定型化模板鋼筋混凝土護坡施工技術(shù)研究

任保明，楊 帆，尹勁松

(四川港航建設(shè)工程有限公司，四川 成都 610041)

0 前 言

渠道是水利工程中的重要部分，其不僅承擔(dān)對地方提供水資源、導(dǎo)流、排洪的作用，同時在生態(tài)環(huán)境保護和農(nóng)業(yè)用水中也發(fā)揮著非常重要的作用，渠道是否正常運行直接關(guān)系到整體水利工程能否正常運行。工程中部分渠道為巖質(zhì)邊坡，有的渠段的巖體完整性較好，有的渠段地質(zhì)構(gòu)造裂隙比較發(fā)育，巖體較為破碎，存在邊坡空腔，穩(wěn)定性較差，在暴雨和洪水等災(zāi)害的影響下，容易發(fā)生渠道邊坡垮塌，影響正常運行，因此，需積極采取有效措施進(jìn)行封填加固，修筑混凝土護坡。

工程上處理巖腔常以封填為主，但大體積混凝土澆筑時在巖腔內(nèi)部不易密實，澆筑混凝土后與原始巖土體結(jié)合情況不明，易形成軟弱面或破裂體。此外，對于高大渠道坡面進(jìn)行混凝土護坡施工時，混凝土澆筑高度大，存在倉面狹小，混凝土方量大、成片施工段面小，轉(zhuǎn)移頻繁等問題，影響坡面現(xiàn)澆混凝土襯砌護坡的施工質(zhì)量和施工效率，對于最終工程項目的綜合效益也具有深遠(yuǎn)的影響。一些學(xué)者和現(xiàn)場技術(shù)人員對堤壩護坡結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有針對性的研究。李維吉等[1]針對京密引水渠7號標(biāo)段護坡提出混凝土鋼模板施工技術(shù)。孟麗萍[2]、劉文生[3]、曾麗萍等[4]利用極限平衡法和有限元強度折減法分別對土質(zhì)邊坡和膜袋混凝土邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析。張曉波[5]、徐名悅[6]、田文等[7]提出了鉸接式混凝土砌塊護岸，在滿足護岸的基本功能外，還保證了河岸生態(tài)的整體性，符合生態(tài)護坡的理念。周平[8]、隋險峰[9]、姜傳敏[10]、姜波等[11]、蔡文波等[12]通過對引嫩渠道上混凝土板護坡破壞原因的分析，找出混凝板護坡破壞機理從而提出防治措施。

分析表明，現(xiàn)有研究成果在適宜的工況下取得了較好的工程建設(shè)效果，但研究主要針對混凝土護坡結(jié)構(gòu)，從工程施工全過程角度改善混凝土護坡施工質(zhì)量的研究成果較少。同時，現(xiàn)有工程措施和技術(shù)成果中，尚存在施工效率較低，易發(fā)生渠道邊坡垮塌、穩(wěn)定性較差等問題亟需解決。鑒于此，為彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，本文以工程為對象、工藝為核心，對復(fù)雜巖質(zhì)渠坡定型化模板現(xiàn)澆鋼筋混凝土護坡施工技術(shù)進(jìn)行了研究。

1 工程技術(shù)問題及施工難點

1.1 工程地質(zhì)影響大

巖質(zhì)渠道邊坡受地質(zhì)地形、地下水位發(fā)生變化、地表水下滲以及灌溉用水下滲等因素的影響，容易出現(xiàn)巖質(zhì)邊坡空腔，巖質(zhì)邊坡空腔是工程建設(shè)中經(jīng)常遇到的工程地質(zhì)問題，它的穩(wěn)定性影響著渠道邊坡的安全。

1.2 混凝土澆筑高度大

對于高大渠道坡面進(jìn)行混凝土護坡施工時，混凝土澆筑高度大，存在倉面狹小，混凝土方量大、成片施工段面小，轉(zhuǎn)移頻繁等問題，影響坡面現(xiàn)澆混凝土襯砌護坡的施工質(zhì)量和施工效率。

1.3 防滲性能不佳

渠道的臨水側(cè)和背水側(cè)存在水頭差，導(dǎo)致渠坡產(chǎn)生滲流，有害滲流產(chǎn)生滲透破壞，由滲透破壞造成的險情約占渠道險情總數(shù)的60%以上，一旦該滲透破壞超出臨界值，渠坡就會發(fā)生滑坡。

2 施工工藝原理及特點

1)該結(jié)構(gòu)在渠坡空腔采用錨桿拉接免拆定型化模板，通過注漿孔直接在凹巖腔內(nèi)部填充膨脹混凝土，空腔外錨固外覆防滲土工膜的鋼絲格柵網(wǎng)，空腔內(nèi)采用泡沫混凝土回填，空腔腔壁預(yù)埋抗浮錨桿拉接多層鋼筋網(wǎng)片，防止上浮。

2)該結(jié)構(gòu)在邊坡空腔外依次鋪設(shè)鋼絲格柵網(wǎng)、防滲土工膜、墊層和現(xiàn)澆混凝土襯砌，鋼絲格柵網(wǎng)通過雙股鋼絲錨桿拉接，現(xiàn)澆混凝土護坡模板通過滑移提升軌道提升拼接。

3)該結(jié)構(gòu)在巖質(zhì)渠坡鋪鋼絲格柵網(wǎng)和防滲土工膜進(jìn)一步防護，提高巖質(zhì)邊坡的整體性和防滲性能；襯砌澆筑時，襯砌模板上部錨固在坡頂平臺，下部支撐固定在現(xiàn)澆混凝土坡腳，襯砌模板通過模板提升架分塊提升，操作簡單、裝模速度快。

4)采用該結(jié)構(gòu)可以降低巖質(zhì)邊坡填充防護的施工難度、改善帶空腔巖質(zhì)邊坡危的崩塌風(fēng)險、提高巖質(zhì)邊坡襯砌施工的施工質(zhì)量和施工效率。

3 施工工藝流程與操作要點

3.1 施工工藝流程

本復(fù)雜巖質(zhì)渠坡定型化模板現(xiàn)澆鋼筋混凝土護坡施工工藝流程如圖1所示。

圖1 渠坡定型化模板現(xiàn)澆鋼筋混凝土護坡施工工藝流程圖

3.2 操作要點

3.2.1 施工準(zhǔn)備

1)為確?；炷恋馁|(zhì)量，必須確保：①水泥：采用大水泥廠生產(chǎn)的合格的P·O42.5普通硅酸鹽水泥；②細(xì)骨料：選用符合《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ52—79)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的中粗砂，含泥量控制在2%以內(nèi)；③粗骨料：采用高強度低吸水性的花崗巖或石英碎石，抗壓強度應(yīng)在80 MPa以上，級配良好，最大粒徑不超過20 mm,針片狀含量<5%，壓碎指標(biāo)值10%～15%，含泥量控制在1%以內(nèi)；④外摻料：為改善混凝土和易性，確保混凝土中后期強度，在混凝土中摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰取代部分水泥。

2)在渠道邊坡開挖成型后,用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS進(jìn)行坡腳和坡頂?shù)氖┕し啪€,按照設(shè)計圖紙要求,對坡度和高程進(jìn)行修整，對巖面進(jìn)行掛線清理，使渠坡揭露為較穩(wěn)定平整的巖面。

3.2.2 操作要點

1)空腔填充(見圖2)：巖質(zhì)渠道邊坡空腔采用錨桿拉接免拆定型化模板，通過注漿孔直接在凹巖腔內(nèi)部填充膨脹混凝土。若遇較大巖溶空腔則按照設(shè)計要求清理，然后在空腔腔壁埋入多層鋼筋網(wǎng)片，空腔內(nèi)澆筑泡沫混凝土。

2)錨桿和排水孔施工：錨桿分系統(tǒng)錨桿和隨機錨桿兩種，系統(tǒng)錨桿為整個巖面按一定間排距均勻設(shè)置；隨機錨桿主要設(shè)置在邊坡薄弱地帶，如斷層帶兩側(cè)、相對破碎帶處、有傾向的危石處。每側(cè)渠坡設(shè)置兩排排水孔，排水孔成梅花型布置。排水孔采用風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，排水孔的斜率i=0.1，孔徑50 mm,間排距4 m，梅花形布置，出口處連接拍門式逆止式排水器。

圖2 空腔填充處理示意圖

3)坡腳施工：坡腳側(cè)模依地形采用竹膠板作為面板，方木做背肋，用方木作為圍檁，內(nèi)拉外撐，與巖基結(jié)合部外側(cè)培石渣防止跑漿。在施工前，對巖基進(jìn)行清理，保證混凝土厚度，對松渣、浮石進(jìn)行清理，用風(fēng)管吹凈灰塵后，灑水濕潤后澆筑混凝土，振搗找平后，要進(jìn)行抹平、收面、壓光處理。

4)鋼絲格柵網(wǎng)安裝：首先定位造孔、布置架立筋，垂向架立筋選用Φ16鋼筋，入巖20 cm，間距200 cm×200 cm；順渠道方向設(shè)5道平架立筋Φ16鋼筋，同時鋼筋骨架與錨桿連接焊接牢固，鋼筋骨架要焊接、架立牢固然后按照設(shè)計要求綁扎鋼筋網(wǎng)片。用吊車將鋼筋網(wǎng)片吊入倉面，貼掛到鋼筋骨架上，側(cè)面及迎水面保護層厚度均為5 cm，網(wǎng)片要與骨架綁扎牢固。

5)防滲土工膜鋪設(shè)：防滲土工膜在鋪設(shè)前，需要先對鋪設(shè)區(qū)域進(jìn)行檢查、丈量，根據(jù)丈量的尺寸將倉庫內(nèi)尺寸相匹配的防滲膜運至施工平臺，鋪設(shè)時根據(jù)現(xiàn)場實際條件，采取從上往下“推鋪”的便利方式。鋪設(shè)時應(yīng)平整、順直，避免出現(xiàn)褶皺、波紋，以使兩幅土工膜對正、搭齊。搭接寬度要滿足設(shè)計要求。

6)模板安裝：安裝模板前，首先要測量放樣，對坡腳和坡頂按標(biāo)高和定位進(jìn)行掛線，然后安裝滑軌側(cè)模支架，利用網(wǎng)片骨架做參考面，吊入最下端模板，最后根據(jù)澆筑速度由人工配合吊車按模板順序自下而上進(jìn)行模板安裝。補倉施工可以直接裝模，由于拉桿較多、倉面狹小擬采用拉鉤式螺桿與邊坡預(yù)埋筋拉結(jié)，以減少拉桿焊接時間，提高裝模效率。

7)混凝土施工：石質(zhì)渠段渠坡混凝土施工按伸縮縫劃分單元，4 m一塊，跳倉澆筑，首先澆筑坡腳，然后進(jìn)行渠坡混凝土施工。渠坡總體施工為分塊跳倉澆筑，渠坡分兩次澆筑。在完成第一個倉面第一層混凝土澆筑工序后轉(zhuǎn)入第二個倉面進(jìn)行澆筑，第一個倉面進(jìn)行模板安裝加固工作，依次循環(huán)。施工道路充分利用一級馬道及渠道底板，混凝土水平運輸選用混凝土罐車，入倉方式為溜筒和吊罐結(jié)合，振搗采用Φ50軟軸振搗器。在混凝土澆筑完畢后，迎水面模板要起到部分承重作用，故拆模不能過早，可采取試拆頂層模板仔細(xì)觀察混凝土是否向外滑移，以確定拆模時間。護坡結(jié)構(gòu)示意見圖3。

圖3 復(fù)雜巖質(zhì)渠坡定型化大模板現(xiàn)澆鋼筋混凝土護坡結(jié)構(gòu)示意圖

4 結(jié) 語

1)基于當(dāng)前工程的實際需要，本文提出了一種提高復(fù)雜巖質(zhì)渠坡現(xiàn)澆鋼筋混凝土護坡的施工效率、縮短施工周期、降低施工難度，提高渠坡的坡面穩(wěn)定性和防滲性能的復(fù)雜巖質(zhì)渠坡定型化模板現(xiàn)澆鋼筋混凝土護坡施工技術(shù)，并對該技術(shù)的施工工藝流程和控制要點進(jìn)行分析論述。

2)結(jié)合工程實際，本文對研究技術(shù)的施工工藝流程和關(guān)鍵技術(shù)要點進(jìn)行了系統(tǒng)研究，闡明了研究技術(shù)的工程適用性和工程應(yīng)用價值。

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