土工膜模袋混凝土在水庫大壩護(hù)坡中的應(yīng)用分析

張?jiān)录t，劉麗雙

(饒河縣紅旗嶺農(nóng)場水務(wù)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(hù)坡中更是得到了廣泛的應(yīng)用。為了進(jìn)一步了解土工模袋混凝土在水庫大壩護(hù)坡中的應(yīng)用情況，筆者從土工模袋混凝土護(hù)坡施工工藝以及施工質(zhì)量控制兩個(gè)方面入手，對(duì)有關(guān)問題進(jìn)行分析和說明。

1 施工流程及要點(diǎn)分析

1.1 土工模袋混凝土護(hù)坡施工流程

一般來說，土工模袋混凝土護(hù)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(shè)、定點(diǎn)、制備混凝土、灌入混凝土、養(yǎng)護(hù)、施工質(zhì)量檢驗(yàn)的順序進(jìn)行。

1.2 土工模袋混凝土護(hù)坡施工要點(diǎn)分析

1.2.1 勘測

在正式進(jìn)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(biāo)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地勘測，對(duì)原有的勘測資料進(jìn)行校核，并在水庫大壩附近設(shè)置導(dǎo)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(yīng)定期對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行校核，避免因其它因素影響所導(dǎo)致的失準(zhǔn)現(xiàn)象，以便充分發(fā)揮其標(biāo)桿作用，為設(shè)計(jì)施工提供更具準(zhǔn)確性和科學(xué)性的參考依據(jù)。

1.2.2 水下邊坡

水下邊坡工作的指導(dǎo)思想主要是“凸出部位削平，凹陷部分回填”。對(duì)坡面中存在的凸出部分進(jìn)行削平、整平和清理，將會(huì)使過渡更加平順，不會(huì)出現(xiàn)突變現(xiàn)象;對(duì)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(jìn)行，但在此過程中，工作人員應(yīng)注意對(duì)挖掘深度進(jìn)行嚴(yán)格控制，堅(jiān)持“寧可補(bǔ)挖，不可多挖”的挖掘原則，以免因挖掘過深而導(dǎo)致工作量的不必要增加。施工結(jié)束后，工作人員應(yīng)以5 m作為間隔，對(duì)施工場地進(jìn)行劃分，分別繪制出每一段的縱剖面圖，再以此為指導(dǎo)，對(duì)坡面中存在問題的部分進(jìn)行局部微調(diào)。

1.2.3 土工模袋的選擇和鋪設(shè)

根據(jù)有關(guān)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(duì)其進(jìn)行聯(lián)結(jié)和固定，由于現(xiàn)在大多是將此項(xiàng)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(shù)要求部分進(jìn)行詳細(xì)的說明即可。

在整理工作結(jié)束并通過驗(yàn)收后，就可以進(jìn)行土工模袋的鋪設(shè)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(shè)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(gè)土工模袋可以通過便攜式縫紉機(jī)進(jìn)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(shè)區(qū)域的水比較深，那么在鋪設(shè)結(jié)束后，還應(yīng)派遣潛水員從水下對(duì)施工成果進(jìn)行檢驗(yàn)，確保相鄰?fù)凉つ４拇罱娱L度符合標(biāo)準(zhǔn)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(duì)其進(jìn)行固定。固定工作應(yīng)參照勘測結(jié)果進(jìn)行，確保鋪設(shè)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(jìn)行壓重。

1.2.4 混凝土的制備和灌注

混凝土的制備應(yīng)按照有關(guān)水下混凝土灌注的要求進(jìn)行，以確保其坍落度、強(qiáng)度、和易性滿足實(shí)際需求。土工模袋鋪設(shè)結(jié)束后，應(yīng)盡可能早的完成混凝土灌注。作業(yè)采用導(dǎo)管泵送流態(tài)混凝土的方式完成，由潛水員負(fù)責(zé)將導(dǎo)管插入土工模袋的灌注口，待固定牢靠后即可進(jìn)行輸送。灌注由下自上勻速上升，當(dāng)土工模袋內(nèi)的混凝土接近飽滿狀態(tài)時(shí)，應(yīng)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(yīng)在混凝土初凝前，由潛水員通過使用找平設(shè)備或是腳踩的方式完成，對(duì)混凝土灌注所形成的厚度進(jìn)行合理控制，使土工模袋各個(gè)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(fù)責(zé)將灌料口扎緊固定，同時(shí)將導(dǎo)管移動(dòng)到下一個(gè)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(yīng)進(jìn)行灑水處理，使其保持濕潤。在進(jìn)行混凝土灌注時(shí)，導(dǎo)管的插入深度應(yīng) ＞30 cm，泵送距離應(yīng) ＜50 m，灌注速度應(yīng)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(duì)講機(jī)和耳機(jī)進(jìn)行聯(lián)系，確保各項(xiàng)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(yīng)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(yàn)

在正式進(jìn)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(yàn)地段，采用與施工設(shè)計(jì)中相同的工藝、工序、材料和設(shè)備完成這一部分的施工。這既是對(duì)施工設(shè)計(jì)科學(xué)性和合理性的一次檢驗(yàn)，也是對(duì)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(diǎn)、難點(diǎn)問題的處理方法，還能獲得在施工設(shè)計(jì)條件下的各項(xiàng)參數(shù)，掌握施工的實(shí)際效果，有利于設(shè)計(jì)人員對(duì)施工方式、工藝流程等內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)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(jìn)行模袋的選購時(shí)，要按照有關(guān)規(guī)范的要求對(duì)模袋的型式、規(guī)格、抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)進(jìn)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(yán)重質(zhì)量缺陷，對(duì)于個(gè)別的輕微破損，工作人員可以通過黏合膠處理。

應(yīng)采用4層疊置法對(duì)模袋的上下兩層進(jìn)行縫合，寬度應(yīng)≥5 cm，針腳距離應(yīng)≤0.8 cm。上下兩層的扣帶間距應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況確認(rèn)，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(yīng)該到生產(chǎn)廠家對(duì)縫制質(zhì)量、規(guī)格尺寸是否符合要求等進(jìn)行檢查。在模袋進(jìn)場前，也應(yīng)出示相應(yīng)的質(zhì)量檢查報(bào)告和出廠合格證。在經(jīng)監(jiān)理人員抽查復(fù)檢合格后，方可進(jìn)場使用。

2.3 邊坡質(zhì)量控制

水庫大壩在整理后的坡比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，以1∶1.5為宜，坡基、坡比較設(shè)計(jì)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(duì)水上部分的進(jìn)行整理時(shí)，應(yīng)自上而下。需要填土壓實(shí)時(shí)，應(yīng)分層進(jìn)行，不僅要使其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，也應(yīng)做到與原有結(jié)構(gòu)的緊密結(jié)合。在對(duì)水下部分進(jìn)行整理時(shí)，切忌不可超標(biāo)準(zhǔn)挖掘。若存在容易劃傷模袋的尖銳物或雜物，應(yīng)及時(shí)將其除去。如遇到凹陷部分，應(yīng)使用袋裝小石子或拋石填充，使坡面與設(shè)計(jì)要求相符。為了確保施工質(zhì)量，在必要時(shí)可派遣潛水員參與施工。

2.4 鋪裝質(zhì)量控制

在對(duì)模袋進(jìn)行鋪設(shè)之前，首先就是要對(duì)樁位進(jìn)行確定，并設(shè)置相應(yīng)的拉緊裝置。一般來說，定位樁應(yīng)被設(shè)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(duì)應(yīng)的定位樁應(yīng)≥4根。要注意為模袋預(yù)留出縱向收縮量，取值應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行合理選擇。

模袋鋪設(shè)過程中，潛水員應(yīng)從水下對(duì)施工進(jìn)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(shè)計(jì)要求，對(duì)于所發(fā)現(xiàn)的不合格部分，必須通過補(bǔ)鋪模袋混凝土的方式進(jìn)行壓縫處理。在將模袋鋪展開時(shí)，應(yīng)同時(shí)鋪壓碎石袋或是砂袋，若護(hù)坡受風(fēng)浪影響較大，則應(yīng)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(yīng)設(shè)置土工織物濾層，二者搭接寬度應(yīng)≥50 cm，并確保整齊、平順。

2.5 混凝土質(zhì)量控制

受施工特點(diǎn)的限制，所使用的混凝土不僅要在強(qiáng)度上符合要求，又要具有一定的和易性以便進(jìn)行泵送，因此其水灰比應(yīng)≤0.55。施工所使用的石子，粒徑一般為2 cm，其它拌合物應(yīng)符合泵送標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)范的要求。為此，除了要在原材料進(jìn)場前進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)外，在材料進(jìn)場后，監(jiān)理人員也要定期對(duì)材料進(jìn)行質(zhì)量抽查，避免因存放方法失當(dāng)所導(dǎo)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(yīng)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(duì)混凝土進(jìn)行充灌時(shí)，潛水員應(yīng)從水下對(duì)施工進(jìn)行配合，合理控制導(dǎo)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?；炷恋某涔嘟Y(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(duì)模袋內(nèi)的混凝土厚度進(jìn)行探測，確保厚度的平均值符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)將模袋表面覆蓋的泥沙、灰渣清理干凈，并對(duì)其進(jìn)行為期至少一周的養(yǎng)護(hù)。

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(hù)坡中更是得到了廣泛的應(yīng)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(jìn)行護(hù)坡加固，避免洪水、砂石等對(duì)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(xiàng)工作的施工質(zhì)量，就必須要從材料、施工、設(shè)計(jì)3個(gè)方面同時(shí)開展工作，并認(rèn)真做好施工前、中、后期的每一個(gè)環(huán)節(jié)，只有這樣，才能收到令人滿意的質(zhì)量效果。

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