土工膜模袋混凝土在水庫大壩護坡中的應用分析

張月紅，劉麗雙

(饒河縣紅旗嶺農(nóng)場水務局，黑龍江饒河155712)

0 引言

土工模袋是一種連續(xù)袋狀材料，由雙層聚合纖維編織而成。土工模袋混凝土則是一種密合基面形狀結(jié)構(gòu)物，是混凝土被泵送到土工模袋后凝結(jié)而成。土工模袋在現(xiàn)階段的水利工程中得到了大范圍的普及，尤其是在水庫大壩護坡中更是得到了廣泛的應用。為了進一步了解土工模袋混凝土在水庫大壩護坡中的應用情況，筆者從土工模袋混凝土護坡施工工藝以及施工質(zhì)量控制兩個方面入手，對有關問題進行分析和說明。

1 施工流程及要點分析

1.1 土工模袋混凝土護坡施工流程

一般來說，土工模袋混凝土護坡施工的工藝流程都是按照勘測、水下邊坡、土工模袋選擇和鋪設、定點、制備混凝土、灌入混凝土、養(yǎng)護、施工質(zhì)量檢驗的順序進行。

1.2 土工模袋混凝土護坡施工要點分析

1.2.1 勘測

在正式進行土工模袋混凝土施工之前，工程測量人員需要結(jié)合施工圖紙和坐標點進行實地勘測，對原有的勘測資料進行校核，并在水庫大壩附近設置導線作為施工過程中斷面和平面尺寸控制的依據(jù)。在施工過程中，勘測人員也應定期對導線進行校核，避免因其它因素影響所導致的失準現(xiàn)象，以便充分發(fā)揮其標桿作用，為設計施工提供更具準確性和科學性的參考依據(jù)。

1.2.2 水下邊坡

水下邊坡工作的指導思想主要是“凸出部位削平，凹陷部分回填”。對坡面中存在的凸出部分進行削平、整平和清理，將會使過渡更加平順，不會出現(xiàn)突變現(xiàn)象;對坡面中存在的凹陷部分則主要通過填充袋狀石子的方式找平，使坡面的平整度得到提升。

邊坡工作可采用水槍或挖泥船進行，但在此過程中，工作人員應注意對挖掘深度進行嚴格控制，堅持“寧可補挖，不可多挖”的挖掘原則，以免因挖掘過深而導致工作量的不必要增加。施工結(jié)束后，工作人員應以5 m作為間隔，對施工場地進行劃分，分別繪制出每一段的縱剖面圖，再以此為指導，對坡面中存在問題的部分進行局部微調(diào)。

1.2.3 土工模袋的選擇和鋪設

根據(jù)有關規(guī)范的要求，土工模袋兩層織物之間每隔0.2 m就要有一條尼龍繩對其進行聯(lián)結(jié)和固定，由于現(xiàn)在大多是將此項工作承包給專業(yè)的生產(chǎn)廠家，因此只需在承包合同中技術要求部分進行詳細的說明即可。

在整理工作結(jié)束并通過驗收后，就可以進行土工模袋的鋪設工作。模袋的嵌固既可以通過在其頂部澆筑混凝土梗，也可以采用在模袋上部打入鋼樁的方式，無論哪種方法，只要保證能夠提供足夠的支撐力，避免在混凝土的灌注過程中模袋發(fā)生下滑即可。

鋪設工作的第一步就是將土工模袋口展開，使混凝土的灌注口向上。相鄰的兩個土工模袋可以通過便攜式縫紉機進行聯(lián)結(jié)，但要保證縫合的牢固性和均勻度，避免出現(xiàn)交叉縫合或凹凸現(xiàn)象。如果鋪設區(qū)域的水比較深，那么在鋪設結(jié)束后，還應派遣潛水員從水下對施工成果進行檢驗，確保相鄰土工模袋的搭接長度符合標準和規(guī)范的要求。

另外，為了保證在灌注混凝土的過程中模袋保持原位，還必須要對其進行固定。固定工作應參照勘測結(jié)果進行，確保鋪設的精確度，但也要留有一定的裕度，以消除模袋吸水后收縮所產(chǎn)生的影響。固定工作一般通過打入鋼樁的方式完成，若效果不佳，可沉入石塊進行壓重。

1.2.4 混凝土的制備和灌注

混凝土的制備應按照有關水下混凝土灌注的要求進行，以確保其坍落度、強度、和易性滿足實際需求。土工模袋鋪設結(jié)束后，應盡可能早的完成混凝土灌注。作業(yè)采用導管泵送流態(tài)混凝土的方式完成，由潛水員負責將導管插入土工模袋的灌注口，待固定牢靠后即可進行輸送。灌注由下自上勻速上升，當土工模袋內(nèi)的混凝土接近飽滿狀態(tài)時，應暫停灌注，待水分析出后，再行灌注，以保證飽滿度。

找平工作應在混凝土初凝前，由潛水員通過使用找平設備或是腳踩的方式完成，對混凝土灌注所形成的厚度進行合理控制，使土工模袋各個部位的厚度變得更加均勻。一條土工模袋的灌注結(jié)束后，潛水員負責將灌料口扎緊固定，同時將導管移動到下一個灌料口處，以此類推。

需要注意的是，暴露在水面之上的土工模袋也應進行灑水處理，使其保持濕潤。在進行混凝土灌注時，導管的插入深度應 ＞30 cm，泵送距離應 ＜50 m，灌注速度應控制在10 m3/h以內(nèi)，泵出口處的壓力以0.2～0.3 MPa為宜。

相鄰的混凝土模袋間要牢固的縫合，在灌注過程中，潛水員與地面指揮人員可采用無線對講機和耳機進行聯(lián)系，確保各項作業(yè)的連貫性和銜接性。為了避免土工模袋混凝土下角線以下的泥沙在經(jīng)過流水長期作用后被掏空，工作人員在灌注工作結(jié)束后，還應使用拋石等壓底角。

2 施工質(zhì)量控制措施分析

2.1 施工試驗

在正式進行施工之前，工作人員可以從水庫大壩上選擇一小段作為施工的試驗地段，采用與施工設計中相同的工藝、工序、材料和設備完成這一部分的施工。這既是對施工設計科學性和合理性的一次檢驗，也是對施工人員的一次鍛煉，不僅有利于提高他們的施工熟練度，掌握施工中重點、難點問題的處理方法，還能獲得在施工設計條件下的各項參數(shù)，掌握施工的實際效果，有利于設計人員對施工方式、工藝流程等內(nèi)容進行進一步的優(yōu)化和整改，從而為施工質(zhì)量提供更多的保障。

2.2 模袋質(zhì)量控制

在進行模袋的選購時，要按照有關規(guī)范的要求對模袋的型式、規(guī)格、抗拉強度等指標進行合理選擇，制作材料盡量為丙綸、維綸或棉綸。模袋不得存在斷紗、破損等嚴重質(zhì)量缺陷，對于個別的輕微破損，工作人員可以通過黏合膠處理。

應采用4層疊置法對模袋的上下兩層進行縫合，寬度應≥5 cm，針腳距離應≤0.8 cm。上下兩層的扣帶間距應根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況確認，一般為20 cm×20 cm。

為了盡可能降低模袋的缺陷率，在其出廠前，質(zhì)量管理人員就應該到生產(chǎn)廠家對縫制質(zhì)量、規(guī)格尺寸是否符合要求等進行檢查。在模袋進場前，也應出示相應的質(zhì)量檢查報告和出廠合格證。在經(jīng)監(jiān)理人員抽查復檢合格后，方可進場使用。

2.3 邊坡質(zhì)量控制

水庫大壩在整理后的坡比應符合設計要求，以1∶1.5為宜，坡基、坡比較設計值允許出現(xiàn)的偏差為±5%，坡頂、底的高程允許偏差為±5 cm。在對水上部分的進行整理時，應自上而下。需要填土壓實時，應分層進行，不僅要使其強度達到設計要求，也應做到與原有結(jié)構(gòu)的緊密結(jié)合。在對水下部分進行整理時，切忌不可超標準挖掘。若存在容易劃傷模袋的尖銳物或雜物，應及時將其除去。如遇到凹陷部分，應使用袋裝小石子或拋石填充，使坡面與設計要求相符。為了確保施工質(zhì)量，在必要時可派遣潛水員參與施工。

2.4 鋪裝質(zhì)量控制

在對模袋進行鋪設之前，首先就是要對樁位進行確定，并設置相應的拉緊裝置。一般來說，定位樁應被設置在坡頂與模袋距離為1.5～2 m左右的位置，間距以1～2 m為宜，每塊模袋所對應的定位樁應≥4根。要注意為模袋預留出縱向收縮量，取值應根據(jù)具體情況進行合理選擇。

模袋鋪設過程中，潛水員應從水下對施工進行同步觀測，內(nèi)容主要是上下模塊的搭接長度、接縫口的寬度是否符合設計要求，對于所發(fā)現(xiàn)的不合格部分，必須通過補鋪模袋混凝土的方式進行壓縫處理。在將模袋鋪展開時，應同時鋪壓碎石袋或是砂袋，若護坡受風浪影響較大，則應用繩索將砂石袋以1～2 m的間距聯(lián)結(jié)到一起。在接縫的底部位置，應設置土工織物濾層，二者搭接寬度應≥50 cm，并確保整齊、平順。

2.5 混凝土質(zhì)量控制

受施工特點的限制，所使用的混凝土不僅要在強度上符合要求，又要具有一定的和易性以便進行泵送，因此其水灰比應≤0.55。施工所使用的石子，粒徑一般為2 cm，其它拌合物應符合泵送標準和施工規(guī)范的要求。為此，除了要在原材料進場前進行嚴格的質(zhì)量檢驗外，在材料進場后，監(jiān)理人員也要定期對材料進行質(zhì)量抽查，避免因存放方法失當所導致的材料變質(zhì)問題影響施工質(zhì)量。另外，每灌注100 m3，就應模袋混凝土在充灌口留取一組試樣，以便日后檢查。

2.6 充灌質(zhì)量控制

在對混凝土進行充灌時，潛水員應從水下對施工進行配合，合理控制導管插入深度，確保充灌質(zhì)量，避免出現(xiàn)充灌不飽滿或是鼓脹現(xiàn)象。混凝土的充灌結(jié)束后，頂部寬度偏差的允許值約為2 cm;頂部和底部高程的偏差允許值為－2～+4 cm，坡面的平整度≤5 cm。充灌施工結(jié)束后，潛水員可使用探針對模袋內(nèi)的混凝土厚度進行探測，確保厚度的平均值符合設計標準的要求，所允許的偏差在－5%～+8%。另外，在混凝土初凝之后，工作人員要注意及時將模袋表面覆蓋的泥沙、灰渣清理干凈，并對其進行為期至少一周的養(yǎng)護。

3 結(jié)語

近年來，土工模袋混凝土在水利工程中得到了大范圍的普及，尤其是在水庫大壩護坡中更是得到了廣泛的應用。從本次研究中我們不難看出，土工模袋混凝土能夠快速有效進行護坡加固，避免洪水、砂石等對水庫大壩的直接沖擊，為保障大壩安全發(fā)揮了巨大的作用。不過想要提高此項工作的施工質(zhì)量，就必須要從材料、施工、設計3個方面同時開展工作，并認真做好施工前、中、后期的每一個環(huán)節(jié)，只有這樣，才能收到令人滿意的質(zhì)量效果。

［1］ 王修娟，王永開.土工模袋在石佛寺水庫引渠護坡中的應用［J］.吉林水利，2007(2):15－16.

［2］ 郭宏峰，馬紅彬，等.土工模袋護坡施工技術在河道治理中的應用［J］.河南水利與南水北調(diào)，2010(1):50－51.

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