模袋混凝土护坡在奎河治理工程中的应用

2010-08-07汪敬洋

治淮 2010年3期

汪敬洋

一、工程概况

奎河发源于江苏省徐州市云龙山区，流经徐州市城区、铜山县及安徽省宿州市桥区，在桥区时村镇注入濉河，全长67.5km，流域面积1261km2，流域内山区、平原交错。奎河上游多为山丘区，占流域面积40%，降雨后山水、高地水抢占河槽，形成径流快，汇水快而猛。灌沟河～马元闸段河道弯曲且比降较陡，河床为沙土，有多处河床和堤坡因水流冲刷被掏空或崩塌，在汛期经常出险。

在2006年、2007年汛期暴雨和洪水中，河道有多处被水流冲刷坍塌，严重危及堤防的安全。产生崩岸的原因是复杂的，地质条件差、土质疏松是崩岸的内因，而水流条件（主流顶冲、弯道环流等）则是造成崩岸的外因。通过方案比选，采用模袋混凝土护坡进行处理，模袋混凝土护坡面积约为34000m2。

二、模袋混凝土护坡工程设计

根据工程的性质、防护目的、地形条件、水文地质、水流条件以及工程的重要性等综合因素考虑选用模袋的类型，通过分析,奎河模袋护坡编织布模袋的选择采用无反滤排水点型模袋（NP型)，模袋混凝土的厚度为15cm。抗滑稳定安全系数满足要求。土工模袋的主要技术指标见表1。

为增加模袋护坡的抗滑稳定性，除了在水下坡脚水平段设置不小于2m长的模袋混凝土进行锚固外，还在坡顶滩地平台上设置不小于1m长的模袋混凝土。同时，在整理冲坑时特别注重土体的碾压、夯实以及坡度的控制，加强了模袋护坡的抗滑稳定性。

为了防止模袋混凝土护坡因侧翼、顶部、坡址等边界侵蚀破坏，上下游侧向边界 (包括临时边界)必须开沟，把部分模袋混凝土埋入沟中。

为保护模袋混凝土护坡的安全，应注意排水问题。本设计采取的措施一是在滩地平台上模袋混凝土水平段不小于1m长，并设置顶沟，沟深大于50cm，上部用现浇混凝土压盖；二是在滩地平台碾压、夯实，从堤脚至模袋处按大于2%的坡度进行整理，确保流水通畅，滩地无积水。

三、模袋混凝土的强度和配合比设计

合适的配合比是模袋混凝土施工的关键,也与成本密切相关。配合比是根据设计对混凝土性能和施工工艺的要求,通过现场充灌试验来确定的，配合比中,水泥用量、砂率、粗骨料粒径、水灰比、坍落度、外加剂和掺和料要逐一分析确定。经过对混凝土组成材料及拌和物性能要求的分析,再通过现场配合比试验,最终确定工程适用的配合比。本设计混凝土强度标号为C20。

四、模袋混凝土护坡施工质量控制要点

（1）岸基处理属隐蔽工程，其质量好坏直接关系护坡的稳定，必须按要求平整坡面，清理干净，无乱石、杂物、填方按要求进行压实。用1m3反铲挖掘机进行冲坑土方整理，按设计边坡1∶3进行开挖、回填，边开挖边碾压，应自上而下铲坡。填土区整坡时，应控制碾压、夯实的质量标准，分层压实，其压实度应达设计要求，并做好新老坡结合。同时测量高程，高挖低填，直到符合设计要求为止。

（2）模袋宜采用锦纶、维纶或丙纶制作，其技术性能指标应符合《土工合成材料长丝机织土工布》（GB/T17640-98）标准。模袋布不允许有重大缺陷，如破损、断纱等，对个别轻微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20cm×20cm为宜；模袋上下两层边框缝制应采用4层叠制法，缝制宽度不应小于5cm，针脚间距不大于0.8cm。模袋布的表面缺陷、模袋的规格尺寸和缝制质量宜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，每批抽检1块。

（3）铺放首先放线定位，内容包括坡顶线定位、坡脚线定位、坡度定位和边界沟槽定位。坡顶线定位用于确定模袋的混凝土灌注高程，坡脚线定位用于控制成型模袋的下边线，坡度定位用于决定所灌注的模袋能否与护坡纵轴线保持垂直。因为当不能垂直时，随着沿纵向伸长，偏斜误差不断积累，导致成型的模袋倾斜，直接影响模袋工程的安全及美观程度。所以在施工中应及时纠正。

表1 奎河护坡土工模袋的主要技术指标

模袋应由上而下铺放，平铺在坡面上，模袋须无破损和孔洞；为使两片模袋结合紧密，要求搭接部位用双股线缝接紧密，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50cm，并顺直平整；模袋应预留纵向收缩余量，余量按6%的紧缩率预留。为了避免模袋在混凝土灌注过程中下滑，铺设完成后，在模袋顶部用大于4m长的3英寸钢管把模袋横穿起来，在横向钢管下部用4根竖向钢管垂直打入土中，将模袋牢牢地固定在边坡上。

（4）模袋混凝土水灰比应比平常拌制的混凝土水灰比偏大，一般应控制在0.6～0.7之间，水灰比过小，混凝土流动性差，灌注困难；水灰比过大，混凝土流速高，易发生爆袋，也容易出现混凝土排水凝固后模袋表面塌陷，既影响施工质量，又影响工程美观。

（5）模袋混凝土应采用泵灌法施工。充灌前，陆上部分的模袋应洒水润湿，浇筑过程中，混凝土喷射管插入模袋灌口深度不小于30cm，混凝土泵管与模袋注料口用铁丝扎牢固，充灌应从已充灌的相邻模袋混凝土块处开始，由下而上，依次进行，充灌过程中应及时调整模袋上缘拉紧装置。每一灌口的混凝土充填连续进行，并配以人工踩压平顺，变换灌口时将管口堵上以减少水泥浆流失，并尽量减少软管的弯折和颤动，保证泵送顺利。为防止一次充灌不满，在每个模袋单元设4个灌口的基础上加设2个备灌口，若一次充灌不满，打开备灌口再充。斜坡段混凝土充填密实饱满后，继续浇筑平台及锚固沟混凝土。水上部分充填好的模袋混凝土及时用高压水枪清洗表面，并按规范洒水养护。

（6）模袋混凝土充灌过程中应注意和解决如下几个问题：①为防止堵塞事故，应随时检查混凝土级配和坍落度；防止过粗骨料进入和堵塞管道；防止泵入空气，造成堵管或气爆；充灌应连续，停机时间一般不得超过20min。②泵与充灌操作人员之间应随时联系，紧密配合，充灌到位后及时停机，以防充灌过程产生鼓包或鼓破。出现鼓胀时，应及时停机，查找原因并处理。③随时检查坡顶钢桩是否牢固，以防充灌过程中模袋下滑，灌完一片后，移动设备，按上述步骤进行下一片的充灌施工，应特别注意两片间联接、靠紧。④模袋混凝土泵送距离不宜超过50m，充灌速度宜控制在10m3/h以内，混凝土泵的出口压力以0.2～0.3MPa为宜。充灌混凝土应连续进行，当模袋内混凝土充灌将近饱满时，暂停5～10min，待水分析出后，再灌至饱满。模袋混凝土充灌找平时，在初凝前可采用人工踩平。⑤模袋混凝土在充灌口留取试块，每100m3混凝土留1组试样，混凝土强度应达设计标准。⑥全部护坡施工完成后，进行坡顶、坡脚和上下游两侧接头的回填处理，同时进行护面混凝土的养护。一般养护期为7d，要求在此期间护坡表面处于润湿状态。