關(guān)于模袋混凝土技術(shù)在航道建設(shè)中應(yīng)用的探討

寧旭展

摘要：本文從模袋混凝土技術(shù)的概念、影響因素和設(shè)計要點入手，全面剖析了改技術(shù)在航道建設(shè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：模袋混凝土技術(shù)；概述；影響因素；設(shè)計要點；施工工藝

Abstract: This paper start from the Geofabriform technology concept, impact factors and design features, and put forward a comprehensive analysis of the application of GM technology in the waterway construction.Key words: Geofabriform technology; overview; influencing factors; design features; construction technology

中圖分類號：U615文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）

1. 模袋混凝土技術(shù)的概述

模袋混凝土技術(shù)是我國20世紀80年代初從國外引進的一項現(xiàn)澆混凝土新技術(shù)，它采用織物模袋做軟模具，通過混凝土泵將砂漿或混凝土充灌進模袋成型，起到護坡、護底、防滲等作用。它具有整體性好、耐久性好、地形適應(yīng)性強、施工速度快、省工省時，并可以在水下鋪設(shè)充灌施工等特點，可以應(yīng)用在道路、水庫、河渠、海堤、港灣等工程上，因此在國內(nèi)應(yīng)用發(fā)展較快。

2. 模袋混凝土應(yīng)用的影響因素

2.1施工機械設(shè)備問題直接影響工程正常施工和進度。

2.2充灌材料必須滿足施工設(shè)計要求，否則影響正常充灌施工的進度和質(zhì)量。

2.3織物模袋質(zhì)量與工程質(zhì)量有著密切的關(guān)系，在工程應(yīng)用時，必須首先通過小塊模袋的充灌試驗來確定模袋的具體型號和尺寸，保證工程正常使用。

2.4設(shè)計、應(yīng)用單位能否全面了解掌握該項新技術(shù)工，針對具體工程應(yīng)用情況具體分析設(shè)計，并注意解決以上有關(guān)問題，按照有關(guān)應(yīng)用、施工規(guī)范要求，保證工程應(yīng)用圓滿成功。

因此應(yīng)在現(xiàn)有施工工藝基礎(chǔ)上，應(yīng)最大限度地發(fā)揮施工機械化和水下施工優(yōu)勢，加快施工進度，降低工程成本，減輕工作強度，充分發(fā)揮新技術(shù)優(yōu)勢，滿足工程設(shè)計和生產(chǎn)需要，提高模袋混凝土技術(shù)經(jīng)濟效益和社會效益。

3. 模袋混凝土的設(shè)計要點

模袋混凝土的設(shè)計包括袋材選擇、模袋縫制、穩(wěn)定性校核及抗滑措施考慮等.

3.1模袋材料選擇原則

模袋材料的選擇是模袋混凝土應(yīng)用中的首要條件,必須根據(jù)工程要求和當?shù)赝临|(zhì)、地形、水文、經(jīng)濟、施工條件選擇強度較高、變形較小、孔徑適宜的模袋材料,才能保證施工的順利進行.選擇的土工模袋應(yīng)具有較高的強度和一定的透水性,在混凝土自重的壓力下,模袋不能破裂,但能將混凝土中多余的水分擠出來,使混凝土的水灰比降低,提高混凝土的早期強度,混凝土在較短時間內(nèi)能形成硬化體;同時,模袋的平均孔徑應(yīng)小于膠凝材料的平均粒徑,不致過多的漏漿,從而保證混凝土的質(zhì)量.

3.2模袋縫制

模袋為雙層織物、四層組織,上下兩層土工模袋布起模板作用,中間織入兩層不同粗細的絲或繩作厚度加固筋,以控制模板成形厚度.在護岸工程中,模袋混凝土厚度一般為15~20cm;在海堤防護中,厚度一般為30~70cm.每塊模袋縫制的總體尺寸要考慮坡長、縱橫向水縮率和邊界處理要求,如固定模袋的穿管孔、綁扎布條及連接相鄰模袋的搭接土工布等.每單元體內(nèi)留設(shè)充灌混凝土的灌漿口,各灌漿口的數(shù)量與位置一般均勻分布,每個口進料要求大致能填滿10~15m2的面積.每條模袋加工好后,要正反面逐點檢查,發(fā)現(xiàn)不合格點,要現(xiàn)場拆除重綁.對按坡面加工好的模袋應(yīng)按順序編號,并與圖紙相對照,發(fā)現(xiàn)問題提前修整,施工時對號入座,另加工2~3個模袋以作備用.

3.3模袋穩(wěn)定性及抗滑考慮

土坡上的模袋不允許在自重的坡向分力下產(chǎn)生滑動,并有要求的安全系數(shù)FS,可根據(jù)靜力平衡條件按下式計算,計算所得的FS應(yīng)不小于1.5.

4.施工工藝

4.1施工準備

包括備足所需材料和設(shè)備、平整坡面、現(xiàn)場就位、放線定位、開挖頂腳基槽、測量水下施工水深和流速等。

整坡是施工準備的重要環(huán)節(jié)。外江堤表層土方主要為粘土，設(shè)計坡比為1∶1.3，土方開挖采用抓斗式挖土，泥駁運土開挖時采用階面式開挖法。

4.1.1定位放線：在河岸上用全站儀確定好河坡頂口軸線，同時測量出河底角開挖線。

4.1.2岸上坡面修整：岸上坡面修整采用鉤機和人工相結(jié)合的整坡方法。

4.1.3水下坡面開挖：水下坡面開挖抓斗船為液壓式，開挖時定期測量水面高程，以水面高程控制抓斗放置深度，采用臺階式開挖法。定期使用施工船定位，測量坡面平整情況，對檢查出的深坑采用拋填土袋，凸部采用潛水員人工踩踏或挖泥船重新開挖，處理坡面滿足要求后應(yīng)及時施工，以防拖延造成坡面變形，整理坡頂及坡底腳處必須開挖深50cm，寬30～50cm的凹槽，使模袋灌實后砼尚未凝固時保證坡面穩(wěn)定。

4.2鋪設(shè)模袋

鋪設(shè)模袋主要分水上鋪設(shè)和水下鋪設(shè)，鋪設(shè)土工織物面積的大小可根據(jù)充灌施工進度確定。陸上通過人工從坡頂處采用8號鐵絲制成的n形釘固定模袋，自上而下順岸式鋪設(shè)，鋪設(shè)時上口邊用槽鋼扣牢，槽鋼由鏈條葫蘆連接于鋼管樁上，底口邊及兩側(cè)用縫制的拉結(jié)帶扣牢鋼管，使模袋充分拉展開。

水下一般通過鋼管定位并固定上游一端，鋼管上扣上一系列繩索確保模袋平順伸展，沿船邊緩慢下放至坡面，通過潛水員順水流方向鋪設(shè)。鋪設(shè)時上一塊模袋的下游側(cè)縫有60cm寬的反濾布，此布必須平整地壓在后一塊模袋下面，以保證搭接接頭良好。

4.3模袋砼充灌

模袋砼充灌采用輸漿管（Φ5cm塑料薄壁軟管）插入模袋，進料口將拌好的合格砂漿從出料臺灌入模袋內(nèi)，充填按自下而上和左、右、中的順序進行。在每個模袋單元設(shè)4個灌口的基礎(chǔ)上加設(shè)2個備灌口，若一次充灌不滿，打開備灌口再充至灌滿。

4.3.1灌注前首先拌和砂漿潤濕管道，然后輸送砼至管口后，停止輸送，再用繩索扣牢管口懸吊于施工船邊沿。

4.3.2潛水員入水后摸準模袋灌注口，指揮水上吊放泵車軟輸送管口吊放至模袋灌注口后由潛水員將軟管口插入袋口，扎牢后，即開機輸送灌注砼。

4.3.3灌注時潛水員在水中站立于袋口位置，定時檢查袋口位置是否出現(xiàn)石子堆積，同時還需檢查灌注范圍是否灌實。

4.3.4灌注好一個縫制隔層單位后，由潛水員指揮泵車停車，松開模袋灌注袋口扎繩，抽出灌注管后迅速扎牢灌注袋口，同時將輸送管口移插至下一袋口。

4.3.5充灌程序采用自下至上的充灌方法，模袋在充灌進后，模袋布會出現(xiàn)膨脹拉緊，此時需調(diào)整上口邊固定槽鋼的拉緊葫蘆，做好張力放松工作，以防模袋灌注不飽滿。

4.3.6整塊袋布灌注結(jié)束后，取出固定鋼管，清洗泵車及管道。

4.4養(yǎng)護

全部護坡施工完成后，進行坡頂、坡腳和上下游兩側(cè)接頭的回填處理，同時進行護面混凝土的養(yǎng)護。一般養(yǎng)護期為7天，要求在此期間護坡表面處于潤濕狀態(tài)。

5．施工關(guān)鍵要點及質(zhì)量控制

5.1模袋的搭接和定位

鋪設(shè)機織模袋應(yīng)在各片區(qū)連接的底面鋪非織造土工織物，各片區(qū)間連接底面的非織造土工織物采用縫接或搭接，搭接寬度20～30cm，土工織物在坡頂處可用8號鐵絲制成的n形釘固定。按預定位置順坡準確展開模袋，扎緊下口，上下兩端設(shè)樁固定。模袋上沿連接松緊器，掛在固定樁上。若有配筋時，則在模袋鋪開后按要求插入袋內(nèi)，插筋時應(yīng)防止刺破模袋。

模袋存在著浮力和水流作用下的漂移問題，順水流方向鋪土工織物時，搭接帶亦應(yīng)固定。解決的辦法是在模袋端部增設(shè)穿管布，在穿管上加壓重，順流將一端沉入水底，然后由潛水員牽引至設(shè)計位置，在充灌前采用砂卵石壓重防止浮移，為防止鋪設(shè)異形模袋產(chǎn)生錯位問題，可先以實測樁基墻壁的最大邊點和最小邊點為特征點在模袋上找出相應(yīng)點并作標記，潛水員根據(jù)標記準確定位。

5.2模袋砼充灌要點及質(zhì)量控制

模袋砼充灌是工程實施的關(guān)鍵，也是容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的重點環(huán)節(jié)?；炷恋谋盟秃凸嘧⒉荒苤苯硬捎糜补?，必須通過接頭連接硬管和軟管，當在水下變換灌口時，水泥漿的流失容易發(fā)生堵塞。施工時采取措施盡量縮短泵送軟管長度，中間以短硬管相連，變換灌口時將管口堵上可減少水泥漿流失，并盡量減少軟管的彎折和顫動，保證該處的順利泵送。為防止一次充灌不滿，模袋混凝土充灌過程中主要注意和解決如下幾個問題：

5.2.1為防止過粗骨料進入和堵塞管道，充灌攪拌機的內(nèi)壁和模袋內(nèi)事先宜用水適當潤濕，再按要求的配比裝料攪拌，拌和好的混凝土應(yīng)測定坍落度和流動度（一般要求坍落度為18cm，正負2cm），合格后才能灌入模袋內(nèi)。具體現(xiàn)象表現(xiàn)為：觀察泵送效果，若噴出砼像一根柔軟的柱子，直徑輕微放粗，骨料不露出和散開，證明泵送效果較好；若噴出一半就散開，說明和易性不好，噴到地面時砂漿飛濺嚴重，說明坍落度過大，須作調(diào)整。

5.2.2為防止泵入空氣，造成堵管或氣爆，充灌應(yīng)連續(xù)，停機時間一般不得超過20min。當發(fā)生供料脫節(jié)不能連續(xù)供應(yīng)時，泵機不能停止工作，應(yīng)每間隔4～5min使泵正反轉(zhuǎn)兩個沖程，把料從管道內(nèi)抽回重新拌合，再泵入管道，避免管道內(nèi)拌和結(jié)塊或沉淀，同時開動料斗中的攪拌器，拌和幾轉(zhuǎn)，防止砼離析。

5.2.3泵與充灌操作人員之間應(yīng)隨時聯(lián)系，緊密配合，充灌到位后及時停機。定時檢查袋口位置是否出現(xiàn)石子堆積，產(chǎn)生砼輸送不流暢，造成壓力增大，導致加固筋和模袋布脹脫，產(chǎn)生灌注厚度加大的現(xiàn)象，影響表面美觀。

5.2.4隨時檢查坡頂鋼樁是否牢固，以防充灌過程中模袋下滑。灌完一片后，移動設(shè)備，按上述步驟進行下一片的充灌施工。應(yīng)特別注意兩片間的聯(lián)接、靠緊。

5.2.5模袋內(nèi)有鋼筋時，在充填過程中應(yīng)不使鋼筋沉底。充填過程中機織模袋的收縮可由松緊器控制，簡易模袋則在灌上部2m模袋時松開上端的固定樁，讓模袋沿坡面充分收縮，然后再灌至坡頂。如果設(shè)有排水管，可在充灌完成1h后將排水管按設(shè)計要求插入。

5.2.6施工過程中應(yīng)做好記錄和取樣、成形，然后進行強度測定。

6．結(jié)語

模袋混凝土護岸工程具有整體性好、耐久性好、地形適應(yīng)性強、施工速度快，并可以在水下鋪設(shè)充灌施工等特點，通過實踐取得良好的成效，具有十分廣闊的發(fā)展前景。