水利工程模袋混凝土技术应用

水利工程模袋混凝土技术应用

邓凯豪

佛山市南海区水利投资建设有限公司广东佛山528200

摘要：模袋混凝土技术具有整体性好、耐久性好、地形适应性强、施工速度快、省工省时及可以在水下铺设充灌施工等特点。本文阐述关于在水利建设中模袋混凝土技术的应用的观点进行分析，仅供参考。

关键词：模袋混凝土；施工技术；水利工程；应用

前言

模袋护坡技术，其引进的时间是上世纪八十年代初期，在是由西方国家引进而来的，而这项施工工艺其原理就是利用织物的模袋最终制成的软模具，然后就是在利用混凝土泵来将混凝土直接灌进模袋里面来，最终就会呈现模袋的形状了，其最终的最用是可以护坡、防渗等功能的，正是由于这种施工工艺具有的耐久性高、耐磨性强、适应地形性高、可以节省人力物力、可以再水下进行冲灌等方面的特点，才被广泛的应用在建设道路、海堤等工程中来的。

1工程概况

该工程木盆口险段位于广东省佛山市桂城街道办南村，三山围北0-050~南0+325，为历史险段。该处上游平洲水道与橹尾橇水道相汇后，发生90°急剧转弯，导致三山围迎流顶冲、水流割脚，局部河床深切达10m。为确保三山围的安全，当地水务所在该险段下游200m处建设了防汛抢险物资仓，每两年汛期抛投块石护脚，但年年抛石不见石，2014年1月最新水下地形监测资料显示河床深坑处仍达-16.36m（珠基），与堤顶高程差超过20m。图1为2013年11月木盆口险段水下三维地形。工程施工采用水下护砌型施工方案，工程施工水下部分需要潜水员辅助施工，施工段需临时占用一侧航道。为减轻工程施工对通航水域影响，施工前疏浚河段左岸水域，拓宽左幅航槽，疏浚范围约270m，宽度7~90m，航槽内设计河底高程为-5.1m。同时，将模袋混凝土的抗压强度设计为20MPa。工程于2018年12月5日开工，至2019年6月5日完工。完成左岸疏浚1.4万立方，抛石、砂袋平整约5.9万立方，桩号K0+000~K0+525段0.53万立方模袋砂浆施工。工程效果良好，经历2019年汛期冲刷后堤围基本稳定。图2为完工后照片。

图12013年11月木盆口险段水下三维地形图

图22019年工程完工后照片

2模袋混凝土技术概述

2.1分类

模袋护坡技术，主要就是现浇筑混凝土施工工艺。利用织物的模袋，将其制作成软模具，并利用混凝土泵将其直接灌入到模袋中，以达到良好的护坡、防渗等作用，也能节约人力、物力，实现更为广泛的应用。其基本类别主要分为两类：第一类，机制模袋，主要发挥的是软体模板的作用，作为一种新材料和新技术被广泛应用在坡面处理工作中；第二类，简易模袋，也被称为编织布模袋，内部要填充细石混凝土或者是砂浆。目前应用较为广泛的是聚丙烯编织布模袋和无排水型编织布模袋，应用在护坡结构中。

2.2基础工艺

模袋混凝土在施工期间，主要使用泵送方式。不仅对混凝土、水泥砂浆具备一定要求，还要保证其具备的流动性，保证在模袋内实现更为有效扩散，也能充满整个模袋，减少分离现象。同时，在一定条件下，分析材料配合比和外加剂的应用，也要为泵送混凝土提出更高要求。工作中，需要根据工程的实际发展情况，确定试验。当发现模袋填充后，其存在的水分会渗出，降低水灰比，混凝土和砂浆的凝固速度也会不断提升，增加其强度。另外，在对模袋混凝土的护坡结构进行设计期间，要确定出模袋形式。工作中，根据施工工作的实际发展情况，确定其等级，重点研究施工工作的主要条件、施工情况、水流情况等，保证能确定出排水点型。还要确定出模袋的厚度，保证在使用过程中，能承担风浪荷载、寒冷地区的冰推力。

3模袋混凝土的应用

3.1模袋砼的优势

土工模袋施工采用一次喷灌成型，施工简便、速度快。特别在深水护岸、护底等不需填筑围堰，可直接水下施工，机械化程度高，所护坡面面积大、整体性强、稳定性好，使用寿命长。多余的水分通过织物空隙渗出，可以迅速降低水灰比，加快混凝土的凝固速度，增加混凝土的抗压强度。

3.2袋装土及模袋铺设

（1）袋装土铺筑错叠，分批分层次，并注意检查抛筑成型坡面的平整度及坡度，满足设计要求。

（2）模袋铺设前应做检查，尺寸、破损、脱线等，如有破损应及时用合格的母材进行修补，在超出破损部位周边10~20cm范围进行修补。

（3）模袋沿坡面展开时应始终保持模袋向下拉紧，模袋在铺展、压稳后，应拉紧上缘固定绳索，防止模袋下滑，固定绳索与新建挡墙贴合处必须提前用防磨袋垫置，做好新建挡墙的成品保护。

（4）接缝位置的底部应铺设土工织物，模袋搭接位置搭接宽度的偏差标准为0~+2cm，在搭接布平铺搭接好后再铺设下一块模袋布，且顺直平整。模袋在铺设横向收缩率取为4%，纵向收缩量取为3%。

3.3模袋混凝土充灌

①充灌混凝土工艺流程（用泵车泵送砼）混凝土搅拌车运至现场→泵车接管→泵软管插入模袋灌口内→绑扎固定→灌注→质量检验。②充灌混凝土压力控制和充灌疏导混凝土灌注速度控制在10～15m3/h，出口压力以0.2～0.3MPa为宜。软管的管口应穿过灌口进入模袋内，以便泵压力直接作用于模袋内的混凝土，减小灌口承受的反作用力。充灌时，2人扶住泵软管，以防其有较大的摆动，同时掌握灌口混凝土压力，当该处混凝土压力持续上升时说明混凝土在模袋中流动减慢，此时应适当降低泵车的充灌速度，当发现模袋内砼流动受阻时，可采取用脚踩踏的方法进行疏导；如果灌口处砼压力已升得很高，或上升速度很快，应停止充灌，进行检查并采取措施，如踩踏疏导无效，可区别下列情况，分别进行处理：如果阻塞就发生在灌口处，可将泵管拆走，将阻塞的石子或混凝土从灌口内掏出，或用一木杆将阻塞物捣散疏通后，再继续充灌，这种情况往往是混凝土离析造成的，或因为混凝土含有大石子造成的。③充灌混凝土顺序充灌混凝土的顺序采取自下而上逐排口逐仓充灌（每排3个灌口），每排的充灌顺序为：由模袋搭接的一侧开始向另一侧逐口充灌，采用这样的充灌顺序实际上是几条条模袋轮流交替充灌，同一次连续充满一条模袋后再充灌下一条模袋的顺序相比，这样的顺序有以下的优点：几条模袋内充灌的

砼量相差最小，模袋因充涨而发生的长度收缩也就相差不多，这样便于掌握模袋坡肩位置。降低了模袋内砼面升高的速度，减小了模袋承受的压力。一个灌口充灌完成后，即将灌布套内混凝土清除，将布套塞进灌口并缝合灌口，然后将模袋表面冲洗干净，这种处置灌口的方法，可使模袋表面平整美观，对于水下的灌口，可以只简单地将布套绑扎封闭。总的来看，充灌混凝土的技术关键是使混凝土具有良好的流动性及和易性，并保证充灌作业的连续进行。④模袋混凝土充灌过程中应注意和解决如下几个问题为防止堵塞事故，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。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。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；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。

3.4清理现场及养护

一个施工单元完成后，把混凝土输送管道等施工器具转移到下个单元，把本单元现场清理干净。模袋混凝土终凝后，用草袋覆盖洒水养护。养护时间按设计要求确定。

4结语

模袋混凝土护坡是一种较新的水利施工技术，它具有施工迅速，费用较低且护坡效果较好的特点，适宜在各种水利工程中应用推广，而且随着土工合成材料新产品不断涌现，质量不断提高，价格逐步下降，模袋混凝土护坡的适用性，推广应用的潜在市场会越来越大。

参考文献：

[1]高渊，吉仁古日巴，郑佳伟，张亮.模袋混凝土技术指标分析[J].水利技术监督，2018（04）：161-163+188+194.

[2]朱冬梅，王志华.河套地区水利工程模袋混凝土技术应用[J].建材与装饰，2018（13）：296-297.