浅析模袋混凝土护坡技术在塔里木河沙子河口治理工程中的应用

摘 要：模袋混凝土护坡作为一种新型的建筑材料，主要是通过高压泵把混凝土或水泥砂浆灌入模袋中，混凝土或水泥砂浆固结后形成具有一定强度的板状结构或其它状结构，能满足工程的需要的一种施工工艺。与传统的块石护坡（岸）、预制块护坡等相比，具有施工简便、速度快，能适应各种复杂地形，可直接水下施工，护坡面面积大、整体性强、稳定性好，使用寿命长，利于工程日常管理等特点，可广泛用于江、河、湖、海的堤坝护坡、护岸、港湾、码头等防护工程。文章结合在新疆塔里木河沙子河口弯道防护工程模袋混凝土护坡的施工经验，对其施工技术进行了简要分析，希望该技术能在黄河水利防护工程中得到广泛推广应用。

关键词：模袋混凝土；治理工程；推广应用

中图分类号：TV431 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）15-0138-02

1 工程概况

沙子河口弯道防护工程位于塔里木河干流中游英巴扎-沙子河口的末端，所处河段属于典型的河湾段，具有中、枯水期主流归槽，洪水期则洪水漫溢的特点，河势呈现“大水走直、中水走弯”。近年来，随着输水堤的修建及上游节水改造力度的加大，该弯道出现了主槽水流动力加大、中水流量持续时间增长的现象，造成了凹岸溃退、凸岸淤长加剧。为保障沙子河口生态闸正常引水及输水堤安全，避免因水流方向改变或受水流的冲刷而危及引水闸口，2004年11月经新疆发展委批复，修建护岸防冲工程。该工程采用模袋混凝土护坡技术，用于防止水溜的淘刷。工程于2006年3月开工，8月主体完工，2007年12月通过竣工验收。该工程交付使用后，运行工况良好，达到了设计效果，有效保证了生态闸和输水堤的安全运行。

2 模袋混凝土护坡施工要点

模袋混凝土护坡采用高强度合成纤维编织成的透水性较强的模袋，利用适应各种复杂地形的特点，按照设计铺设在需要防护的陆地、水下、坡面。施工时采用混凝土高压挤压泵将流动性混凝土压入该袋。当注灌填料受到压力时，能将混凝土中的多余水份从模袋中挤出，从而降低水与水泥的比率，达到加速凝固效果，确保混凝土短期内得到高强度、高密度的硬化体保护坡面，起到抵抗淘刷，防冲、防撞、防渗、排水等多种作用。本工程模袋混凝土护坡施工主要由基础处理、模袋铺设、模袋混凝土配合比及制作、模袋充灌和模袋混凝土养护等5项内容组成，分别如下。

2.1 基础处理

基础处理又称坡面整理，为保证岸坡坡面稳定，便于模袋地铺设及灌注，确保模袋护坡稳定牢固，线型顺直，外观整齐美观，水流通畅，需要对不稳定的坡面进行处理。施工顺序按照先水上，后水下，先初整，后粗整、再细整的原则进行。

2.1.1 水上坡面整理

整坡采用人工或机械整平。作业时，注意挖方坡面禁止超挖，填方坡面严禁贴坡施工。坡面上如遇突有石块、树根及易损伤模袋的硬物，由人工或机械全部清除干净，保证坡面平整度、坡度、密实度，平面位置、高程要符合设计要求。在河岸坍塌处，按设计线进行开挖处理，特殊情况下采取补强加固措施，确保稳定性。

2.1.2 水下部分的坡面整理

水下部分采用人工用编织袋装沙土，配合潜水员水中进占的方法进行，按照设计坡面，抛填至水面，占体与老坡接合处填土时应严格分层夯实，做成台阶形。也可以采用抓斗挖泥船施工，如遇突有石块、树根及易损伤模袋的硬物，由潜水员下水清除。

2.2 模袋铺设

模袋铺设首先应定位准确。铺设需选择无风和水位较低时进行，水流速度要小于1.5 m/s。铺设前，将进场验收过的模袋再进行一次检查，察看编号是否对位，搭接布、充灌口和穿管孔是否缝制完整可靠，模袋是否有孔洞等；铺设时模袋应按6%的收缩率收缩长度利用穿管孔穿入钢管、绑扎布条与周边固定型钢桩相连接作固定，后浇筑的模袋铺设时，须将相邻前一块模袋的搭接土工布平整地压在下面，防止两模袋单元搭接缝隙过大，造成泥沙被冲刷、淘空。

模袋水下铺设因存在着浮力和水流作用下的漂移问题，须在模袋端部增高穿管布，在穿管上加压重，顺流将一端沉入水底，然后由潜水员牵引至设计位置，在充灌前采用卵石压重防止浮移，为防止铺设异形模袋产生错位问题，可先以实测桩基墙壁的最大边点和最小边点为特征点在模袋上找出相应点并作标记，潜水员根据标记准确定位。

2.3 模袋混凝土配合比及制作

土工模袋混凝土，其性能与普通混凝土不同，与泵送混凝土也不完全一样，它不但要能满足设计要求的强度，满足可泵性、还必须在运输，灌注过程中有足够大的流动性，使它在土工模袋里能够顺利地流淌、扩散，充满整个土工模袋（国外称之为流化混凝土）。混凝土中过多的水分，在泵的压力下又能排出模袋，使水灰比降低，从而获得较高的强度，这就是模袋混凝土的特殊性。因此，混凝土配合比是关键一环。配合比先按设计配置，再通过实验获得各种适合的施工参数，施工时一定要有较高技术的操作人员把好配料关。

混凝土的原材料：模袋混凝土原材料包括水泥、粗细骨料、水及外加剂。骨料与骨料的级配：粗骨料的粒径和形状对混凝土拌和物的性能影响很大，在骨料用量相同下，粗骨料粒径小，易于灌注，但粗骨料的表面积增加，包裹粗骨料表面的水泥沙浆就要增加，从而使水泥用量增加；反之水泥用量相对小一些。当然粒径过大则难以灌注。混凝土用的粗骨料最大粒径范围是10～25 mm，选用粗骨料的最大粒径以20 mm为宜。

细骨料选用中砂，水泥32.5 R，比重2.92。骨料中的有害物质，诸如粘土、淤泥、微细粉末等细成份；煤、贝壳等轻质，其含量必须符合水工混凝土施工规程定值（微细成份≤3%～5%，轻物质≤1%）这是必须严格控制的。外加剂：为保证混凝土拌和物具有良好流动性，采用单一及复合的外加剂。为降低水泥用量，减少混凝土拌和物的泌水，可掺加一定数量的粉煤灰，以代替等量的水泥。煤灰比重大于1.85。

其混凝土塌落度的大小也与骨料最大粒径有关，当骨料最大粒径为10～15 mm时，充填混凝土塌落度为23±2 cm；当骨料最大粒径为25 mm时，塌落度为21±2 cm为宜。目前使用的最小塌落度可为20 cm。水泥用量：混凝土的水泥用量在360～400 kg/m3。砂率随骨料最大粒径的增加而减小。用于水下施工时，砂率为55%。

2.4 模袋充灌

灌注填料是施工中关键的一道工序，它直接影响工程的质量、进度与造价。基本工序是：接管（接好输送管）开机（调试正常运转状态）过水（对拌和机、机压泵、输送管道过水一遍）过浆（过水后再压送水泥砂浆一遍）拌制（按机配重量比进料）灌注（将合格的混凝土压送入模袋内）养护。施工时要掌握好以下技术要点：

①接管。接好输送管道，管道不宜过长，管子铺设要顺直。弯曲处的半径不小于1 m，把喷出管插入模袋并扎紧注入口。

②开机。开动搅拌机和机压泵，使其正常运转。注灌开始时要用较好转速16-14 VPM待顺畅后调整到较高转速。

③过水。对搅拌机、机压泵和输送管道过水一遍，观察是否正常顺畅，发现故障立即排除。

④过浆。过水后再压送水泥沙浆一遍，以管道。砂浆级配一般为：水泥：黄砂：水=1：2：0.7。

⑤拌制。严格按混凝土级配用量计量后向拌和机料斗进料、搅拌。拌制前要控制好混凝土的级配比及进料量，施工人员的灌注操作技术问题。由于土工模袋工程的特殊性，对发生的质量问题不可能在事后再予返工或修补，因此必须严格控制好施工中的每个环节和每道工序，必须做好事前控制。

⑥灌注。重点要掌控好灌注速度和灌注顺序。灌注速度应控制在10～15 m/h范围内。每块模袋灌注的顺序为“三先原则”，即先下后上，先左右后中间，先上游后下游，以防模袋在充灌过程中产生偏斜或移位。注入口应注一个打开一个，注完立即封口。在灌足灌好的前提下，注入口用得越少越佳。当模袋内混凝土灌注将近饱满时，应暂停5 min，待模袋中的水份析出后，再灌注至饱满。灌注完成后，应及时对模袋的坡顶、坡脚应进行锚槽回填覆盖和压脚棱体施工。

⑦锚固：坡面上按照设计采用锚固钉进行锚固。对模袋端头则采用加宽反滤土工布过渡或挖沟深埋，沟深0.3 m×0.5 m。为确保模袋护坡两端与岸坡的连接好，端头不被淘空，应在28 d龄期后用浆砌块石压实模袋连接岸坡。

2.5 模袋混凝土养护

灌注结束后，对初凝后的混凝土及时浇水养护保持湿润。一般养护期为7 d，要求在此期间护坡表面处于润湿状态。

3 结 语

可以看出，模袋混凝土护坡与传统的块石、混凝土护坡相比，具有施工简便快捷、施工速度快，劳动强度低，可以进行水下施工，机械化程度较高、整体性好，成型后坡面整齐美观等优点。近年来，在黄河防洪工程建设过程中，也遇到了因山体禁采而造成石料不足、规格尺寸难达到设计要求等难题，严重影响了工程进度。笔者认为模袋混凝土护坡技术替代传统的坦石护坡后，既有利于提升工程施工技术水平，确保工程建设质量，又有利于工程日常管理，有必要结合实际，进一步加大模袋混凝土护坡技术在黄河工程建设中的推广应用。

参考文献：

[1] 邓刚，乔吉平，周森.模袋混凝土护坡在塔里木河河道治理中的应用[J].中国西部科技，2012，（9）.