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作者：張毅

   淮河人江水道上起洪澤湖邊的三河閘，下至長(zhǎng)江邊的三江營(yíng)，既是排泄淮河洪水的主要通道，又是一條排澇、灌溉、航運(yùn)綜合利用的大型河道，對(duì)保障淮河中、下游廣大地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全起著極其重要的作用。安徽省天長(zhǎng)市境內(nèi)的高郵湖堤防是入江水道的重要組成部分。高郵湖大堤防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50 - 100年一遇設(shè)計(jì)，堤防工程級(jí)別為3級(jí)，其主要建筑物為3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)，其支流白塔河堤防級(jí)別為4級(jí)，秦欄河左岸堤防級(jí)別為5級(jí)。高郵湖大堤加固主要內(nèi)容有：堤頂加高、填塘固基、錐探灌漿、改建堤頂?shù)缆�、拆除重建及新建護(hù)坡、拆除重建穿堤建筑物、河口影響段加固、重建管護(hù)設(shè)施等。

    在淮河人江水道工程中使用模袋混凝土施工工藝有效解決了傳統(tǒng)工法工序多、不易水下施工、工程量大、造價(jià)高等技術(shù)難題。該工法的關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)如下：

    a．該技術(shù)使用單級(jí)配多砂、少石的混凝土配合比，解決了土工模袋中的難題——混凝土沖灌，從而保證了混凝土的密實(shí)度。

    b．該技術(shù)應(yīng)用插打塑料排水管技術(shù)，有效地解決了坡面土壤排水的難題，使得邊坡在外水位變化的情況下能夠保持穩(wěn)定。

l  模袋混凝土施工工藝

1.1  施工準(zhǔn)備

a．利用船只在水面打樁來(lái)把握定位，進(jìn)而得到河道軸線、邊線的具體數(shù)據(jù)，接著測(cè)定江底基面的高程，最后匯總實(shí)際數(shù)據(jù)。

    b．確保有關(guān)機(jī)械設(shè)備到位，為其配備專業(yè)的維修保養(yǎng)人員，機(jī)械性能的利用能夠達(dá)到最大限度。

    c．組織專門(mén)施工的班組，進(jìn)行技術(shù)交底，請(qǐng)有關(guān)專家對(duì)施工組織設(shè)計(jì)方面進(jìn)行技術(shù)論汪。

    d．準(zhǔn)備足夠的施工材料，確保材料供應(yīng)。

1.2施工方法2

    a．定位放線：用經(jīng)緯儀在河岸上測(cè)出坡頂口的軸線，同時(shí)測(cè)量出河底角的開(kāi)挖線。

    b．岸上坡面修整：采用小型挖掘機(jī)、推土機(jī)以及人工相結(jié)合的整坡方法。

    c．水中坡面修整、開(kāi)挖：采用液壓式抓斗船，開(kāi)挖時(shí)定期測(cè)量水面的高程，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)斷面和高程施工。挖泥船在施工前先測(cè)量原始斷面，用挖泥船對(duì)出入較大的地方繼續(xù)進(jìn)行修整，修坡中挖出來(lái)的土方用船運(yùn)至棄土場(chǎng)。在修整差不多到位后，河底及邊坡則用焊在挖機(jī)斗上的長(zhǎng)度為2. Sm的槽鋼來(lái)回刮動(dòng)加以整平。

    d．混凝土模袋的制作和鋪設(shè)：對(duì)模袋按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行整片制作，每個(gè)模袋尺寸為16m×20m，每個(gè)模袋的組成為4個(gè)4m×20m的隔離體，每個(gè)隔離體之間互不相通。鋪設(shè)前須注意沿水流方向是朝著施工方向，并且把土工模袋單元放置在沿岸線施工方向。對(duì)于鋪設(shè)中存在的一些鋪設(shè)不到位的地方，則使用異型單元，單元塔和施工的程序方向接同向，對(duì)號(hào)入座。每片軟體排布長(zhǎng)16m（順?biāo)�流方向）、�?0m（垂直水流方向），坡比1:3.坡長(zhǎng)20m、高程+1.5m - +8m。下放模袋時(shí)，潛水員先固定其四角。固定前，按照測(cè)量成果進(jìn)行定位，從而確保準(zhǔn)確鋪設(shè)。等模袋鋪設(shè)完畢后，采用分框格的形式進(jìn)行模袋混凝土的灌注。

2工法特點(diǎn)

2.1適應(yīng)不同地形，穩(wěn)定性好

    土工模袋能很好地適應(yīng)各種復(fù)雜地形，特別是在深水護(hù)底、護(hù)岸等地方不需要填筑圍堰，可直接進(jìn)行水下施工，因此機(jī)械化程度高，所護(hù)坡面的面積大、穩(wěn)定性好、整體性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。

2.2機(jī)械化程度高，施工速度快，耐久性好

    施工速度快，機(jī)械化程度很高，工期比較短；凝固的模袋混凝土耐久性、整體性好。

2.3  施工過(guò)程直觀性強(qiáng)，便于進(jìn)行質(zhì)量控制

    有很強(qiáng)的直觀性，首先按設(shè)計(jì)要求的配合比來(lái)拌制混凝土，充填時(shí)按要求將厚度控制好，從而達(dá)到施工的要求。混凝土填充模袋的過(guò)程中，通過(guò)直觀檢查來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)處理，以確保質(zhì)量。

2.4工效高，造價(jià)低

    正常情況下，一套設(shè)備只需要投入10個(gè)左右的人工，24h便可完成充填混凝土200 - 300m3。造價(jià)490 -550元/m3。

3  工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1  模袋混凝土施工流程圖

圖1所示為模袋施工工藝流程。

3.2操作要點(diǎn)

3.2.1  模袋設(shè)計(jì)、制作

    設(shè)計(jì)對(duì)模袋編織布的滲透系數(shù)、等效孔徑和強(qiáng)度有專門(mén)的要求，按照要求選定土工編織布；依據(jù)護(hù)坡混凝土設(shè)計(jì)的平均厚度，通過(guò)計(jì)算和灌填試驗(yàn)來(lái)確定模袋的尺寸。選定好模袋和土工編織布各自的規(guī)格尺寸，委托土工編織布廠加工生產(chǎn)和定貨。

3.2.2設(shè)備就位

a．混凝土泵車就位。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況，混凝土泵車需要定位在離澆筑面較近的堤頂施工道路上，以便運(yùn)輸混凝土；原則上泵車的定位是l00m施工半徑，因此以200m岸線作為一個(gè)單元，完成一個(gè)施工段后再移位。

    b．混凝土輸送管道鋪設(shè)。泵送混凝土的管道使用φ125鋼管，在與模袋布沖灌連接處，采用3-4根φl00mm×5000mm高壓軟膠管，便于移動(dòng)插入口袋；布置管道時(shí)應(yīng)盡可能地選擇管路最短處和彎頭最小的方案，做到管道穩(wěn)固，從而便于拆除。水平管道鋪設(shè)應(yīng)該平直，每節(jié)管的兩頭須有墊塊。

    c．管接頭一定要正確安裝，密封圈不能產(chǎn)生皺折，接頭牢固處要保證接頭密封良好，不得漏漿。

3.2.3模袋驗(yàn)收

    a．混凝土模袋的基本結(jié)構(gòu)采用兩層全丙綸高強(qiáng)機(jī)織布制作，外層布具有透水性，兩層機(jī)織布之間每隔20cm布置l組拉筋（化纖繩）來(lái)相連，拉筋長(zhǎng)度由設(shè)計(jì)厚度來(lái)確定。

    b．混凝土模袋需要加工成長(zhǎng)方形，其長(zhǎng)寬應(yīng)用護(hù)面具體尺寸來(lái)確定，同時(shí)考慮3%富余量來(lái)準(zhǔn)備充灌時(shí)的收縮量。為了加快灌注的速度，可增加充灌口，灌口的尺寸為高40 cm、直徑30cm左右。模袋及其縫合處的縫隙應(yīng)能承受1.0 MPa的膨脹壓力。

3.2.4模袋鋪設(shè)及固定

a．模袋鋪設(shè)流程：卷鋪模袋一設(shè)定位樁一安裝張緊裝置一鋪展模袋一鋪設(shè)時(shí)壓載-拉緊上緣固定索。如圖2所示。

    b．卷鋪模袋：將鋼管穿入上、下緣鋼管套中，把下緣鋼管作為軸，將模袋卷成卷。

    c．設(shè)定位樁：在距模袋上緣1.5 -2.0m處，設(shè)定位樁，間距1  -2m。

    d．安裝張緊裝置：在每根定位樁上安裝緊張器（拉鏈葫蘆）或滑輪，可調(diào)整模袋的上下位置。在鋪設(shè)時(shí)預(yù)留出縱橫收縮余量，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，考慮模袋橫向收縮率為5%，縱向收縮率為3%，具體收縮富余量通過(guò)施工來(lái)確定，把縱向富余量留在模袋上端，橫向富余量留在相鄰接縫處。，應(yīng)用雙股線將相鄰模袋縫接緊密。在接縫處的底部鋪設(shè)土工織物濾層，土工織物與模袋布搭接的寬度應(yīng)不小于30cm，同時(shí)順直平整。

3.2.5膜袋混凝土配合比設(shè)計(jì)

    a．模袋混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)。機(jī)灌模袋混凝土28d強(qiáng)度比普通試模成型混凝土28d強(qiáng)度高30% - 40%，其中1:2水泥砂漿高40%，細(xì)礫混凝土高30%。機(jī)灌強(qiáng)度應(yīng)比非機(jī)灌模袋混凝土高。建議按20% - 15%

的折算比考慮。

b．模袋混凝土配合比。表l為模袋混凝土配合比。

3.2.6模袋混凝土拌制

    根據(jù)生產(chǎn)效率高低和工程量大小，確定所需混凝土攪拌設(shè)備的生產(chǎn)能力�；炷�土生產(chǎn)中使用裝載機(jī)上料，用配料機(jī)計(jì)量配料，通過(guò)自動(dòng)加水和減水劑，保證攪拌時(shí)間，從而確�；炷�土的流動(dòng)性和和易性。

3.2.7模袋混凝土充填

    泵送混凝土?xí)r還要注意充灌的范圍，防止過(guò)大的壓力拉斷模袋內(nèi)的吊筋，造成鼓包現(xiàn)象。如出現(xiàn)以上現(xiàn)象應(yīng)該立即停止泵送，在模袋布上開(kāi)口取出部分混凝土，用重物壓住破損處，然后進(jìn)行另一袋口施工。

如發(fā)生混凝土堵管，混凝土泵車的壓力會(huì)驟減，輸送管發(fā)生激烈震動(dòng)，此時(shí)應(yīng)立即停止泵送，并迅速檢查堵塞位置。常見(jiàn)位置有彎曲處、大小頭處和沖灌袋口，立即疏通堵塞位置，防止堵塞時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一般不得超過(guò)30min，超過(guò)30min后混凝土的坍落度會(huì)發(fā)生變化。無(wú)法疏通時(shí)，立即清洗管道，處理后再進(jìn)行泵送。

    袋口充灌進(jìn)行的次序是由下至上。當(dāng)下部充飽滿后，應(yīng)注意布的松緊程度。如果布張力過(guò)大，應(yīng)該做一定的調(diào)整，然后進(jìn)行上部施工，接著進(jìn)行下一段施工。灌口速度應(yīng)控制在8 - 12m3/h，充填壓力為0.3 MPa。應(yīng)連續(xù)進(jìn)行充灌，充灌滿撤管后扎緊灌口。在灌注混凝土的過(guò)程中，一個(gè)小單元模袋應(yīng)該通過(guò)1次連續(xù)充灌來(lái)完成；充灌地點(diǎn)設(shè)專人指揮，與混凝土的操作人員保持密切聯(lián)系。

3.2.8現(xiàn)場(chǎng)整理

    在完成一個(gè)施工單元后，把混凝土輸送管道等施工器具移到下個(gè)單元，清理干凈本單元現(xiàn)場(chǎng)，盡量消除施工中難以避免的腳印。

3.2.9養(yǎng)護(hù)

    模袋混凝土終凝后，應(yīng)該及時(shí)養(yǎng)護(hù)陸上的部分，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。

4技術(shù)參數(shù)

4.1  模袋技術(shù)參數(shù)3

土工織物模袋的規(guī)格、型號(hào)、性能都應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，主要指標(biāo)見(jiàn)表2。

4.2土工布的物理性能指標(biāo)

雖然在護(hù)坡施工過(guò)程中，土工布的使用比例不大，但其對(duì)模袋的接縫效果和模袋混凝土護(hù)坡的耐久性、整體性的影響尤為突出，其主要指標(biāo)見(jiàn)表3。

4.3  模袋混凝土性能指標(biāo)

模袋混凝土是由多種原材料組成的水硬性復(fù)合材料，影響其性能的因素比較多，且直接影響到模袋混凝土護(hù)坡的可施工性以及成型質(zhì)量、、其主要的設(shè)計(jì)指標(biāo)見(jiàn)表4。

5  模袋鋪放注意事項(xiàng)

    a．模袋鋪裝前需要確保模袋的平整和緊湊，鋪裝時(shí)可在模袋上、下緣管中插入更堅(jiān)固的鋼管。一般的鋼管型號(hào)為Dg50鋼管，鋼管長(zhǎng)度比模袋多出50cm。用鋼管對(duì)模袋進(jìn)行卷卷，鋪裝時(shí)自上而下平鋪在坡面上，從而確保模袋安排位置的準(zhǔn)確度。在實(shí)際操作中，模袋是由內(nèi)向外、自下向上地卷起。把卷好的模袋運(yùn)至鋪放地點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)坡肩端位置加縱向收縮量（按模袋長(zhǎng)度的3倍設(shè)計(jì)）來(lái)測(cè)繪出坡肩端模袋的安放位置。新舊模袋之間需要完成充灌，以保證在相鄰模袋之間留有30cm的搭接寬度，進(jìn)而使得模袋混凝土的拼接能夠達(dá)到嚴(yán)密程度、將所有模袋放到相應(yīng)位置后，進(jìn)行下一項(xiàng)人工縫制連接。

    b．開(kāi)始施工模袋混凝土?xí)r，斜坡主體會(huì)出現(xiàn)水流，水流會(huì)直接阻礙到模袋混凝土的施[進(jìn)度。尤其是在漲潮的時(shí)候，很容易導(dǎo)致模袋脫離坡面，從而造成下一步工作的停滯。而同樣在落潮時(shí)期，模袋又因?yàn)橄蛲馑�流�?huì)緊貼坡面，所以極難整理�；�于上述情況，鋪放模袋應(yīng)選擇最佳時(shí)機(jī)。選擇在高潮水位和內(nèi)外水位持平時(shí)，不僅方便鋪放，而且給接下來(lái)的工作爭(zhēng)取到最長(zhǎng)的作業(yè)時(shí)間。

c．因?yàn)槟４�本身�?huì)發(fā)牛熱脹冷縮，所以在鋪設(shè)時(shí)需依據(jù)典型施工情況，在模袋縱橫向留有一定的距離，以確保不受到收縮的影響一。

    d．在鋪展并且壓穩(wěn)模袋之后，還需要對(duì)模袋用繩索進(jìn)行固定，防止模袋因?yàn)橥饬υ�素而下滑�?

    e．某些施工區(qū)域會(huì)遭受到潮汐和陽(yáng)光暴曬的影響，為避免損壞模袋，應(yīng)及時(shí)對(duì)模袋進(jìn)行充灌。

    f．在充灌模袋的過(guò)程中，對(duì)混凝土的標(biāo)準(zhǔn)有很高的要求，大概在200mm左右，不同的標(biāo)號(hào)還需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)施工來(lái)確定。

    g．混凝土的灌注：⑧首批混凝土灌注完成后，為減少不必要的時(shí)間浪費(fèi)，可直接將鋼管移到另外的軟管上，對(duì)其他模袋進(jìn)行混凝土澆注。由于在河道中拆卸軟管存在難度，浮橋的不穩(wěn)定同時(shí)也會(huì)給施工帶來(lái)困難，因此建議把兩只施工船焊接在一起，在船上放置升降混凝土的扒桿，以確保軟管的交替順利進(jìn)行。b灌混凝土壓力控制以0.2 -0.3MPa為宜，充灌疏導(dǎo)混凝土的灌注速度應(yīng)該控制在10 - 15m。軟管的管口需要穿過(guò)灌口來(lái)進(jìn)入模袋內(nèi)，使得泵壓力直接作用于模袋內(nèi)的混凝土，來(lái)減小灌口承受的反作用力。

6效益分析

6.1  經(jīng)濟(jì)效益分析

    模袋混凝土整體性、耐久性好，本工法施工機(jī)械化程度高、工期短、可水下施工、施工速度快、省工省時(shí)，還可省去填、拆圍堰以及降、排水等工作內(nèi)容，也不會(huì)影響到工程的正常運(yùn)行、航運(yùn)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等。將水下模袋混凝土施工需要的費(fèi)用及產(chǎn)生的效益與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)施工進(jìn)行對(duì)比、綜合分析，每立方米造價(jià)降低約201元，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

6.2社會(huì)效益分析

    模袋混凝土施工工法機(jī)械化程度高、省工省時(shí)、工程造價(jià)低、施工速度快、可水下施工，不需要圍堰截流和導(dǎo)流于地施工，同時(shí)不中斷航運(yùn)、不影響工程運(yùn)轉(zhuǎn)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也不影響城鎮(zhèn)供水、防洪保安等，具有顯著的社會(huì)效益。

6.3節(jié)能、環(huán)保效益分析

    模袋混凝土施工工法施工機(jī)械化程度高、施工速度快、能適用于各種復(fù)雜地形、可水下施工，不需填、拆圍堰及降排水等工作，具有顯著的節(jié)能、環(huán)保效益。

7結(jié)語(yǔ)

模袋混凝土護(hù)坡是一種造價(jià)低、適應(yīng)性強(qiáng)、施工速度快、防護(hù)性能穩(wěn)定可靠的結(jié)構(gòu)。模袋混凝土可水上水下直接施工。采用一次灌注成形，整體性好，適合各種復(fù)雜地形，能滿足不同工程的需要。模袋混凝土護(hù)坡護(hù)岸在技術(shù)上具有安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效、便于施工等特點(diǎn)，適于河岸工程防護(hù)。

8摘  要

本文以淮河入江水道工程中堤防除險(xiǎn)加固工程為例，簡(jiǎn)介了模袋混凝土護(hù)坡的施工工藝、施工技術(shù)以及注意事項(xiàng)，為類似工程的施工提供參考和借鑒。