化纤模袋护岸施工技术改进

周口市沙颍河工程管理处 刘 婧

化纤模袋护岸施工技术是水利行业经过多年的实践形成的一项保护堤防、防止堤防决口、可直接进行水下护坡施工的新技术，它解决了险工险段水下部分施工难度大、需打围堰、耗资大、工期长等一系列难题。由于是新技术，在诸多方面还需要改进和完善，只有在实践中不断加以改进和创新，这一技术才会得到更为广泛的应用。

早在1994年，化纤模袋护岸施工技术就在周口市的沙河白衣庙险工、晋庄险工以及刘营、石佛庙、赵集、新庄、尚弯关等险工段施工中得到了应用。本文，笔者以周口市石佛庙险工水下模袋护坡为例，该工程于1994年9月修建完工，已经过18 a的洪水考验，至今仍发着重要作用。工程完好程度高，对周围人民的生命财产安全起到良好的保护效果，据统计其他险工应用此项技术也一直发挥着作用，这充分说明模袋护岸施工技术在护坡工程上具有重要的作用，值得推广应用。这一技术填补了深水水下作业的一项空白，解决了不打围堰就可直接进行水下护坡的施工技术难题。但是1996年至今，该项技术几乎没有采用过，周口市大多水毁修复工程还是采用老方法居多。因此，对化纤模袋护岸施工技术进行改进，具有重要的实际意义。

一、化纤模袋的原料及物理性能

化纤模袋为聚丙烯纤维编织而成，每平方米质量约0.1 kg，有效孔径为0.09～0.12 mm，纵横向抗拉强度为300～400 N/cm5。

二、模袋的加工制作

模袋是由生产厂家按设计要求加工成幅宽4.2 m、长度不等的直筒袋，购回后需二次再加工。周口市石佛庙险工水下模袋护坡的具体加工方法和标准如下。

1.模袋铺设范围。模袋纵向长180 m，横向从河底33 m高程向上到44 m，垂直高度为11 m。

2.边坡稳定分析。该险工段经常处在周口大闸正常蓄水位47 m高程以下，水深14 m，边坡按稳定分析计算确定。

3.模袋充填厚度。根据模袋受自重而产生的最大弯曲应力，设计化纤模袋成型厚度为15 cm。

4.模袋长、宽尺寸。按抗滑要求，模袋铺底5 m，充填砂浆后护底段厚度为25 cm，岸坡充填砂浆后厚度为15 cm，模袋压顶宽100 cm，并设有50 cm×50 cm 的混凝土加固槽，将模袋充满砂浆后压进槽内，因模袋充浆后有纵向收缩，设计模袋长30 m。成型后宽4.1 m。

5.模袋控点（拉点）间距及规格。拉点控制模袋护坡厚度，拉点间距20 cm×20 cm，拉点用3 股×5 丝的尼龙线绑扎成四棱锥形，锥底为5 cm×5 cm的正十字形，护底段拉点锥高13～15 cm其他拉点锥高8～10 cm，充填砂浆后护底段厚25 cm，坡面厚15 cm，两侧边缘一行拉点锥高控制在5～6 cm，以便相邻模袋间的搭接。

6.过滤缝。在预铺模袋的上游缝制50 cm宽、长度与模袋长相同的无纺布，以利接缝处滤水。

7.灌浆口及灌注口袋。在模袋的上层面上从河底到坡顶缝制4～6 排灌浆口袋，每排2 个，间距5～6 m，最下一排距底边缘2.5～3 m，灌浆口直径为20 cm，长度视水深而定，一般要超出水面2.0 m以上，并把进料袋卷好，施工前系于细竹竿上，以防止进料袋扭折，便于进料导管插入。

8.模袋底边及两侧处理。在模袋底边及两侧缝制拉鼻，底边间距2.0 m，两侧拉鼻间距5 m，为防止因水流导致翻卷，沿袋长方向每5 m再绑细竹竿1根。每条模袋加工好后，要正反面逐点检查，发现不合格拉点，要现场拆除重绑。险工险段施工前要进行断面测量和尺寸设计，按不同断面计算加工好的模袋，要按从下游到上游顺序编号存放，施工时对号入座，另加工2～3个模袋以备用。

三、险工岸坡整理

首先按设计要求开挖岸坡，进行削破整治，岸坡及模袋顶部压槽要开挖平顺，所挖土方严禁倒入预护河段。

四、砂、灰料加工及制浆

砂、灰料运往工地后要严格过筛，以保障灰浆泵及输浆管畅通无阻。水泥砂浆要做配比实验，以保证砂浆强度.以普通水泥和中细砂为主，水灰比控制在0.6～0.7，灰砂比为1∶（2～3）；砂浆坍落度在20～30 cm，粉煤灰可掺至水泥重量的30%～40%，并加木质磺酸钙减水剂，其掺入量为水泥重量的0.3%左右，各种材料的掺入量要标写在黑板上，并悬挂于灰浆搅拌机旁，由专门技术人员严格把关。

五、模袋铺设

1.铺前准备。根据预铺模袋在水下的端点位置预先备好的船只（长10 m钢或木板船）2～4艘，分别固定在预铺模袋两侧，中间用10 cm厚的木板搭接，以便行人和施工操作。

2.铺设过程。根据水流方向摸袋要从下游向上游逐个对号铺设，铺设时用钢管从模袋上端拉鼻内穿好，用粗铁丝或粗尼龙绳固定于岸坡的钢钎上，然后在船上将模袋沿河坡水面铺设，待将模袋拉到预定位置时，用直径3～4 英寸的钢管或用绑有细绳的石块系于摸袋底边的拉鼻上，并将其顺两边角预先固定好的竖向钢管缓缓压入水中；为了防止在充灌水泥砂浆时模袋中间因水流作用而折起，横向每隔3～5 m 用细竹竿将模袋撑开。在模袋入水过程中，要由专人观察，防止其翻转扭动。

3.灌注口设置。在铺设模袋时，水下的灌注口要扎浮子，将其引到水面上，继而用直径75～100 mm 的塑料管插入灌注口袋内进行灌浆，待充灌后可拨出竖向钢管。

六、模袋充填灌浆

1.充灌试验。水下灌浆因看不见砂浆在模袋中的进尺，因此在正式施工前必须先做充灌试验，记录好每分钟的灌入量和每块模袋充灌的时间间隔以及不同阶段的充灌时间。一方面要求出灰浆的实际出浆量和充灌每平方米模袋所需的时间，在充灌水下模袋时，按每个充灌口所控制面积12～14 m2考虑，掌握好每个充灌口所需的充灌时间；另一方面，通过试验可确定模袋的强度和厚度是否达到设计要求。

2.充灌过程。在充灌过程中掌握好水下施工的进度和充灌时间，若充灌过程发生断线或鼓包要及时停灌，待多余水分排出后再继续充灌。在充灌时要不断上下晃动灌注口袋及导管以防止堵塞，待每个灌浆口按预定时间灌浆后，应扎起进料口，然后置于水中。

3.充灌进度控制。为了争取进度，保证模袋在充灌时不出现断线或鼓包现象，每个模袋按坡度及砂浆的初凝时间间隔情况分多次充灌，利用施工流水步距和节拍，同时连续铺设几个模袋，对同一条模袋由水下向水上分期充灌直至压顶，数个模袋轮流注浆，有充灌下部的，有充灌中部的，有充灌上部的，达到人和机械有序配合，不会造成窝工，可有效加快施工进度。

七、施工中应注意的问题

1.在模袋加工制作、铺设、灌浆的整个过程中，严禁在其上面抽烟。对按设计加工好的模袋要卷好，由专库专人保管，严禁曝晒。

2.拉点绑扎是关键，要认真细致逐面逐点检查，灌浆过程中一旦断线，一点触及数个乃至数十个拉点断线，轻者鼓包造成浪费，影响工期；重者模袋溃烂报废，造成较大损失。

3.灌注口袋一定要缝制牢固，要逐个检查试拉，在灌浆过程中，一旦拉掉或撕裂一个进料袋，就意味着报废一条模袋。

4.对充填物中的砂、粉煤灰要严格过筛，以免因堵塞灰浆管而延误工期。在施工间歇时，停止灌浆前一定要把灰浆泵及输浆管用清水冲洗干净，以利再次输浆。

5.在每次充灌前要适当放松模袋顶部的拉绳以便适应模袋收缩，保证灌浆质量，在充灌期间一般不再松动拉绳，以免模袋滑入河中。

6.在模袋铺设前要查清预铺岸坡及河底情况，清除障碍物，以防扎破模袋造成漏浆。

7.模袋定位要准确，两模袋搭接一定要严密，对护坡段上下游端的两个模袋，要加强保护，防止水流淘刷，导致断裂。

从以上石佛庙险工模袋制作到施工不难看出，该项技术填补了水下深水施工作业不必打围堰这一项空白，但其技术性和可操作性难度较大，技术含量高，推广应用起来确实比较困难，要想达到广泛的应用和普遍性的要求，其施工技术有些环节必须加以改进。

八、存在问题及技术改进

1.模袋二次制作需要改进。模袋购回后需二次再加工，且加工制作程序太繁杂，还要投入大量人力，耗费太多时间，并且人工费用较高，人工绑扎结点也不够结实、不够标准。改进方法如下。

化纤模袋生产厂家按规格标准用机械制造成型后，根据不同结点比例、单位时间不同控制面积、不同成型厚度、不同模袋尺寸分出型号、规格、编码后成品出售，这样买回来后便可直接投入使用。

2.模袋铺设技术需要改进。过去模袋是沿河坡向水中铺设，从设计位置将模袋沿水面用小船拉到一定位置后再用钢管或石块压入水中，这种方式施工时难度大，因浮力作用或遇到大风模袋会在水面漂浮或翻卷，很难按设计要求全部沉入水下，需要投入较多人力、物力，耗费很长时间，甚至达不到理想的效果。技术改进如下。

事先按模袋宽度4 m预制圆环形或圆柱形混凝土柱体，长度为4 m，内径200 mm，外径400 mm，将模袋在平地水平摊开，圆柱体放在模袋入水的一端，即从铺入河底一端开始滚动柱体，使模袋象布匹一样裹住混凝土圆柱体，将模袋卷成圆筒状后抬到预铺位置，最外端模袋固定于岸坡上，然后从坡上向坡下滚动柱体，释放开所裹绕的模袋，由于混凝土圆柱体有一定的重量，滚到接触水面后也不上浮，会一直沿坡面往水下滚动，如果事先在圆柱上做好准备（比如两端缠绕绳索）稍加外力作用就很快将柱子滚到河底，所裹绕的模袋也随之展入水下设计位置，这样既省时又省力，还能克服模袋上浮及翻折问题。

3.模袋充填灌浆技术改进。充填灌浆是整个工程施工的关键，必须保证灌入的砂浆达到一定强度和塔落度，而且水下施工时初凝时间要快，这就要求充灌时一定要按规程操作，首先输浆管不能过长、过细，要保证有一定的压力，这就要求灰浆盘不能固定不变，要跟随模袋移动，处于灌浆模袋的最近位置输送灰浆，切实掌握好每个充灌口所需的充灌时间，避免少灌或因超时多灌撑断拉线。技术改进：船只只需两艘，灰浆盘采用移动式装置，能够跟随施工模袋移动，这样一来就大大缩短了水泥砂浆的入袋时间，防止砂浆过快凝固阻塞输浆管。在进行每块模袋充灌时，要按模袋在铺设断面上坡度大小，因地制宜，分别情况，分期进行充灌，缓坡一次可充灌多一些，陡坡一次可充灌少一些，在每次充灌前都要适当移动坡顶模袋拉绳，然后将拉绳固定，在充灌中拉绳不许再松动，以防模袋由于充灌后产生的重力下滑。

九、施工技术效益

通过对已竣工的模袋工程进行分析，经过不断观测、对比，在总结其变化规律基础上，对模袋工程施工技术提出了以上几点改进措施，周口市多处险工险段经过多年的洪水考验，至今工程完好，效益显著。

1.与砖石护坡相比，模袋护坡技术具有不打围堰、不排水、不挖基、削坡土方少、动用劳力少等优点，且易于工程管理，便于水下施工，进度较快。

2.可因地制宜，就地取材，节省投资。若采用抛石护基、砖石或混凝土护岸，因块石、石子等骨料当地没有，需从外地采购，运输困难，价格较高。而用水泥砂浆充填模袋护坡，砂子、水泥，灰（可用粉土替代）均可就地取材，价格便宜，成本低。

3.抗冲性能好，较抛石等稳定，即使若干年后基础有变化，用模袋修复起来也比较方便。

十、结论

通过对化纤模袋护岸施工技术的改进，使模袋施工技术在应用更具有可操作性和简便性，是今后水利堤防除险加固，消除隐患非常简便快捷的好方法，尤其对深水水下护坡施工，效果更为显著。