浅谈模袋混凝土技术在水闸工程中的应用

浅谈模袋混凝土技术在水闸工程中的应用

董振华

中交河海工程有限公司 天津 210012

摘要：论述模袋混凝土在土石围堰施工中的应用，指出施工中需要注意和解决的问题，为后续施工提供借鉴。

关键词：模袋混凝土；施工技术；重难点分析

近年来，我国水利工程飞速发展，土石围堰得到广泛应用。由于海中的土石围堰面临着潮汐冲刷及底部掏空的风险，模袋混凝土则具有抗冲刷能力强、经久耐用、整体性好、施工简便等优点，天津水闸项目则采取土石围堰外侧设置模袋混凝土并获得成功。

一、工程概况

天津水闸工程位于渤海湾一海边，围堰采用斜坡堤结构型式，工程临时围堰总长度约1239m，其中水闸外海侧临时围堰长度为348.7m，内海侧临时围堰长度277.9m。海域潮流总体属往复流，涨落潮流向比较集中，大潮和小潮流态基本一致，施工区域深水处大潮、小潮最大流速分别为 0.71m/s 和 0.66m/s，施工区域大潮、小潮最大流速平均值分别为 0.52m/s 和 0.44m/s。

二、施工工艺

1、施工前准备工作

施工区域临海，风浪较大，需根据潮汐表提前一天确定模袋混凝土浇筑时间，避免涨潮浪高时仍进行水下混凝土浇筑。

模袋混凝土依靠自流充盈整个模袋，同时存在水下浇筑模袋混凝土，模袋混凝土需具有良好的流动性，采用泵车泵送，严格控制到场混凝土坍落度。

根据施工图纸及规范要求，提前采购符合要求的模袋和防水土工布。模袋和防水土工布试验用时长，需提前进行送检工作。

2、标高及坡度的控制

建筑碎料铺设至设计标高后，采用全站仪进行标高的复核。对于标高不满足要求处，及时进行处理。

对于围堰坡度，采用挖掘机对建筑碎料围堤进行修理，保证坡度满足图纸要求，去除大块、尖锐等可能刺破土工布的块体，必要时可以补填粒径较小的碎料。每10m选取一个断面，在坡面选取2点，在2点最低点处竖一卡尺。通过卷尺拉取2点之间横向距离，从卡尺得到2点之间纵向距离，通过现场计算得到坡比。如坡比不满足设计要求，采用挖机对坡比进行修正。坡面平整度水下不应大于150mm，陆上不应大于100mm。

3、防水土工布铺设

采用6m宽防水土工布，热熔焊接方式连接，搭接长度不小于10cm。在料场热熔焊接2块土工布，并运至现场。现场再将12m土工布进行热熔焊接，水下施工留有接头宽度，低潮时将土工布拉出水面进行焊接。采用人工铺设的方式进行施工，利用袋装碎石对坡脚压实。

利用平板车将土工布运输至施工现场，挖掘机配合人工将土工布卸至铺设地点，根据水深及铺设长度提前对土工布进行裁剪，预留一定折皱量，然后进行热熔焊接，焊接完成后，由路上挖掘机、施工人员配合潜水人员进行土工布铺设，在坡脚位置加铺2m宽，土工布留有一定的折皱，土工布纵向垂直于围堤轴线铺设。

4、铺设混凝土模袋

膜袋混凝土采取9m宽18m长的砼膜袋，垂直于围堰方向一段施工。

平行于围堰方向，采取人工缝制方式将膜袋连接。

膜袋进场后，先检查膜袋的表面，有无明显的破损、缝制等情况。将整捆的膜袋在岸边全部摊开，按施工顺序、方位预先分布于现场岸坡，沿岸线施工方向拉平均匀地摊铺土工膜袋单元。膜袋摊铺后要分布均匀，不能有折叠、卷曲、覆盖等现象，并预留收缩余量。

膜袋顶部袋口采用袋装碎石固定，膜袋顶部定位后，找出膜袋下端，水上部分用人工抬起膜袋边走边放至护面上，水下部分摊铺由2个潜水人员实施完成。由于该工程部分膜袋铺设要在水中完成，为保证施工质量及潜水员安全，应对底部膜袋用袋装碎石进行压载固定，待膜袋铺设好，及时安排混凝土充灌。

5、灌注混凝土

灌注前首先拌和砂浆润湿管道，然后输送砼至管口后，停止输送。施工人员将软管口插人袋口，扎牢后，即开机输送灌注砼。充灌速度控制在10～15m³/h范围内，充灌压力控制在0.2～0.3MPa范围内。

需根据模袋长度设置2-3个袋口，其中底部上方3-4m处需设置一道袋口，便于混凝土流动到底部。同时潜水员需不断观察底部模袋充盈程度以及模袋底部是否存在空洞现象，确保模袋混凝土与海底紧密贴合。

灌注时施工人员站立于袋口位置经常检查袋口位置是否出现石子堆积，防止产生砼输送不流畅致使压力增大，导致加固筋和膜袋布胀脱，使灌注厚度加大，影响表观质量。同时还需检查灌注范围是否灌实。充填时，为了增加砼的流动性，安排人在膜袋上连续踩踏，挤压砼充满膜袋。灌注将近饱满时，应暂停5～10min，待膜袋中的水分析出后，再灌注至饱满。灌注好一个缝制隔层单位后，由指挥员通过对讲机指挥泵车停车，松开膜袋灌注袋口扎绳，抽出灌注管后迅速扎牢灌注袋口，同时将输送管口移插至下一袋口。相邻膜袋接缝采用人工缝制，在接缝位置，每块膜袋搭接不小于300mm。当天膜袋施工完毕后，清洗泵车及管道。

施工完成后，应派潜水员下水摸测结合情况，若无太大缝隙，说明施工到位；若缝间隙在30cm左右，应沿缝隙方向浇筑水下砼，将缝隙填满为止；若缝隙超过30cm以上，应定制该宽度的膜袋条，水下铺设，再浇筑砼，将缝隙充灌满。

模袋混凝土在坡面上下原则上通长布置，如确需分段施工时，应将接缝设置在肩台上，新铺放模袋与已充灌完成模袋混凝土之间应有不少于2m的搭接宽度，接头处应采用细石混凝土或水泥砂浆灌缝。

6、养护

砼充灌结束后及时对膜袋砼表面的残渣垃圾等进行清洗，以确保表面清洁美观。膜袋砼充灌结束24小时以内禁止人员踩踏和压放重物，适时洒水养护。

三、模袋混凝土施工中常见故障及解决办法

1、堵塞现象

混凝土充灌时，如发生堵塞现象，应立刻停止泵送，并找到堵塞位置，根据堵塞的严重情况采取以下施工措施：

1.1模袋上方放置一根圆木，采用人力滚动圆木，确保混凝土的流动。

1.2如果模袋已被截死，可在未充盈模袋的上方设置一灌口进行充灌，水上部分的灌口应开在侧边隐蔽处，以保证整体美观。

堵塞现象发生的主要原因是混凝土骨料过大、混凝土离析、塌落度过小、充灌停顿时间过长等原因造成的。

2、鼓包和胀破袋现象

充灌过程中，如果灌口处砼压力持续上升到较高，又突然降低，极大程度是出现了鼓包，甚至出现胀破袋现象。此时，应立即停止混凝土泵送，及时找到模袋发生鼓包的位置。在混凝土初凝之前割破模袋，将鼓包部分的混凝土排放，并用预制的特种钢针将模袋口缝接好。如出现胀破袋，应及时将破损处用新的模袋缝补好。

四、安全措施

（1）施工前提前编制针对性和操作性强的施工方案，经审批后方可进行施工，保证技术方案的可行性和指导性；

（2）施工前对作业班组进行详细的技术安全交底，过程检查，施工过程中严格按图纸施工；

（3）在浇筑膜袋混凝土时会遇到雨天情况，为避免在雨天浇筑，应提前与气象站密切联系，有大雨和中雨均不得浇筑。刚浇筑好的混凝土若遇雨，采用塑料薄膜覆盖，保证混凝土质量。

（4）储备足够的防水土工布及模袋，为现场施工提供物资保证；

（5）围堰施工完成后，1.5m高大直径袋装砂堆码在模袋混凝土顶部，削弱波浪。

五、结语

模袋混凝土在围堰施工质量中起到决定性因素，同时施工速度快、质量高等特点得到天津水闸项目的高度评价。施工中控制模袋混凝土质量，才能为后续施工提供良好的前提条件，为围堰投入使用打下良好基础。

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