模袋混凝土護(hù)砌技術(shù)在人民勝利渠灌區(qū)引水渠的應(yīng)用

吳衛(wèi)星

【摘要】膜袋砼具有施工簡(jiǎn)便、速度快，適合在復(fù)雜地形及惡劣環(huán)境條件下施工的優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)在人民勝利渠灌區(qū)的應(yīng)用，為今后灌區(qū)渠道護(hù)砌、險(xiǎn)工加固、河道治理、防洪搶險(xiǎn)等積累了成功經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】膜袋混凝土;護(hù)砌技術(shù);人民勝利渠灌區(qū);應(yīng)用

Application of Form Bag Concrete Retaining Technology in Diversion Canal of People's Shengli Canal Irrigation District

Wu Wei-xing

（Henan People's Victory Canal AdministrationXinxiangHenan453003）

【Abstract】The membrane bag has the advantages of simple construction and high speed， and is suitable for construction under complicated terrain and harsh environmental conditions. The application of this technology in the People's Shengli Canal Irrigation District has accumulated successful experience for future channel protection， reinforcement， river management， flood control and rescue.

【Key words】Membrane bag concrete;Retaining technology;People's Shengli Canal irrigation area;Application

1. 前言

（1）人民勝利渠是新中國(guó)成立后在黃河下游興建的第一個(gè)大型引黃灌溉工程，開(kāi)創(chuàng)了穿黃河大堤引水的先例。人民勝利渠渠首閘位于黃河桃花峪下游黃河北岸的秦廠(chǎng)大壩上，渠首閘建成初期黃河主流靠近渠首閘前，為無(wú)壩自流引水，引水條件得天獨(dú)厚。1953年后黃河主流偏向南岸，最終穩(wěn)定在距渠首閘2500左右的位置，閘前逐漸形成2000多米的引水渠，通過(guò)清淤、拉淤疏通引水渠基本可以滿(mǎn)足灌區(qū)用水要求。2000年后黃河小浪底開(kāi)始運(yùn)行，黃河水流發(fā)生變化，主槽下切，截止到2014年黃河同流量下水位下降3米左右。運(yùn)行資料顯示黃河在500m3/s，引水渠基本引不進(jìn)水。為改變灌區(qū)用水的被動(dòng)局面，2014年經(jīng)過(guò)論證人民勝利渠上報(bào)了在引水口上游桃花峪大橋處開(kāi)挖桃花峪引水渠的方案， 充分利用兩個(gè)引水口處黃河水位0.75米左右的水位優(yōu)勢(shì)提高引水能力。

（2）桃花峪引水渠位于黃河嫩灘，穩(wěn)定性差，為減輕黃河洪水對(duì)引水渠的影響，我們采用模袋混凝土護(hù)砌技術(shù)加固引水渠。該工程位于人民勝利渠新建桃花峪引水渠進(jìn)口段，緊鄰黃河主槽，長(zhǎng)度為700米，采用雙坡護(hù)砌，坡長(zhǎng)12米。 主要用于防止引水渠坍塌，控制過(guò)渠流量，根本上解決建引水渠對(duì)黃河串流造成的不利影響。工程2016年底建成，運(yùn)行兩年多情況良好。

（3）模袋混凝土護(hù)砌技術(shù)在河南省灌區(qū)應(yīng)用尚屬首例，該技術(shù)采用高強(qiáng)度機(jī)織袋為模板，壓力灌注混凝土成型，無(wú)需振搗收面。具有整體性好、抗沖刷能力強(qiáng)的特點(diǎn)、施工簡(jiǎn)便、速度快，適合在復(fù)雜地形及惡劣環(huán)境條件下施工的優(yōu)勢(shì)。模袋混凝土護(hù)砌技術(shù)的應(yīng)用對(duì)我灌區(qū)今后渠道護(hù)砌、險(xiǎn)工加固、河道治理、防洪搶險(xiǎn)等積累了成功經(jīng)驗(yàn)。

2. 基本程序

2.1準(zhǔn)備工作。

根據(jù)商品砼廠(chǎng)與施工區(qū)域的運(yùn)輸距離和路況，制定商品砼的控制指標(biāo) ，防止現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)問(wèn)題，同時(shí)根據(jù)進(jìn)度要求編制用料計(jì)劃等。

2.2測(cè)量放線(xiàn) 模袋混凝土施工前先進(jìn)行坡面整理， 以保證模袋砼成品的平整度，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，對(duì)坡肩、坡腳線(xiàn)和邊線(xiàn)進(jìn)行放樣，并在相應(yīng)位置布置高程控制點(diǎn)，考慮后期的整體沉降，要預(yù)留一定的沉降量。

2.3開(kāi)槽。

在上口外50cm的位置開(kāi)溝槽固定膜袋，加強(qiáng)渠口及坡面穩(wěn)定，底寬30cm，深50cm。

2.4鋪設(shè)砼模袋。

2.4.1模袋選擇及要求。 砼模袋為一種新型土工織物，其基本結(jié)構(gòu)為兩層全丙綸高強(qiáng)機(jī)織布制作，外層具有透水性，采用全丙綸高強(qiáng)機(jī)織布制作，兩層機(jī)織布之間每隔 2O cm 有 1 組拉筋（化纖繩）相連，拉筋的長(zhǎng)度根據(jù)模袋砼設(shè)計(jì)厚度而定，但是加工的長(zhǎng)度還需要根據(jù)典型施工進(jìn)行再次確定，不同的坡度、不同的材料指標(biāo)其袋體的膨脹系數(shù)不同。 一般砼模袋需要加工成長(zhǎng)方形，其寬度根據(jù)護(hù)面具體長(zhǎng)度確定，同時(shí)考慮 3%富余量以備充灌時(shí)收縮量的儲(chǔ)備;長(zhǎng)度一般不小于5 m，同時(shí)，根據(jù)砼的流動(dòng)性，為了加快澆注速度，需要加充灌口，一般充灌口的布設(shè)為 2mx2m，袖口長(zhǎng)為 40 cm，直徑 30 cm 左右?？筛鶕?jù)斷面設(shè)計(jì)情況向廠(chǎng)家定制。

2.4.2模袋鋪放前的準(zhǔn)備工作。為了保證模袋鋪設(shè)得平整和拉緊， 一般需要對(duì)模袋進(jìn)行卷卷，在其上下緣管套中穿人鋼管，一般將混凝土模袋卷在 Dg50 鋼管上（鋼管長(zhǎng)度比模袋兩側(cè)各長(zhǎng)出 50 cm 左右，以便于操作），為了模袋鋪放就位準(zhǔn)確，模袋是自上而下鋪在坡面上。 需要注意的事項(xiàng)如下： （1）將模袋兩個(gè)側(cè)邊卷齊，以便在鋪放過(guò)程中掌握模袋邊線(xiàn)的就位位置。? （2）將卷好的模袋運(yùn)至鋪放地點(diǎn)，按設(shè)計(jì)坡肩端位置加縱向收縮量（按模袋長(zhǎng)度的 3%考慮）確定模袋坡肩端位置。 （3）為保證模袋砼之間拼縫嚴(yán)密，新鋪放的模袋與已充灌完成的模袋砼相鄰之間應(yīng)有不小于 30 cm 的搭接寬度，在確定的位置將模袋卷兒放置好后， 即可人工縫制連接模袋。

2.4.3鋪放模袋。 鋪放作業(yè)是將卷好的模袋按設(shè)計(jì)位置在坡面上打開(kāi)，在打開(kāi)過(guò)程中應(yīng)使模袋始終保持向下拉緊的 狀態(tài)，因此，操作者不但要向下滾動(dòng)模袋卷，而且要隨時(shí)向下拉緊模袋，另外，還應(yīng)注意使模袋與已有模袋混凝土之間的搭接寬度始終控制在 30 cm，這樣不僅保證了拼縫嚴(yán)密，而且保證了新鋪模袋位置相對(duì)于已有模袋砼不發(fā)生偏斜，使模袋邊線(xiàn)與堤軸線(xiàn)之間的垂直關(guān)系能很好地承襲下去。為了保證模袋充灌的流暢，砼的要求較高，坍落度必須較大，一般在 200 mm 左右，根據(jù)不同的標(biāo)號(hào)還需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)施工確定。 一次澆注砼的高度還需要通過(guò)計(jì)算和典型施工進(jìn)行確定，其與砼的初凝時(shí)間、模袋拉筋強(qiáng)度、模袋技術(shù)指標(biāo)等有關(guān)。

2.5模袋砼充灌。

2.5.1充灌混凝土工藝流程（用泵車(chē)泵送砼）為： 混凝土攪拌車(chē)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)——泵車(chē)管連接——軟管插入模袋灌口內(nèi)——綁扎固定——灌注——質(zhì)量檢驗(yàn)。

2.5.2灌注速度控制在 10～15 m/h ，出口壓力以 0.2～0.3 MPa 為宜。 軟管的管口應(yīng)穿過(guò)灌口進(jìn)入模袋內(nèi)，以便泵壓力直接作用于模袋內(nèi)的混凝土，減小灌口承受反作用力。充灌時(shí)，用兩人人扶住泵軟管，以防其有較大的擺動(dòng)，同時(shí)掌握灌口混凝土壓力，當(dāng)該處混凝土壓力持續(xù)上升時(shí)說(shuō)明混凝土在模袋中流動(dòng)減慢，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低泵車(chē)的充灌速度。當(dāng)發(fā)現(xiàn)模袋內(nèi)砼流動(dòng)受阻時(shí)，可采取用腳踩踏的方法進(jìn)行疏導(dǎo); 如果灌口處砼壓力已升得很高，或上升速度很快， 應(yīng)停止充灌，進(jìn)行檢查并采取措施，如踩踏疏導(dǎo)無(wú)效，可區(qū)別下列情況，分別進(jìn)行處理。

2.5.2.1如果阻塞就發(fā)生在灌口處，可將泵管拆走，將阻塞的石子或混凝土從灌口內(nèi)掏出，或用一木桿將阻塞物搗散疏通后，再繼續(xù)充灌，這種情況往往是混凝土離析造成的，或因?yàn)榛炷梁写笫釉斐傻摹?/p>

2.5.2.2灌口周?chē)瘸涔嗟幕炷烈褯](méi)有足夠的流 動(dòng)性，這種情況往往由于充灌中途有較長(zhǎng)時(shí)間的停歇而造成，這時(shí)可采用下列措施：（1）用腳沿最短距離踏出一條凹槽，形成通道，改用砂漿將模袋充滿(mǎn)，也可利用上面—個(gè)灌口充灌。（2）如果模袋已被截死，可在未充滿(mǎn)部分的上邊緣再開(kāi)一灌口進(jìn)行充灌，灌口應(yīng)開(kāi)在側(cè)邊隱蔽 處，以保證整體美觀(guān)。

2.5.3充灌混凝土順序。每排的充灌順序?yàn)椋颗? 個(gè)灌口）：由模袋搭接的一側(cè)開(kāi)始向另一側(cè)逐口充灌，采用這樣的充灌順序?qū)嶋H上是幾條模袋輪流交替充灌，與連續(xù)充滿(mǎn)一條模袋后再充灌下一條模袋的順序相比，這樣的順序有以下的優(yōu)點(diǎn)： （1）幾條模袋內(nèi)充灌的砼量相差最小，模袋因充漲而發(fā)生的長(zhǎng)度收縮也就相差不多，這樣便于掌握模袋坡肩位置。 （2）降低了模袋內(nèi)砼面升高的速度，減小了模袋承受的壓力。（3）先充灌模袋拼縫一側(cè)的灌口，可避免模袋橫向收縮造成該側(cè)向位移，從而保證了拼縫嚴(yán)密。在一排灌口充灌完畢后，應(yīng)將坡肩端的錨固繩具適當(dāng)放松，以防模袋由于充漲收縮而過(guò)分繃緊，造成充灌困難，甚至將模袋拉壞。 一個(gè)灌口充灌完成后，即將灌口混凝土清除，將布套塞進(jìn)灌口并縫合灌口，然后將模袋表面沖洗干凈，這種處置灌口的方法，可使模袋表面平整美觀(guān)?？偟膩?lái)看，充灌混凝土的技術(shù)關(guān)鍵是使混凝土具有良好的流動(dòng)性及和易性，并保證充灌作業(yè)的連續(xù)進(jìn)行。

2.5.4充灌混凝土注意事項(xiàng)?；炷恋牧鲃?dòng)性是混凝土在模袋內(nèi)的流動(dòng)所要求的，不同坍落度的混凝土在模袋中的流動(dòng)表現(xiàn)為不同形態(tài)，坍落度為 20～22 cm 時(shí)，混凝土在模袋中由灌口向四周呈輻射狀流動(dòng)。這種情況下，混凝土主要是在泵壓力推動(dòng)下強(qiáng)制移動(dòng)，混凝土壓力由灌口向四周，隨著離灌口距離的增加而迅速減小，隨著模袋中充灌砼范圍的擴(kuò)大，充灌的難度增大，需要不斷進(jìn)行踩踏疏導(dǎo)，勞動(dòng)強(qiáng)度很大。應(yīng)特別注意的是，以上所要求的流動(dòng)性，應(yīng)該在充分保證混凝土和易性的基礎(chǔ)上取得，和易性較差的混凝土也常常出現(xiàn)充灌時(shí)的阻塞，這種現(xiàn)象的原因主要是混凝土的離析，產(chǎn)生離析的混凝土進(jìn)入模袋后，粗骨料在灌口處集中，很快便形成阻塞，這時(shí)往往出現(xiàn)泵管劇烈振動(dòng)，繼而灌口被破壞。由于模袋布是透水的，充入模袋內(nèi)的混凝土由于部分水分滲出而很快失去流動(dòng)性，在氣溫 25℃條件下，一 般只需 40 min 即完全失去流動(dòng)性，因此要求保證混凝土充灌的連續(xù)性。

3. 模袋混凝土充灌過(guò)程中主要應(yīng)注意和解決的問(wèn)題

3.1為防止堵塞事故，應(yīng)隨時(shí)檢查混凝土坍落度，充灌應(yīng)連續(xù)，停機(jī)時(shí)間一般不得超過(guò) 20 min。

3.2泵送與充灌操作人員之間應(yīng)隨時(shí)聯(lián)系，緊密配合，充灌到位后及時(shí)停機(jī)，以防充灌過(guò)程產(chǎn)生鼓包或破裂。出現(xiàn)鼓包時(shí)，應(yīng)及時(shí)停機(jī)，查找原因并處理。

3.3隨時(shí)檢查模袋固定是否牢固，以防充灌過(guò)程中模袋下滑。灌完一片后，移動(dòng)設(shè)備，按上述步驟進(jìn)行下一片的充灌施工。應(yīng)特別注意兩片間的聯(lián)接、靠緊。

4. 砼的養(yǎng)護(hù)

模袋混凝土灌輸完成后同時(shí)進(jìn)行混凝土的養(yǎng)護(hù)。 一般養(yǎng)護(hù)期為 7d，要求在此期間護(hù)坡表面處于潤(rùn)濕狀態(tài)。