋封頂結(jié)構(gòu)，尺寸要求為厚度18cm、水平寬度1.2m。

3.2 混凝土模袋施工

3.2.1 施工準(zhǔn)備

全面清理施工現(xiàn)場各類影響正常施工的雜物，避免雜物堆積等異?，F(xiàn)象，同時采取整平處理措施，保證施工范圍內(nèi)的平整性；由質(zhì)檢人員詳細(xì)檢查原材料，判斷其質(zhì)量情況，不達(dá)標(biāo)者不予以使用；并按照規(guī)范檢驗(yàn)機(jī)械設(shè)備，分析其是否可以維持正常運(yùn)行狀態(tài)，若存在異常則采取處理措施，以確保機(jī)械設(shè)備在正式施工中高效運(yùn)行，提高生產(chǎn)力。

3.2.2 模袋鋪展

以護(hù)岸面測量結(jié)果為準(zhǔn)，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，經(jīng)分析后確定合適的標(biāo)準(zhǔn)段長度，再加工模袋，按順序依次編號。待模袋成型且滿足質(zhì)量要求后將其運(yùn)至現(xiàn)場，由技術(shù)人員檢驗(yàn)，滿足要求后方可投入使用；在坡頂位置布設(shè)長為1500mm 的φ90mm 鋼管固定樁，按照每模袋4 根的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)依次布設(shè)，確保固定樁具有足夠的穩(wěn)定性；此后，將模袋鋪展至工程船滑板處，在采取連接措施后使模袋上緣與固定樁穩(wěn)定結(jié)合，若無誤則進(jìn)入混凝土充填施工環(huán)節(jié)，通過混凝土的應(yīng)用使模袋成型[3]。

3.2.3 模袋混凝土的充灌施工

（1）加強(qiáng)對原材料質(zhì)量的控制，保證水泥等相關(guān)材料均滿足質(zhì)量要求，碎石最大粒徑不宜超過20mm，以保證灌注施工的順暢性；以設(shè)計(jì)配合比為準(zhǔn)精準(zhǔn)稱量材料、充分拌和，使混凝土均勻混合，坍落度以220～240mm 較為合適，混凝土強(qiáng)度等級為C20。

（2）全面調(diào)試各類設(shè)備，若存在故障則及時維修，確保其均能夠順暢運(yùn)行；嚴(yán)格控制混凝土輸送管的長度，即不可超過50m。

（3）按先上游后下游、先淺水后深水的順序組織混凝土充灌施工；模袋混凝土護(hù)岸共包含四個節(jié)段，采取的是不連續(xù)設(shè)置的方法；護(hù)岸工程均在水下，而陸域僅有部分灘地和堤坡面具有可使用的價值，現(xiàn)場可施工空間較為狹窄，施工條件的限制性作用較強(qiáng)。鑒于此，為突破施工空間的束縛，設(shè)置混凝土攪拌站，通過船舶將砂料有序運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，通過汽車將水泥、石料、粉煤灰轉(zhuǎn)運(yùn)至施工段灘地，隨后將其進(jìn)一步轉(zhuǎn)至運(yùn)輸船舶上，以滿足現(xiàn)場施工對材料所提出的質(zhì)量和數(shù)量要求。待結(jié)束一次混凝土充灌作業(yè)后，隨即暫停10～15min，目的在于使賦存在模袋內(nèi)的水分經(jīng)由織物間隙向外流出，以提高混凝土的密實(shí)性[4]。

3.2.4 壓腳棱體預(yù)制、安放就位及拋石

在鄒臺段砂場處規(guī)劃合適尺寸的壓腳混凝土預(yù)制場地，待預(yù)制壓腳棱體成型后，利用船舶將其轉(zhuǎn)運(yùn)至施工現(xiàn)場，組織吊裝作業(yè)，第一次安放的長度至少達(dá)到50m。

3.2.5 混凝土模袋施工

現(xiàn)場施工環(huán)境錯綜復(fù)雜，影響因素以及不可預(yù)見因素較多，容易影響混凝土模袋的施工質(zhì)量。為準(zhǔn)確掌握施工情況，配備水準(zhǔn)和水位觀測設(shè)施；根據(jù)施工要求，將混凝土泵車、管路等相關(guān)施工設(shè)施布置到位，再針對護(hù)岸的外坡和坡肩兩部分采取整平處理措施，精準(zhǔn)開挖水下模袋錨固溝。在保證模袋的質(zhì)量滿足要求后由施工人員將模袋展開，針對消浪透水孔塑料管采取固定措施，待其穩(wěn)定后連接護(hù)岸頂部和上端的鋼絲繩，從下部開始逐步向上鋪設(shè)模袋。在鋪設(shè)施工過程中緊密設(shè)置模袋，相鄰的模袋穩(wěn)定搭接于一體，形成具有完整性的模袋體系，在此基礎(chǔ)上由潛水員對模袋下端采取固定措施。

經(jīng)前述工作后進(jìn)入混凝土充灌施工環(huán)節(jié)。具體至本次施工中，按照水泥∶碎石∶砂=1∶1.91∶1.84 的標(biāo)準(zhǔn)制備混凝土，水灰比0.57，以該配比為準(zhǔn)精準(zhǔn)稱量材料，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬笮纬删鶆蛐暂^好的混合料。在混凝土灌注施工階段采用的是自下而上的順序，期間密切關(guān)注模袋內(nèi)的混凝土量，待其達(dá)到飽滿狀態(tài)后將模袋上殘留的混凝土清理干凈，至此則完成整個混凝土模袋的主體施工作業(yè)，隨著混凝土的凝固，可以形成完整的混凝土模袋結(jié)構(gòu)。混凝土模袋施工如圖2 所示。

圖2 混凝土模袋施工

4 施工過程中的注意事項(xiàng)

在實(shí)際的模袋混凝土施工中，相較于其他分項(xiàng)作業(yè)，模袋填充工作尤為重要且兼具復(fù)雜性，這對施工人員是一個考驗(yàn)，因此，除了熟練掌握填充工藝之外，還要遵守初始設(shè)計(jì)中的規(guī)范及流程，對該項(xiàng)作業(yè)實(shí)施嚴(yán)格的控制手段，以確保填充作業(yè)順利完成[5]。具體操作如下：

（1）在實(shí)施混凝土的配比工作中，參照初始設(shè)計(jì)稿的配比參數(shù)逐一展開。

（2）填充混凝土之前對管道先展開清洗潤滑工作，確保其具備干凈且暢通的條件。

（3）嚴(yán)格按照1∶2 的配比度展開混凝土與砂漿的配比工作，并在管道二次潤滑時及時檢查接頭部位是否牢固，杜絕填充材料的滲出。

（4）填充順序要嚴(yán)格按照左→中→右的方向依次灌入，并呈水平方向展開填充，保證填充飽滿性和密實(shí)性的同時降低混凝土在充填時所出現(xiàn)的不均勻現(xiàn)象。

（5）為保證混凝土填充作業(yè)的順利進(jìn)行，在整個填充作業(yè)開展中派專人觀察，并對混凝土自身的易和性及粘稠度予以專業(yè)判斷，遇誤差或不合格現(xiàn)象要及時調(diào)整。

（6）為提升和保證工程的質(zhì)量，建議選擇400g/m2的模袋展開混凝土填充作業(yè)，這樣做也可起到堅(jiān)固和預(yù)防滲漏的作用。

（7）填充作業(yè)結(jié)束后對相關(guān)作業(yè)設(shè)備及管道展開清理，以方便下次使用。

5 結(jié)束語

綜上所述，混凝土模袋施工技術(shù)是堤防護(hù)岸工程中的關(guān)鍵支撐技術(shù)，通過該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以形成具有完整性的混凝土模袋結(jié)構(gòu)，進(jìn)而投入使用，發(fā)揮出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)高效等多重應(yīng)用優(yōu)勢，切實(shí)提高堤防護(hù)岸工程的施工水平。在后續(xù)的堤防護(hù)岸施工中，工作人員需從實(shí)際情況出發(fā)，合理應(yīng)用混凝土模袋技術(shù)，精準(zhǔn)把控技術(shù)要點(diǎn)，加強(qiáng)對施工質(zhì)量的管理，充分發(fā)揮出混凝土模袋技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。