膜袋混凝土在松散堆積體江岸防護工程中的應用

楊 勛， 彭 育 新， 康 路 明

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

1 工程概述

葉巴灘水電站位于四川與西藏界河金沙江上游河段，系金沙江上游梯級水電站的第7級，其上一級為波羅水電站，下一級是拉哇水電站。壩址位于金沙江支流降曲河口下游0.6 km，左岸屬四川甘孜藏族自治州白玉縣，右岸屬西藏自治區昌都地區貢覺縣。場內沿江低線公路位于金沙江兩岸(兩岸長約2 km)，江岸邊坡受低線公路施工影響形成約3 m厚的松散堆積體。

2 工藝原理

將“CX150型丙綸高強機織土工膜袋”做為混凝土成型的模具，利用膜袋的透水性，在混凝土灌入以后，多余的水分通過膜袋空隙滲出，可以迅速降低水灰比，加快混凝土的凝固速度，增強混凝土強度。土工膜袋混凝土的應用解決了常規河岸岸坡治理施工難度與工效低下的問題。

3 施工流程及操作要點

3.1 孤石解爆

為確保土工模袋的平整度，提高混凝土澆筑填充的密實度，須對凸出基礎面的孤石進行解爆，為減少爆破飛石量，采用小藥量松動爆破方式。在鉆機的風管上加接一個三通，往風管內加適量清水，水壓大于1.3 MPa(不小于風壓)以使水能夠進入風管內，達到降塵的目的。

3.2 岸坡修整 回填石渣細料

孤石爆破完成后，采用CAT320反鏟對岸坡進行粗平與壓實，對局部石塊架空部位利用石渣細料進行回填。石渣細料來源為洞挖石渣，坡比按照1∶1控制，不平整度≤20 cm為宜。

3.3 土工膜袋鋪設固定

在距預鋪膜袋上端2 m以上，首先將膜袋卷在φ80 mm鋼管上，其次在沿水流方向設立φ25 mm固定錨筋，固定錨筋間距φ為0.5 m。固定完成后，采用人工對膜袋進行鋪設。

圖1 土工膜袋固定方式示意圖

3.4 土工膜袋縫制拼接

相鄰兩塊膜袋之間的連接采用現場縫接，縫制方法采用“四層疊制”法，縫制寬度不小于2 cm，針腳間距小于0.8 cm，且10 cm內不少于12針。膜袋拼接鋪設前用高壓水將坡面沖洗干凈。

3.5 混凝土拌制

充分考慮現場高海拔、高流速等環境因素，在較低水膠比的條件下，提高混凝土的擴散度、體積穩定性、強度和耐久性。

利用高性能減水劑的分散作用，提高混凝土的和易性和流動性，減少混凝土早期水泥漿體的絮狀結構，釋放大量的自由水，改善混凝土流變特性。

嚴格控制粗骨料超、遜徑及河砂的含泥量，骨料具有良好的級配，通過適當增大砂率提高混凝土的流動性和填充性，水膠比宜≤0.55。膠凝材料摻入Ⅱ級粉煤灰，以降低水泥用量，節約施工成本。

混凝土拌制確定最終水膠比為：0.53，強度為C30F50W4。原材料采用P.O42.5水泥，粉煤灰采用Ⅱ級粉煤灰，骨料為場內篩分系統生產：天然砂(0～5 mm)、卵石(5～20 mm)，外加劑采用ZCD-1聚羧酸高性能減水劑及引氣劑。根據《普通混凝土配合比設計規程》JGJ 55-2011進行拌制，具體參數見表1。

表1 膜袋混凝土配合比

3.6 土工膜袋混凝土澆筑

因現場施工需占用場內低線公路，故土工膜袋混凝土施工采用空間占用小、移動方便靈活的溜桶方式進行澆筑。為保證澆筑充填順利，正式澆筑填充前膜袋采取人工灑水方式充分濕潤，保證膜袋充分濕潤狀態后才開始施工。

根據《水工混凝土施工規范》DL/T5144-2015要求：溜桶垂直運輸高度超過10 m時應設置緩沖裝置。由于本工程土工膜袋縱向長度為20 m，實際基礎面坡比為1∶1.07，垂直高度最大僅為15 m，故溜桶無需設置緩沖裝置。

溜桶須有防脫落措施，節間連接牢固、平順，且在澆筑前先用水進行潤滑，溜桶插入膜袋入料口深度為30 cm。每幅膜袋澆筑順序為：自下而上，由左及右。澆筑過程中人工對未初凝的膜袋及時進行拉伸、踩平，控制灌注成型的厚度，確保膜袋邊角部位混凝土灌注密實和厚度均勻。

3.7 土工膜袋混凝土養護

混凝土澆筑完成的同時采取人工灑水的方式進行養護，養護期不小于14 d，在養護期間要確保澆筑成型土工膜袋表面處于濕潤狀態。

3.8 效果檢查

經現場取樣試驗檢測，混凝土的主要指標如下：

混凝土抗壓強度最低達設計值105%，最高達設計值112%，平均為109%，且抗凍融循環指標和抗滲試驗均能達到要求的等級。

表2 澆筑成型土工膜袋外觀質量檢查表

4 材料與設備

4.1 主要材料

本工法施工的原材料為CX150型丙綸高強機織土工膜袋，原材料的規格為：幅寬2.4 m，填充后厚度0.2 m，長度按照20 m定制。高流態混凝土由現場試驗室配置，并進行過程調整與質量監控。

4.2 主要設備

本工法中使用的主要設備投入情況見表4。

5 質量控制

(1)基礎面在孤石解爆完成后，須對局部架空區域采用石渣細料進行回填、壓實、平整完成后進行基礎面平整度進行檢查，滿足要求并經驗收合格后方可進行下道工序的施工。

(2)施工前必須對所有的水泥、砂、石、粉煤灰、外加劑等進行檢驗，必須經檢驗合格后才可作為混凝土的原材料使用。

表3 土工模袋強度指標

表4 機械設備投入情況表

(3)施工時嚴格對混凝土的配合比及施工生產過程中的稱量、拌制、運輸、澆筑、養護等主要環節按照現行行業標準的規定進行檢查控制，嚴格按混凝土配合比進行下料，保證混凝土的攪拌時間，同時注意混凝土的塌落度控制。

(4)混凝土填充前應掌握水文、氣象預報、對拌合設備、拌合料和原材料遮蔭覆蓋；混凝土施工過程中做好完整的施工記錄，隨機抽樣檢查混凝土的塌落度。

(5)施工前做好技術交底工作，要求現場管理人員和施工人員掌握混凝土澆筑要點。及時反饋信息保證澆筑質量。

(6)膜袋混凝土在充填時，由試驗人員負責監督混凝土質量，如坍落度、骨料粒徑等如不符合膜袋混凝土充填(和易性、擴散性)要求的，拒絕澆筑，以保證工程質量與正常施工。

(7)混凝土拌合物還要求和易性好，流動性保持能力強，有較好的黏聚性和保水性，在運輸和澆筑中不發生分層、泌水、離析現象。

(8)膜袋混凝土強度采用在充灌口有關規定取樣，先灌入相同材質的小膜袋(15 cm×15 cm)中，吊置10～20 min，取出再裝入150 mm×150 mm×150 mm標準試模成型的方式檢驗，在澆筑混凝土地點隨機取樣制作，保證混凝土澆筑質量的跟蹤。

6 結 語

聚丙綸土工膜是由雙層的聚丙烯形成的延伸性較強，適應變形能力高，耐腐蝕，耐低溫，抗凍性能好的袋裝憎水性材料。袋內填充高流態混凝土，固結后形成具有一定強度的板狀結構，適合用于河岸邊坡、沿江江岸防護工程等。

該工藝施工簡便、經濟、抗沖刷能力及適應復雜地形能力強，確保了葉巴灘水電站壩區河岸邊坡經受住了汛期洪水的考驗，避免了因松散邊江岸坡沖毀而導致的河道淤堵，保障了場內低線公路的安全運行，降低了能源消耗，取得了良好的經濟、環保效益。