实例分析高寒地区水利工程模袋混凝土施工技术

陈 伟

(新疆乌苏市水利局，新疆 乌苏 833000)

实例分析高寒地区水利工程模袋混凝土施工技术

陈 伟

(新疆乌苏市水利局，新疆 乌苏 833000)

模袋混凝土技术是一种适用于高寒地区的新型施工技术，通过长时间的试验和探索，该技术已在多个寒冷地区推广应用。本文结合高寒地区某河段工程案例，对模袋混凝土施工技术展开探讨，介绍该河段工程具体情况和模袋混凝土施工要点，以期为日后类似工程施工提供参考依据。

高寒地区;水利工程;模袋混凝土;施工技术

DO I:10.3969/j.issn.1672-2469.2016.08.025

20世纪80年代我国引入模袋混凝土技术，该技术使用织物模袋为软模具，借助混凝土泵浆或混凝土灌入模袋成型，达到防渗漏、护底等功效。模袋混凝土技术主要用来护坡、建设水库等操作，该方法具有技术坚固耐用、施工方便、耐久性好、可在水下铺设施工等优点，值得在各大类似建筑中推广应用。目前，我国多个地区的江河、湖泊、海口等堤坝护坡使用膜袋混凝土施工。文中针对某河段护岸工程展开研究，从施工前的准备工作、铺设模袋、混凝土充灌、养护等方面介绍模袋混凝土施工步骤及要点，获得满意的护坡效果，成为高寒地区防汛抢险值得推行的新工艺。

1 优点及其应用范围

在高寒地区水利工程施工过程中，水下混凝土工程传统方法要先修围堰，开展排水等相关前期工程，便于把水利工程暴露在无水状态下，随之要支模版浇筑混凝土，通过长时间的养护处理，待混凝土达到相应强度方可拆除模板、围堰。模板是水利工程施工中必不可少的软模板，借助高压泵把混凝土注入模袋内，这种方法在技术、经济方面表现出独特的优越性，有效减少水利工程施工繁琐的施工环节。因使用模袋混凝土一次性施工面积较大，形成板整体性强，有效缩短水下混凝土施工工期，减少一系列不必要的费用。

模袋混凝土施工主要分为两类，一是大面积素混凝土板形结构;二是适应地基变形小块混凝土设计的铰链式结构。本次研究主要讨论前者，这种模袋混凝土结构如下。模袋是整个施工中的软模板，混凝土借助高压泵传送。模袋混凝土板面上，平均60cm左右设计纵横向潜沟，使模袋混凝土面板成为大小相似的混凝土板组成，沟低和突起位置的厚度相差5～6cm。为方便混凝土施工并确保工程的整体强度，每个单元板体面积较大。如要避免提防出现不均匀沉陷，可采用顺坡长横向再分缝。

2 高寒地区某河段工程概况

该地区某河段工程总长度为68km，流域面积约为966km2，该流域内山区、平原纵横交错。河岸上游多数为山丘区，占整个流域面积的32%。降水后，山水、高地水抢占河槽，导致水势猛。若本工程使用常规的砌块护坡模式，施工难度加大，尤其是坡脚护底需先修筑围堰方可正常施工。因此，必须开展优化设计，研究符合工程环境、施工条件的混凝土施工方案。通过各类方案对比，得出模袋混凝土技术更适合在该河段进行施工，获得满意的工程效果。

3 工程施工要点

根据该河段工程的性质、地形、水文地质、防护目的等因素综合分析模袋的类型，模袋护坡选用无反滤排水点型模袋，混凝土厚度设定为15cm，抗滑稳定安全系数满足要求。为加强模袋护坡抗滑稳定性能，不仅在水下坡脚的水平部位设置大于2m的模袋混凝土进行锚固处理，而且对坡顶平台设计大于1m长度的模袋混凝土。对冲坑进行整理时，尤其重视土体碾压、夯实等操作，提升模袋防护的稳定性，该河段模袋混凝土施工流程如图1。

图1 模袋混凝土施工流程图

3.1 施工准备

依据该河段实际情况采用混凝土泵车地泵开展施工，使用地泵过程中，通常要求在现场对混凝土实施搅拌，现场配置搅拌站。若采用混凝土泵车开展泵送操作，通常配合混凝土罐车实施运输。施工准备包括准备充足本次施工所需的材料和设备、平整坡面、开挖顶脚基槽、等。同时，铺设的机织模袋必须在各片连接底面铺非织造土工织物，借助缝接或搭接的方式连接各片间非织造土工织物，搭接宽度控制在20～30cm，坡顶处采用8号铁丝制成的n形钉进行固定。简易模袋先要铺设相应的非织造土工织物滤层，随之在其上铺模袋。

3.2 设计合理的配合比

原料作为高寒地区模袋混凝土配合比设计的基础，直接影响混凝土施工质量。因此，必须按照水利行业标准对水泥、砂、掺合料、模袋布等材料进行试验选择。试验人员根据该地区实际情况，在基础配合比基础上，适当调整水泥用量、外加剂掺入量的指标，获得相应的配合比方案，如表1。

表1 混凝土试验配合比表

3.3 检查模袋

模袋运到施工现场后，查看其是否配备厂家提供的模袋出厂合格证明和实验报告。同时，相关人员从外观上检验其长度、厚度和宽度是否满足施工标准，缝制宽度≥2cm，针眼的间接≤0.8mm，模袋表面出现的孔洞、蛛网、大肚纱、跳花等现象的数量因小于20处/块，进行黏合修补还可使用，但超出上述范围则为不合格产品退还厂家。

3.4 铺放模袋步骤

首先，进行方向定位操作，主要包括坡脚线、坡顶线和坡度定位等，其中，坡顶线定位的功能是明确模袋混凝土的灌注高程，坡度实施定位主要准确判定灌注模袋是否与护坡纵轴线处在垂直状态，坡脚线定位主要控制成型模袋下边线。如果灌注模袋与护坡纵轴线没有处于垂直状态，由于沿纵向的伸长，偏斜误差值增加，导致成型的模袋出现严重倾斜，直接影响模袋施工的质量和美观效果。因此，具体施工过程中要及时进行纠正处理。通常情况下，模袋在企业进行加工成型后方可运至现场，遵循由上而下的原则进行铺放，模袋平铺在坡面上，模袋铺放顺序自上而下进行。对模袋实施搭接操作时，要保证模袋不存在破损或孔洞，便便于各模袋进行紧密集合。为防止模袋进行混凝土灌注时发生下滑，必须对模袋进行固定处理。当模袋铺设完工后，在模袋定位采用＞4m长度的钢管把横带进行横穿，使用4根竖向钢管将其垂直打入土内并进行固定处理。

3.5 模袋混凝土充灌操作

充灌混凝土主要流程为:搅拌混凝土并运至现场→泵车接管→插入模袋灌口内→绑扎固定→灌注→检验充灌质量。混凝土灌注速度控制为10～15m3/h，出口压控制在0.20～0.3Mpa之间为宜。泵软管关口通过灌口进入模袋，方便泵压力直接用于模袋内的混凝土，减轻灌口需要承受的反作用力。进行充灌操作时，由2个人扶好泵软管，防止其存在较大摆动力。同时，合理控制灌口混凝土压力。如果该位置混凝土压力不断升高，表示混凝土在模袋内流动减慢，必须合理调整泵车充灌速度。若灌口位置的混凝土压力上升速度加快，应及时停止充灌，检查并采取针对性措施。如果踩踏疏导效果不理想，可按以下状况处理:如果灌口位置发生阻塞，可把泵管拆走，自灌口内掏出阻塞的石子或混凝土，也可采用木杆把阻塞捣散进行疏通继续实施充灌操作。灌口周围先前充灌的混凝土缺乏流动性，这种情况导致充灌施工中出现长时间停歇，此时可采取以下措施，用脚沿着最短距离踏出凹槽，改用砂浆对模袋实施填充。如果模袋被截死，在没有充满的上边缘再打开一灌口开展充灌，灌口设定在侧边隐蔽位置，确保整体的美观性。如果某个灌口充灌完成后，把灌布套中混凝土进行清除，把布套塞入灌口并进行缝合，随之冲洗模袋表面，对灌口实施上述处理，能保证模袋表面的平整性和美观性。但水下灌口，职能采用布套实施绑扎操作。总之，充灌混凝土操作要点是混凝土要具有较好的流动性，确保整个充灌操作连续进行行。

3.6 养护操作

一个施工单元完工后，把充灌混凝土相关器具转移至下一个单元，对本单元施工现场实施清理。待模袋混凝土终凝后，采用草袋覆盖洒水并实施养护。整个施工完成后，对坡顶、坡脚和上下游两侧接头位置进行回填，同时，对护面混凝土实施养护处理。通常养护时间控制为7天，要求在这段时间内护坡表面一直处在润湿状态。

4 结语

近些年，高寒地区模袋混凝土施工在水利工程中使用越来越多，模袋混凝土护坡作为全新的水利工程施工技术，该方法具有施工速度快、费用低廉、护坡效果好等优点，适宜在各类水利工程中推广应用。文中在总结前人模袋混凝土施工方面研究成果基础上，系统阐述模袋混凝土施工主要流程，针对某高寒地区实际情况，充分考虑高寒地区应用模袋混凝土的要求和各项参数取值范围，为设计合理的模袋混凝土抗稳、抗寒性能奠定基础，从而为类似地区模袋混凝土施工提供参考。

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2016-02-26

陈 伟(1975年—)，男，工程师。