模袋混凝土衬砌边坡施工技术

发表时间：2014-12-17T11:02:54.903Z 来源：《价值工程》2014年第7月下旬供稿 作者： 徐计新

[导读] 工程概况在南水北调东线工程中，其中一期工程是南四湖耀东平湖段，该段位于山东省的南部，功能是输水与航运相结合。Construction Technology of Mould Bag Concrete Slope

徐计新XU Ji-xin（中铁十四局集团第三工程有限公司，兖州272100）（The Third Co.,Ltd. of China Railway 14th ConstructionBureau Group，Yanzhou 272100，China）

摘要院梁济运河输水航道工程，位于山东省的南部，是南水北调东线第一期南四湖耀东平湖段输水与航运工程的重要组成部分，该部分的功能是将调入南四湖上级湖的江水逐级北送至东平湖，同时在南四湖与东平湖之间实现通航。根据当地运河运输部门的要求，0+000耀18+750 段在不间断通航的条件下进行施工，按照要求该段施工采取模袋混凝土衬砌边坡的施工工艺，该工艺特点不需要排水，直接在修葺完毕的边坡上进行施工，即减少了投资，又满足了通航的要求。

Abstract: The water diversion channel project of Liangji canal located in south of Shandong province, which is an important part ofthefirst phase of the Nansi Lake to Dongping Lake South-North Water Transfer project, whose main function is gradually transfer theredeploymentof Nansi Lake water north into Dongping Lake, and realize the navigation between the Nansi Lake and Dongping lake.According to the localcanal transport department's request, the 0+000 ~ 18+750 section should be constructed in the uninterruptednavigation conditions, andaccording to the construction technology requirements, the construction should adopt mould bag concrete

lining slope, whose process does notneed the drainage, directly construct in the completed repair slope, thus reduces the investment andmeet the requirements of navigation.

关键词院模袋混凝土；衬砌；技术Key words: mould bag concrete；lining；technology中图分类号院TU74 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）21-0165-031

工程概况在南水北调东线工程中，其中一期工程是南四湖耀东平湖段，该段位于山东省的南部，功能是输水与航运相结合。沿线行政区划主要包括山东省济宁市的微山县、鱼台、任城区、市中区、嘉祥、汶上、梁山、枣庄市的滕州市和泰安市的东平县等3 个地市的9 个县、市、区，流域水系属淮河沂沐泗流域的南四湖水系，输水线路按途径湖泊、河流可分为三部分：南四湖湖内部分、梁济运河部分、柳长河部分。对于梁济运河来说，其支流众多，主要表现为：干流东侧有代码河、柳长河、湖东排水河、汶宁新河、泉河、小新河、南跃进河等支流；干流西侧有北宋金河、金码河、流畅河、琉璃河、郓城新河、赵王河等支流。在这些支流中，其中流域面积超过100km2 的有13 条，本项目位于干流东城。

梁济运河输水与航运结合输水线路沿现状梁济运河扩挖河槽，从湖口至邓楼全长58.252km，在现状工程基础上按输水流量100m2/s 进行扩宽挖深。其中0+000耀0+401 段设计宽度为88.0m，0+401耀1+004 段设计底宽76.0，1+004耀25+719 段设计底宽66.0m，设计渠底高程28.7m。长沟节制闸耀邓楼节制闸（25+719耀58+252）段设计底宽为45.0m，渠底高程30.8m，其中52+319耀58+252 段在距离渠底6.0m 处设一道戗台，戗台宽度为5.0m。从湖口至邓楼全长59.252km 两岸河道护坡及局部渠底进行护砌，其中0+000耀18+750 渠段采用C25 模袋混凝土护坡，其余部分采用C25 现浇混凝土板护砌。

2 主要施工方法2.1 施工前期准备2.1.1 混凝土配合比设计根据南水北调工程的设计要求，结合目前模袋生产工艺，本工程采用的是机制模袋。利用泵送的方法将混凝土灌注入模袋中，混凝土除具有可泵送的特性以外，还要有适宜的流动性。根据设计规定C25、F150、W6的相关要求，设计混凝土龄期的抗压强度、抗冻、抗渗标准等。在原材料方面，其石子的最大粒径一般不超过20mm，塌落度控制在20耀24依2cm，同时确保原材料、拌合物的性能符合混凝土泵送的相关要求。

2.1.2 模袋生产制作根据本段施工图纸的说明，不同施工区段可以选择不同是衬砌顶标高。首先根据测量出现有原地面高程，根据现有原地面高程先初步拟定模袋顶衬砌高程，计算出模袋衬砌的河岸开挖线，现场根据计算的模袋顶开挖线实际放样，将不合理的段落记录下来，重新拟定衬砌顶高程。衬砌顶高程拟定完毕后，计算出不同顶标高下模袋铺筑长度。 按照设计结构断面图，对不同长度模袋进行灌注口设计。

图3 为典型断面，该模袋长为33.2m，根据图2 局部断面图所示，设计在模袋河岸部分距段口2.9m处设置第一灌注孔，这个灌注口满足的模袋控制下滑的顶端压槽位置的混凝土灌注工作。第二灌注口设置在水平往下延伸的拐角处，齐下部分平均分配，但最大距离不能超过9m，超过9m 以上影响混凝土的饱满性。

目前模袋生产线，生产模袋基本全部为4.1m 为一个充灌作业面，模袋有8%的缩率。两幅模袋相连接时下铺设1.6m 宽的土工布

（300g/m3），在制作模袋混凝土的过程中，在模袋混凝土下游底面缝制1.6m 宽搭接土工布，单幅缝制搭接长度为0.8m，在分部长度方面，土工布与所附模袋相等，为了防止混淆，同时对每块模袋进行编号生产，检验和编号则是根据计算模袋长度统计表进行度量。

模袋在定制时，每幅上、下缘应留有直径10cm 的管套，模袋加工好后，将钢管穿入上、下缘光管套中，将模袋以下缘钢管为轴卷成筒状，在施工过程中，便于展铺模袋。

2.2 铺筑模袋混凝土工法模袋水下铺设主要有3 种施工工法：模袋滑道法、模袋拖排法、人工铺筑法，每种施工工法都有显著的特点。 2.2.1 模袋滑道法模袋滑道法施工，就是通常讲的驳船滑道法。它一改传统的“先铺后灌”为“先灌后铺”程序。模袋滑道法施工主要是在水上（船面）作业，对模袋布及混凝土的材质没有太特殊的要求，模袋泵灌饱满与否比较直观，所以在深水区水下铺筑模袋混凝土时，该法具有独特的优势。但该法缺陷之处在于，目前在采用的滑道法仅能对每一个模袋混凝土排块宽4耀8m 进行施工，相应造成分缝较多。多模袋法整体性有一定影响，加至作业船占用河道较宽，正常条件下每天可以完成的宽度为8m，施工进度缓慢。故此工法不适合本项目施工。

2.2.2 模袋拖排法拖排法或水下铺灌法核心技术就是立足于“拖”———将模袋潜入水中，拖移定位来实现护坡功能。拖排发与滑道法都是先灌后铺的施工工艺，由于本段河道处于通航河道中，河道本身不宽，上述两种施工工法都不适合本项目的施工。

2.2.3 人工铺筑法本项目使用于人工铺筑法，人工铺筑法具体如下：厂家在制作模袋的过程中，将制作完毕的模袋卷卷，卷成筒状以保证模袋铺设的平整和拉紧。同时在模袋上下缘设置相应的套管，并将模袋卷在DG50 钢管上，与模袋相比，钢管要超出1m，两端分部漏出50cm，进而便于操作。在铺设模袋的过程中，为了确保铺放的准确性，在坡面上自上而下铺设模袋。因此，从模袋的内、外坡脚端向坡顶卷起卷模袋，并且卷紧模袋，进而便于搬运和铺放，且模袋卷中封存少量的空气，缩短浸水下沉的时间。

在进行铺放作业时，在坡面上按设计位置打开卷好的模袋，在模袋打开过程中，始终保持其向下处于拉紧状态。

因此，操作者一方面需要向下滚动模袋卷，另一方面随时向下拉紧模袋。另外，在铺设过程中，将模袋与已有模袋混凝土之间的搭接宽度控制在30cm，这样能够确保拼缝的严密性，与已有模袋砼相比，能够保证新铺模袋位置相不发生偏斜，进而很好地承袭模袋边线与堤轴线之间的垂直关系。用全站仪对最先施工的一块模袋边线进行控制，进而在一定程度上确保上述垂直关系，具体作法是：用全站仪测放1根钢管，在设计里程位置作为模袋边线位置的参照物。对于模袋下的搭接土工布来说，在出厂时一侧缝衬在模袋上，铺放过程中完成土工布的搭接，为了保证搭接的可靠性，将相邻的两块模袋缝合在一起，在缝合过程中注意连续性，不能出现点缝、漏缝等，避免出现波浪扰动，在极易发生潮差段抽出搭接土工布。当模袋铺到坡脚后，用砂袋压载坡顶处的模袋。

在水下铺设模袋的过程中，展边与压载同步进行，对于坡面来说，如果受风浪的影响比较大，通过绳索将砂石袋衔接成串，间距控制在1耀2m。

在坡顶打入相应的木桩或钢钎，作为锚桩使用，将每块模袋砼的浇注范围定位两锚桩之间，原模袋每边外露50cm 钢管作为端部焊接环，在陆上锚桩上用5/8 钢丝扣串5T 葫芦，事先按照现浇砼护坡的斜长计算钢丝扣长度，模袋上沿的位置通过5T 葫芦进行调节，通常情况下，与现浇边坡下沿重叠0.5m。将钢管穿插在模袋的下端，并且外露25cm，由潜水员向下将模袋理平，直至下沿坡底。用钢钎在钢管里档插入土中以固定下沿钢管，用绳扎牢。

2.3 灌注施工技术2.3.1 混凝土生产及运输2.3.1.1 为了确保称量的精度，拌合站操作人员需要对验拌和系统进行定期校验，对拌合站的运转情况进行随时的检查，确保混凝土拌和质量的稳定性。按照规定的频率在衬砌开盘前对混凝土原材料进行检测，并做好记录。

同时检测骨料的含水率，通过对出机口与浇筑前混凝土的坍落度进行检测，对坍落度损失进行计算，确定是否需要添加减水剂。在施工过程中，对骨料的粒超径进行严格的控制。对于混凝土施工配合比通知单，需要由试验室提供，并且经监理工程师批准，配合比严禁擅自更改。相关检测设备投入使用前，通过具有相应资质的计量部门对计量器进行率定，有效期满应需要重新进行率定。按照规范要求的允许误差，比较分析拌合站打印的配料数据和误差，同时比较分析允许偏差原值，及时找出存在问题并进行纠正，进而在一定程度上确保拌和计量的精度。混凝土拌和生产过程中，按照《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）的有关规定，对其质量进行控制，及频率检测等，并做好相应的记录。严格控制混凝土拌和及出机口质量，并做好记录。运输混凝土的搅拌车，其单车容量不小于6m3。 根据浇筑需求及拌合站的拌和能力、施工进度、运量、运距及路况综合确定运输车配置数量，估算公式为：

式中：N———搅拌运输车总数（辆）；k———最长单程运输距离（km）；酌c———新拌混凝土密度（kg/m3）；Q———所有拌合站的每小时拌和能力（m3/h）；Vj———车辆的平均运输速度（包括卸料时间）（km/h）；籽———车辆载重能力（kg/辆）；孜———车辆完好出勤率（%）。

2.3.1.2 运输技术要求淤在装、运、卸过程中，混凝土搅拌运输车不得加水。

于如果车内混凝土超过初凝时间，需要采取紧急措施进行处置，防止混凝土在车罐内发生硬化。

盂在装运混凝土前，需要清洗车罐，罐内保持湿润，但不能出现存水。

榆对混凝土运输车辆按照车辆保养、维修的具体要求，进行经常性的维护与保养，确保车况的良好性，将混凝土及时运输至施工现场。

虞保持场内运输道路的平整性、通畅性。

2.3.2 模袋混凝土灌注2.3.2.1 充灌混凝土工艺流程混凝土搅拌车运至现场———地泵接管———泵软管插入模袋灌口内———绑扎固定———灌注———质量检验。

2.3.2.2 按照“四先”的顺序灌注模袋混凝土，先下后上，先左右后中间，先上游后下游，先标准断面后异形断面，在充灌过程中，防止模袋发生位移、偏移。

2.3.2.3 灌注前，通过洒水对陆上部分的模袋进行润湿处理，进行充灌时，在模袋混凝土灌口插入混凝土喷射管，并且插入长度不小于30m，并扎紧，进一步使泵压力直接作用到模袋混凝土中，同时减小灌口承受的反作用力。

充灌混凝土压力控制在0.2耀0.3Mpa，充灌疏导混凝土灌注速度控制在10耀15m3/h。充灌过程中，泵软管由2 个人扶住，防止软管出现较大的摆动，同时对灌口混凝土压力进行掌握，如果该处混凝土压力持续上升，说明模袋中混凝土的流动速度在减慢，此时需要降低泵车的充灌速度，通过脚踩踏的方法对模袋内砼流动受阻的现象进行处理；当模袋内混凝土接近近丰满时，需要暂停5耀10min，当水剖析出来后，再进行灌至。对模袋混凝土进行充灌找平时，通过人工的方式在初凝前进行踩平。如果灌口处砼压力较大，或上升速度较快，在这种情况下，需要停止充灌，并进行检查，同时采取相应的措施：淤在灌口处发生阻塞，可以拆走泵管，从灌口内掏出阻塞的石子或混凝土，或用一木杆捣散疏通阻塞物后，再进行充灌，上述阻塞的原因主要是混凝土离析造成，或者混凝土中含有大石子。

于在灌口周围先充灌的混凝土失去了流动性，该现象是充灌过程中，停歇时间过长造成的，在这种情况下，可以采用：1）沿最短距离用脚踏出一条凹槽，进而形成通道，通过砂浆充满模袋，也可以通过上面的灌口进行充灌。

2）如果已经截死模袋，在这种情况下，在侧边隐蔽处未充满部分的上边缘开一灌口进行充灌，进而在一定程度上确保整体的美观性。 2.3.2.4 充灌混凝土顺序采取自下而上逐排口逐仓充灌的方式对混凝土进行充灌，每排的充灌顺序为：第一幅从一侧开始浇筑，后续模袋从搭接的一侧开始向另一侧逐口充灌，采用这样的充灌顺序实际上是几条条模袋轮流交替充灌，按照这种顺序进行充灌，其优点主要表现为：淤在充灌的砼量方面，几条模袋之间相差不大，因充涨导致模袋发生的收缩也相差不多，进而在一定程度上便于掌握模袋坡肩的位置。

于模袋内砼面升高的速度大大降低，进一步减小了模袋的承受压力。

盂为了避免模袋横向收缩造成该侧向位移，确保拼缝的严密性，通常情况下先充灌模袋拼缝一侧的灌口。

充灌完成一排灌口后，适当放松坡肩端的锚固绳具，避免由于充涨收缩造成模袋过分绷紧，增加充灌的难度，甚至拉坏模袋。完成一个灌口的充灌后，清除灌布套内的混凝土，在灌口中塞进布套并对灌口进行缝合，然后冲洗干净模袋表面，通过这种方式对灌口进行处置，可以使模袋表面更加平整美观，对于水下灌口，通常情况下，对布套进行绑扎封闭。从总体来看，确保混凝土具有良好的流动性、和易性，并保证充灌作业的连续性，这是进行充灌混凝土的技术关键。

2.3.3 充灌混凝土注意事项淤在充灌过程中，为避免发生堵塞事故，需要对混凝土的配合比、塌落度等进行随时的检查，防止过粗骨料进入管道。

于膨胀现象。在施工过程中，操作人员之间加强配合，进行充灌时，安排人员对模袋进行踩踏，增加充填料的流动性，通过水泵抽水对表面进行冲洗，确保模袋布疏水的畅顺性，充满时需要停泵5耀10min，基本排除模袋内水分后，加以点泵补充饱满。

盂鼓包。模袋内攀筋与连接带之间出现松脱或断裂，或者充灌压力过大，在一定程度上产生鼓包。对于鼓包，通常情况下，通过加强质量检查、控制泵送压力等措施可以避免。

3 结论模袋混凝土是一种新技术、新工艺，现在还没有国家规程规范。目前施工中按照南水北调东线下发的模袋混凝土护砌施工指南、中国水利水电出版的中国提防工程施工丛书第7 册《模袋法》进行施工过程控制，为施工带了方便。在施工过程中，通过模袋混凝土护坡对传统的衬砌机衬砌施工进行取代，一方面可以提高施工进度，降低施工期的干扰，另一方面满足了通航的需要，并且降低了施工成本，同时减少了护坡维修工程量，便于对工程进行日常管理。对于模袋混凝土来说，其整体性良好，具有流线形的结构，增强了抗冲能力，防护效果好，进而起到抗浪减压的作用，工程护坡的安全度大大增加。

参考文献院[1]张志满.模袋混凝土施工工艺[J].水运工程,2008(02).[2]孔德芒.浅谈模袋混凝土施工技术与质量控制[J].价值工程,2013(04).[3]徐水平,王海周.模袋混凝土技术在南水北调东线工程中的应用[J].中国水利,2014(01).作者简介院徐计新（1975-），男，山东兖州人，研究方向为桥梁工程，路面施工，特殊混凝土施工。