定型化模板钢筋混凝土护坡施工技术研究

2022-07-25任保明尹劲松

四川建材 2022年7期

任保明，杨帆，尹劲松

(四川港航建设工程有限公司，四川成都 610041)

0 前言

渠道是水利工程中的重要部分，其不仅承担对地方提供水资源、导流、排洪的作用，同时在生态环境保护和农业用水中也发挥着非常重要的作用，渠道是否正常运行直接关系到整体水利工程能否正常运行。工程中部分渠道为岩质边坡，有的渠段的岩体完整性较好，有的渠段地质构造裂隙比较发育，岩体较为破碎，存在边坡空腔，稳定性较差，在暴雨和洪水等灾害的影响下，容易发生渠道边坡垮塌，影响正常运行，因此，需积极采取有效措施进行封填加固，修筑混凝土护坡。

工程上处理岩腔常以封填为主，但大体积混凝土浇筑时在岩腔内部不易密实，浇筑混凝土后与原始岩土体结合情况不明，易形成软弱面或破裂体。此外，对于高大渠道坡面进行混凝土护坡施工时，混凝土浇筑高度大，存在仓面狭小，混凝土方量大、成片施工段面小，转移频繁等问题，影响坡面现浇混凝土衬砌护坡的施工质量和施工效率，对于最终工程项目的综合效益也具有深远的影响。一些学者和现场技术人员对堤坝护坡结构进行了有针对性的研究。李维吉等[1]针对京密引水渠7号标段护坡提出混凝土钢模板施工技术。孟丽萍[2]、刘文生[3]、曾丽萍等[4]利用极限平衡法和有限元强度折减法分别对土质边坡和膜袋混凝土边坡进行稳定性分析。张晓波[5]、徐名悦[6]、田文等[7]提出了铰接式混凝土砌块护岸，在满足护岸的基本功能外，还保证了河岸生态的整体性，符合生态护坡的理念。周平[8]、隋险峰[9]、姜传敏[10]、姜波等[11]、蔡文波等[12]通过对引嫩渠道上混凝土板护坡破坏原因的分析，找出混凝板护坡破坏机理从而提出防治措施。

分析表明，现有研究成果在适宜的工况下取得了较好的工程建设效果，但研究主要针对混凝土护坡结构，从工程施工全过程角度改善混凝土护坡施工质量的研究成果较少。同时，现有工程措施和技术成果中，尚存在施工效率较低，易发生渠道边坡垮塌、稳定性较差等问题亟需解决。鉴于此，为弥补现有技术的不足，本文以工程为对象、工艺为核心，对复杂岩质渠坡定型化模板现浇钢筋混凝土护坡施工技术进行了研究。

1 工程技术问题及施工难点

1.1 工程地质影响大

岩质渠道边坡受地质地形、地下水位发生变化、地表水下渗以及灌溉用水下渗等因素的影响，容易出现岩质边坡空腔，岩质边坡空腔是工程建设中经常遇到的工程地质问题，它的稳定性影响着渠道边坡的安全。

1.2 混凝土浇筑高度大

对于高大渠道坡面进行混凝土护坡施工时，混凝土浇筑高度大，存在仓面狭小，混凝土方量大、成片施工段面小，转移频繁等问题，影响坡面现浇混凝土衬砌护坡的施工质量和施工效率。

1.3 防渗性能不佳

渠道的临水侧和背水侧存在水头差，导致渠坡产生渗流，有害渗流产生渗透破坏，由渗透破坏造成的险情约占渠道险情总数的60%以上，一旦该渗透破坏超出临界值，渠坡就会发生滑坡。

2 施工工艺原理及特点

1)该结构在渠坡空腔采用锚杆拉接免拆定型化模板，通过注浆孔直接在凹岩腔内部填充膨胀混凝土，空腔外锚固外覆防渗土工膜的钢丝格栅网，空腔内采用泡沫混凝土回填，空腔腔壁预埋抗浮锚杆拉接多层钢筋网片，防止上浮。

2)该结构在边坡空腔外依次铺设钢丝格栅网、防渗土工膜、垫层和现浇混凝土衬砌，钢丝格栅网通过双股钢丝锚杆拉接，现浇混凝土护坡模板通过滑移提升轨道提升拼接。

3)该结构在岩质渠坡铺钢丝格栅网和防渗土工膜进一步防护，提高岩质边坡的整体性和防渗性能；衬砌浇筑时，衬砌模板上部锚固在坡顶平台，下部支撑固定在现浇混凝土坡脚，衬砌模板通过模板提升架分块提升，操作简单、装模速度快。

4)采用该结构可以降低岩质边坡填充防护的施工难度、改善带空腔岩质边坡危的崩塌风险、提高岩质边坡衬砌施工的施工质量和施工效率。

3 施工工艺流程与操作要点

3.1 施工工艺流程

本复杂岩质渠坡定型化模板现浇钢筋混凝土护坡施工工艺流程如图1所示。

图1 渠坡定型化模板现浇钢筋混凝土护坡施工工艺流程图

3.2 操作要点

3.2.1 施工准备

1)为确保混凝土的质量，必须确保：①水泥：采用大水泥厂生产的合格的P·O42.5普通硅酸盐水泥；②细骨料：选用符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52—79)质量标准的中粗砂，含泥量控制在2%以内；③粗骨料：采用高强度低吸水性的花岗岩或石英碎石，抗压强度应在80 MPa以上，级配良好，最大粒径不超过20 mm,针片状含量<5%，压碎指标值10%～15%，含泥量控制在1%以内；④外掺料：为改善混凝土和易性，确保混凝土中后期强度，在混凝土中掺入优质粉煤灰取代部分水泥。

2)在渠道边坡开挖成型后,用全球卫星定位系统GPS进行坡脚和坡顶的施工放线,按照设计图纸要求,对坡度和高程进行修整，对岩面进行挂线清理，使渠坡揭露为较稳定平整的岩面。

3.2.2 操作要点

1)空腔填充(见图2)：岩质渠道边坡空腔采用锚杆拉接免拆定型化模板，通过注浆孔直接在凹岩腔内部填充膨胀混凝土。若遇较大岩溶空腔则按照设计要求清理，然后在空腔腔壁埋入多层钢筋网片，空腔内浇筑泡沫混凝土。

2)锚杆和排水孔施工：锚杆分系统锚杆和随机锚杆两种，系统锚杆为整个岩面按一定间排距均匀设置；随机锚杆主要设置在边坡薄弱地带，如断层带两侧、相对破碎带处、有倾向的危石处。每侧渠坡设置两排排水孔，排水孔成梅花型布置。排水孔采用风钻进行钻孔，排水孔的斜率i=0.1，孔径50 mm,间排距4 m，梅花形布置，出口处连接拍门式逆止式排水器。

图2 空腔填充处理示意图

3)坡脚施工：坡脚侧模依地形采用竹胶板作为面板，方木做背肋，用方木作为围檩，内拉外撑，与岩基结合部外侧培石渣防止跑浆。在施工前，对岩基进行清理，保证混凝土厚度，对松渣、浮石进行清理，用风管吹净灰尘后，洒水湿润后浇筑混凝土，振捣找平后，要进行抹平、收面、压光处理。

4)钢丝格栅网安装：首先定位造孔、布置架立筋，垂向架立筋选用Φ16钢筋，入岩20 cm，间距200 cm×200 cm；顺渠道方向设5道平架立筋Φ16钢筋，同时钢筋骨架与锚杆连接焊接牢固，钢筋骨架要焊接、架立牢固然后按照设计要求绑扎钢筋网片。用吊车将钢筋网片吊入仓面，贴挂到钢筋骨架上，侧面及迎水面保护层厚度均为5 cm，网片要与骨架绑扎牢固。

5)防渗土工膜铺设：防渗土工膜在铺设前，需要先对铺设区域进行检查、丈量，根据丈量的尺寸将仓库内尺寸相匹配的防渗膜运至施工平台，铺设时根据现场实际条件，采取从上往下“推铺”的便利方式。铺设时应平整、顺直，避免出现褶皱、波纹，以使两幅土工膜对正、搭齐。搭接宽度要满足设计要求。

6)模板安装：安装模板前，首先要测量放样，对坡脚和坡顶按标高和定位进行挂线，然后安装滑轨侧模支架，利用网片骨架做参考面，吊入最下端模板，最后根据浇筑速度由人工配合吊车按模板顺序自下而上进行模板安装。补仓施工可以直接装模，由于拉杆较多、仓面狭小拟采用拉钩式螺杆与边坡预埋筋拉结，以减少拉杆焊接时间，提高装模效率。

7)混凝土施工：石质渠段渠坡混凝土施工按伸缩缝划分单元，4 m一块，跳仓浇筑，首先浇筑坡脚，然后进行渠坡混凝土施工。渠坡总体施工为分块跳仓浇筑，渠坡分两次浇筑。在完成第一个仓面第一层混凝土浇筑工序后转入第二个仓面进行浇筑，第一个仓面进行模板安装加固工作，依次循环。施工道路充分利用一级马道及渠道底板，混凝土水平运输选用混凝土罐车，入仓方式为溜筒和吊罐结合，振捣采用Φ50软轴振捣器。在混凝土浇筑完毕后，迎水面模板要起到部分承重作用，故拆模不能过早，可采取试拆顶层模板仔细观察混凝土是否向外滑移，以确定拆模时间。护坡结构示意见图3。