综述土工模袋砼护坡施工技术流程及质量控制措施

摘要: 随着进入21实际，科技不断创新，新技术不断涌起。其中水利工程也越发受人们关注，同时水利工程中土工模袋砼技术得到了认可且广泛的应用, 特别是在坡面护坡中的防护工程中。本文结合个人在广西博白县老虎头水库除险加固工程中的工作心得，简要阐述了土工模袋砼在水库坝坡面护坡的施工技术流程及工艺技术和质量控制措施，以供同行参考。

关键词: 模袋砼; 坡面；护坡; 施工; 质量控制；措施

1 施工流程

水库坝坡面土工模袋砼护坡施工一般工艺流程为: 测量放样水下平整坡面模袋选型模袋铺设、定位混凝土制备充灌模袋混凝土养护质量检测。

2 施工技术要点

2.1 测量放样

根据模袋护坡设计图纸和坐标点进行现场测量放样, 在施工区坝坡面沿线设立导线作为施工时平面及断面尺寸控制的依据。控制导线, 在施工中需要经常进行复测校核。

2.2 水下平整坡面

本工程中水下坝坡面设计上采用水下抛石进行坝坡面填平，再在抛石面上采用土工模袋砼护坡。在水下抛石施工完成后沿坝轴线每隔10 m 跟踪测量并绘制横剖面图，根据横剖面图显示的形状坡面, 再进行局部修整。由潜水员清理坝坡面凸出部位的抛石并搬往凹坑部位, 如清理出的抛石仍无法填平凹坑部位，则继续在凹坑部位进行补抛块石，直至使得基面平顺过渡, 无突变。坝坡面整修完成、验收合格后, 进行工作平台搭建, 在本工程中，自岸边用泡沫塑料板垂直于坝坡面方向搭建一座2m宽移动式浮桥，用于水面上施工人员交通及水面上连接泵管的工作桥，浮桥长度为40m。在浮桥末端用塑料加油桶另搭建工作平台，用于泵送混凝土时水面上施工人员的工作平台。

2.3 模袋选型和铺设定位

模袋按设计要求在工厂制作, 土工模袋由抗老化剂的丙纶丝机织而成，为双层织袋，为无反滤排水点模袋。沿袋内面层纵横方向以20厘米等间距缝上高20厘米的垂向拉筋一尼龙绳，使袋内充填混凝土后，形成厚20厘米的模袋块。把模袋布展开平放在岸上，人工在坡面上再将模袋与模袋之间接头处用尼龙线缝接拼好。用铁线将模袋上端捆绑在62.7m高程防滑齿墙顶部预先预埋的钢筋头上进行调整固定，以防模袋混凝土在泵送过程中出现袋体下滑现象。水下部分从浮桥上将模袋布在水面拉摊开，然后用绳子将模袋布系于浮油桶工作平台上，以防止水下部分的模袋布卷在一起或跑位，潜水员从另一头潜入水中协助将模袋缓慢沉入水面并平铺到坡面上，施工过程中随砼充灌再将绳子逐渐放松，使模袋按顺利沉入水中，潜水员再协助在水下摊铺。

2.4 混凝土制备和灌注模袋混凝土

混凝土材料按水下灌注混凝土的要求配制, 混凝土强度必须满足设计要求, 有良好的和易性, 坍落度一般20~22 cm。在模袋铺设、定位完成后, 及时进行混凝土灌注。灌注作业用混凝土泵输送流态混凝土材料, 输送导管未端接软管( 即高压弹簧管) , 由潜水员将软管插入模袋进料口, 并用铁丝扎牢, 灌注顺序从下向上逐渐均匀缓慢上升, 当模袋内混凝土充灌将近饱满时, 暂停5～10 min, 待水分析出后, 再灌至饱满。模袋混凝土充灌找平时, 在初凝前可采用潜水员人工踩平, 控制灌注成形的厚度, 确保模袋边角部位混凝土灌注密实和厚度均匀。充填到位后由潜水员扎紧灌口, 再将送料弹簧管移至上一个注料口,直至一个板块全部灌满灌实为止, 并用铁丝扎牢充灌完成的进料口。再以此法施工下一块, 每块之间重叠15 cm。充灌前, 陆上部分的模袋应洒水润湿; 充灌时, 混凝土软管插入模袋灌入口深度不少于30 cm,并应及时调整模袋上缘拉紧装置。模袋混凝土泵送距离不宜超过50 m, 充灌速度宜控制在10 m3/h 以内, 混凝土泵的出口压力以0.2～0.3 MPa 为宜。下一块混凝土模袋与上一块混凝土模袋之间要缝接牢固, 灌注模袋混凝土时采用信号联系, 潜水员与岸上联系用耳机。

为保证护坡模袋混凝土下脚线下的泥沙不被水淘空, 在混凝土浇筑结束后, 根据设计要求, 在模袋混凝土下脚线用抛石等材料压底角。在最后一个灌注口进行灌注时, 应同时对实际灌注量与理论方量进行比较, 避免灌注不足或超灌。灌注结束后的混凝土面高程应控制在要求的范围内。

3 质量控制措施

3.1 工艺试验

在模袋混凝土正式施工前, 选定50 m 左右一段护坡作为试验段, 通过试验确定工艺流程、施工方法、施工参数、资源配置和质量控制标准。

3.2 模袋质量

按照设计要求, 选购土工模袋, 包括模袋材料、模袋规格和型式、模袋布渗透系数和抗拉强度等指标。模袋宜采用锦纶、维纶或丙纶制作, 其技术性能指标应符合相关技术标准; 模袋布不允许有严重缺陷, 如破损、断纱等, 对个别轻缺陷点应用粘合胶修补好; 模袋上下层的扣带间距应经现场试验确定, 一般采用20 cm×20 cm 为宜; 模袋上下二层边框缝制应采用四层叠制法, 缝制宽度不应小于5 cm, 针脚间距不大于0.8 cm。模袋布的表面缺陷、模袋的规格尺寸和缝制质量在工厂进行检查验收; 模袋进场后应逐批检查出厂合格证和试验报告; 模袋布的主要技术性能指标, 应按设计要求进行抽查复验, 合格后方能用于工程施工。

3.3 整坡质量

护坡的坡比应符合设计要求, 整坡后, 坡面平整度不大于15 cm； 必要时应由潜水员操作施工。

3.4 模袋铺设质量

模袋铺设前, 应设定位桩及拉紧装置。定位桩宜打设在坡顶距模袋上缘1.5~2.0 m 处, 其间距宜为1~2m, 且每块模袋不少于4 根; 模袋应预留纵向收缩余量, 余量宜通过试验确定。本工程的定位桩布设在坝坡面防滑齿墙顶部预先预埋的钢筋头上。模袋布铺设时, 由潜水员在水下同步跟踪摸测检查, 上一块模袋与下一块模袋搭接长度满足规范和设计要求, 接缝口宽控制在15 cm 内, 对不合格部位须补铺模袋混凝土压缝。铺展模袋时, 应边铺边压砂袋或碎石袋, 对于受风浪影响较大的坡面, 砂石袋宜用绳索连接成串, 间距一般为1~2 m。相邻模袋应用双股线缝接紧密。接缝处底部应铺设土工织物滤层, 土工织物与模袋布搭接宽度不应小于50 cm, 并应顺直平整。铺设时, 将模袋布展开, 灌注口朝上, 相邻模袋布用手提式工业缝纫机缝合, 模袋之间的搭接处一定要缝制牢固, 并注意左右平行顺直, 不得出现卷叠、凹凸不平和搭接分叉现象。为了保证模袋布在混凝土充灌过程中不发生移位, 必须对模袋进行定位控制, 模袋下放时, 潜水员先对其四角进行固定, 固定前必须按照测量成果进行定位, 以确保铺设准确, 定位时预留一定的富裕量以控制模袋布下水后的收缩。固定方法一般采用打入钢管桩固定,必要时再沉块石进行钢管压重。

3.5 混凝土质量

土工模袋混凝土除必须满足设计强度要求外，还要满足混凝土泵输送及充灌模袋的工艺要求。即混凝土要有很好的和易性，能顺利地在模袋中呈扇形扩散充盈袋体。因此，在混凝土中掺入5%（重量比）的高效减水利和引气剂,其水灰比应不大于0.55。选用石子最大粒径一般为20 mm, 原材料和拌和物性能还应符合泵送混凝土相关规范要求。模袋混凝土在充灌口留取试块, 每班或100 m3 混凝土留一组试样, 混凝土强度应达设计标准。

3.6 混凝土充灌质量

模袋混凝土施工时, 由潜水员配合控制水下充灌质量, 防止出现鼓胀、充填不饱满等现象。模袋混凝土充灌后, 其顶部宽度允许偏差±20 mm, 顶、底部高程偏差- 20~+40 mm, 混凝土坡面平整度小于等于5 cm。模袋混凝土充灌后应用探针测量混凝土厚度,其平均值应符合设计要求, 允许偏差- 5%~+8%。混凝土充灌结束待初凝后, 及时将模袋表面灰渣冲洗清理干净, 并进行养护至少7 d。

4 结语

虽然模袋砼施工工艺已经得到了较早的应用，但据了解，博白县老虎头水库大坝护坡应用土工模袋砼护坡施工在广西的水库大坝护坡中尚属首次应用，其施工特点为水下施工、护坡高差及面积大、静水流无水速等，而其优点则有一次灌注成形，具有整体性好，施工简便，工期短，防护面不须要常年维修，成形后的坡面美观整齐；施工时无须围堰，可水上水下直接施工，机械化水平较高，施工的坡面面积大，稳固性好。土工模袋砼在博白县老虎头水库大坝的成功实施将作为成功应用的典范对以后的同类的施工具有相当大的借鉴作用。