模袋混凝土護坡在引江濟淮工程菜巢線施工中的應用

錢勇生

一、工程概況

引江濟淮工程共設八大節制樞紐，自南向北分為引江濟巢、江淮溝通、江水北送三大工程段落。菜子湖線屬于引江濟巢段內，菜子湖線引江河道總長度為113.18km。河（航）道樁號F5+906～F6+800右岸及F8+150～F8+850 左右岸，因8.0m 高程以下邊坡土質均為淤泥質重粉質壤土，部分地段處于老魚塘位置，經過2020年汛期洪水長期浸泡，施工基腳邊坡塌陷，修整后的邊坡坍塌、基腳溝槽無法成型，已完成的基腳出現移位扭曲。為保證引江濟淮工程質量、工程進度和經濟效益，對其混凝土護坡方案進行了變更設計。

二、護坡方案選擇

根據引江濟淮工程的菜巢線河（航）道的地質特點，結合邊坡施工現狀、高程位置、菜子湖線水位的實際情況，加上模袋混凝土護坡試驗段的良好效果，確定將菜巢線河（航）道類似地質條件段（樅陽閘上錨地段除外）一級邊坡原現澆混凝土護坡更改為模袋混凝土護坡。

三、模袋混凝土護坡設計

（一）模袋混凝土護坡設計內容

河渠樁號F5+906～F6+800 右岸、F8+150～F8+850左右岸存在坡面坍塌現象，將原設計現澆混凝土板7.1m 高程以下一級現澆混凝土護坡調整為模袋混凝土護坡，二級護坡結構維持原設計。一級邊坡7.1～4.1m 高程采用0.15m 厚C20 模袋混凝土護坡，防止淘刷坡腳，護底平鋪1m 長度；模袋混凝土護坡頂部采用C25 素混凝土壓頂，在7.1m 高程設置1.6m 寬平臺，需調整原一級邊坡設計斷面，邊坡坡比不變，7.1m 高程以上進行擴挖。為加快邊坡土體內排水，順坡向增設導滲盲溝，沿水流方向每10m一道，盲溝尺寸寬0.4m，深0.6m，內填瓜子片。

（二）參數選定

1.模袋類型的確定

根據工程的性質、防護目的、地質條件、水文水流等綜合因素確定模袋的類型，其主要技術指標應符合《土工合成材料長絲機織土工布》（GB/T17640-2008）標準。模袋采用丙綸長絲纖維機織而成，型號為CX150（起圈），質量460g/m2（雙層），幅寬2.1m，每單元設置3 個混凝土灌入口，單元采用丙綸長絲線人工縫制連接。模袋的主要技術指標見表1。

表1 模袋的主要技術指標表

2.模袋混凝土配合比的確定

本工程模袋混凝土設計強度為C20，成型后護坡起圈厚度150cm。配合比是根據設計對混凝土性能和施工工藝的要求，通過現場充灌試驗來確定的，合適的配合比是模袋混凝土施工的關鍵，也與成本密切相關。模袋混凝土配合比的確定如下：

①主要儀器設備：混凝土攪拌機（HNT003）、混凝土振動臺（HNT005）、塌落度筒（HNT014）、鋼直尺（HNT015）、電子臺秤（HNT002）、電子天平（HNT0OI）、壓力試驗機（LX005）、智能恒溫恒濕控制器（BY001）等。

②確定使用材料：P.O42.5 水泥和F 類II 級粉煤灰；細度模數3.2 的鄱陽湖河砂；江西彭澤麻山礦業粒徑5～10mm 的碎石；外加劑及摻合料減水劑選用HLC-IX 聚羧酸系高性能減水劑（引氣型）。

③通過強度的抗壓標準、砂率和單位用水量查表計算配合比，確定大致配合比范圍：砂率60%～70%，加減水率為20%的HLC-IX 聚羧酸系高性能減水劑（引氣型）后水灰比0.5，砂細度模數3.2，水量230kg（減水后為225kg），水泥360kg。所有摻合料、骨料和外加劑的性能均滿足現行有關規程規范的要求。試拌性能指標：水灰比0.48，體積砂率70（68.9）%，坍落度245mm，28d 抗壓強度34.7MPa。

經過對模袋混凝土組成材料及拌和物性能指標要求的分析，再通過現場配合比試驗，與設計標準試件強度平均值進行對照，最終確定其和易性符合規范要求的工程配合比。模袋混凝土配合比見表2。

表2 模袋混凝土配合比表（單位：kg/m3）

四、實施控制要點及技術經濟指標

（一）實施控制要點

1.施工質量控制

（1）坡面先按設計要求的坡比修整后定位放線，按坡頂、坡腳確定坡度和邊界溝槽定位。模袋的混凝土灌注高程根據坡頂線來決定，成型模袋的下邊線由坡腳線控制定位，灌注的模袋與護坡縱軸線保持垂直。

（2）模袋分塊單元鋪設，按順水流方向沿斜坡自上而下、下游往上游和先標準斷面后異形斷面原則鋪放，模袋鋪放及時壓平理順，模袋應預留縱向收縮余量，按6%的緊縮率預留。模袋上端布穿設排架管，等距離地樁定位，以防模袋順坡滑動；水下部分由潛水員拉平、拉直定位。然后平行順坡面往下鋪設，用鐵鉤焊接Ф48 鋼管在平行斜坡的搭設加固平臺上，緊拉模袋，按1m 設置連成整體再加固，在保證模袋不偏斜、不褶皺后與排架管臨時固定。模袋下放固定前必須按照測量成果進行定位，先對其四角進行固定，確保鋪設準確后及時進行混凝土的灌注。

（3）模袋混凝土施工采用泵送充灌方式，水灰比控制在0.5～0.6，泵送距離不宜超過50m，混凝土噴射管從模袋灌口插入要超過30cm 且用鐵絲扎牢，充灌應連續進行，不可跳倉充灌。混凝土泵送壓力控制在0.2～0.3MPa，泵送速度按10m3/h 充灌，混凝土充灌需連續泵送不可中斷，在充灌混凝土結束后5～10min 水分析出，加泵送充灌飽滿。充灌由下而上依次進行，充灌過程中應及時調整模袋上緣拉緊裝置，每一灌入口的混凝土充填連續進行，并配以人工踩壓平順。

（4）初凝前的模袋混凝土找平可采用人工踩壓，已經充填好的模袋混凝土露出水面部分及時用高壓水槍清洗干凈。全部模袋混凝土護坡施工結束后，對上下左右接頭處及時進行回填處理，同時灑水養護7d，保持護坡表面潤濕狀態。

2.施工質量檢測

（1）模袋運輸工地前，生產廠家應按批提供出廠相關檢測報告，并按有關規定抽檢全部合格。

（2）模袋混凝土試塊留取按100m3混凝土留1組試塊并在充灌口取樣，取樣灌入也是由廠家提供的小模袋（15cm×15cm），吊置10～20min 后再裝入標準試模。本工程施工中C20 混凝土試塊經評定全部合格，混凝土強度達到設計標準，模袋混凝土護坡的質量檢測在規范允許偏差范圍內。

（二）技術經濟指標

1.投資指標

通過引江濟淮工程菜巢線河（航）道混凝土護坡變更前后工程量及投資計算對比分析，模袋混凝土同現澆混凝土經濟上基本持平。

2.施工技術

采用模袋混凝土技術，減少了現澆混凝土護坡的基腳、格梗和10cm 砂石料墊層，大大提高工作效率；混凝土一次灌注成形，整體性好；模袋混凝土可直接在水上、水下進行施工作業，無須圍堰、筑壩，與傳統現澆混凝土工藝相比，至少節約三分之二的時間，而且成形后的坡面耐久、美觀。

五、結語

本工程模袋混凝土護坡施工效果良好，使引江濟淮工程菜巢線河（航）道難以實施的原現澆混凝土護坡的不良地質段順利施工，保證了工程質量，為工程按時完工爭取了時間，取得了較好的經濟效果■