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1、模袋混凝土施工工法1.前言模袋混凝土护坡与传统的砌体工程比较，具有施工迅速、节省费用，特别是水下施工方便的优越性。国外的模袋混凝土护坡最早见于1969年竣工的加拿大多伦多航道试验工程中。19世纪80年代以后，日本旭化成株式会社根据美国建筑技术公司的发明（I960年专利）用高强度涤纶66型布制成了各种模袋又称法布。法布具有透水性，使混凝土剩余水分受到浇注压力后可以与时排除，使水灰比降低，加快混凝土或砂浆凝固，得到高密度、高强度的混凝土或砂浆砌体。我国近年来才在水利工程中推广使用土工织物,模袋混凝土在沿海堤坊、河坡护岸工程中应用还属刚刚起步阶段。经过合理的优化工艺和设备配置，可充分解决水下混凝土护
2、坡施工的难题，目前此工法已成功应用于南渡江龙塘大坝枢纽改造工程中，经济效益和社会效益显著，可以为以后更多类似工程提供借鉴和指导。2 .工法特点模袋混凝土是以双层高强度机织化学纤维织物制成连续（或单独）的袋状体作为柔性模板，并由高压泵将混凝土充灌于袋中形成的防护结构。可用作土石坝、堤防护坡、河流、湖泊、海岸的护岸和护底等结构。其特点为：2. 0.1模袋混凝土的施工采用一次性浇筑成型，施工简单，速度快。3. 0.2模袋混凝土结构可适应各种复杂的地形，特别是在深水护坡和底部防护中，可直接在水下施工，机械化程度高，坡度大，整体稳定性强。性能好，使用寿命长。4. 0.3模袋混凝土具有一定的透水性。浇注混
3、凝土或水泥砂浆后，多余的水会渗入织物的缝隙，这会迅速降低水灰比，加快混凝土的固化速度，并提高混凝土的抗压强度。5. 0.4在混凝土边坡防护工程和水下防护底施工过程中，高度的施工机械化程度可以缩短施工时间，加快施工进度。6. 0.5对于混凝土的后期维护,维护成本低,提高了装混凝土边坡防护工程的综合效益。3 .适用范围本工法适用以堤坝、河道、海岸等边坡防护、护底工程，特别是在缺乏土源填筑施工围堰、河水较深难以采用常规护砌、护底的险工治理工程中，更能体现其优越性，并能取得良好成效。4 .工艺原理主要从平整基础、模袋布施工、混凝土配制、运输、充灌及后期养护等方面严格把控质量关，确保达到要求等级强度。其
4、中，混凝土拌合物还要求和易性好，流变性保持能力强,有较好的黏聚性和保水性，以及在运输和浇注中不发生分层、泌水、离析现象。进而提高充灌的效率与工程的质量。为降低生产成本，全部用水泥势必造成浪费，必须要掺用一定量的粉煤灰。既可以增加混凝土拌合物的流动性，同时还可以替代一部分水泥，节约成本。该过程的施工主要利用模袋混凝土的透水性。浇注混凝土或水泥砂浆后，多余的水会渗入织物的缝隙，这会迅速降低水灰比，加快混凝土的固化速度，并提高混凝土的抗压强度。一次性浇筑成形，施工快捷，速度快。5 .施工工艺流程及操作要点1 .1施工工艺流程图5.1-I-工艺流程图5 .2操作要点5.1.1 施工准备1根据是否涉水施
5、工，要准备搭设施工作业面，如果不是水下施工，按照施工部位正常开挖、回填及坡面修整后可直接铺设模袋，如存在水下施工，需施工前完成作业面搭设，根据水域情况搭设简易的浮船作业平台，以便模袋的展铺，作业平台要与已完成施工结构做好连接固定牢靠。2根据设计图纸要求，结合现场实际地形情况等做好施工单元划分，便于确定模袋材料的规格尺寸、采购。3做好作业班组、材料、设备等资源配置工作，完成方案报批及交底工作。5.1.2 坡面修整1将设计布置的模袋混凝土部位采取回填、或者开挖方式对模袋铺设面进行修整，根据设计布置的结构部位不同，会有坡面、平面、曲面等多种情况，修整时采用挖掘机修坡；水上作业进行整坡时，将坡面上的树
6、根、杂草、垃圾、废渣以及其它隙碍物清干净，按设计要求的坡比进行放样然后用反铲进行整坡，整坡厚度小于20Cm的部位采用人工整坡，机械整坡时需留出IOCm的保护层改由人工整坡，以保护地基原状上不受扰动。同时坡面做好排水沟和截水沟，避免边坡因排水不畅面引起边坡失稳，坡顶和坡脚位置开挖视模袋铺设长度、宽度等做好回填压重沟槽开挖或者固定桩埋件。2如在水下施工，根据水下测量探测的河床情况、或者已经完成的构筑物结构情况，确定具体的修坡方式。按照削高填低的原则进行处理，即对水下有淤泥、堆积物部位清除，对河床凹陷部位的施工，应先进行水下抛石、然后碎石找平修坡，修整基本到位后进行铺设、浇筑；避免模袋铺设面突变，影
7、响后续混凝土的灌注。因为是水下施工整坡，存来一定的难度，因而必须认真细致进行回填控制，应尽可能回填一步到位，并加细部平整，以免模袋缩率增大；另外如果施工区域水深过大或视结构重要程度可安排潜水员进一步探明。5.1.3 模袋展铺、固定1模袋铺设前，根据划分好的施工单元在运至现场施工时进行编号，以便现场铺设；模袋铺设方向为由高到低，自上而下。一般涉水施工可由坡顶到坡底，随铺随压随固定，铺设次序为先上游后下游，铺设相邻单元之间模袋需搭接，注意按照水流方向上游单元要压覆下游单元；如设计无要求可参照相关规范及结合现场实际情况进行确定.水下部分由潜水员配合拉扯到位并作临时固定，模袋摊铺后要分布均匀，不能有折
8、叠、卷曲、覆盖等现象，并预留收缩余量。2模袋铺设固定模袋顶部和底部固定采取固定桩或者根据作业条件设置穿管压重、挖沟槽回填压重等方式进行。模袋铺设顶部根据单元划分情况可5-10m设置定位桩，如施工单元划分面积较大，人工难以拉紧铺设时可根据现场作业条件布置拉紧调节装置辅助展铺。模袋上端定位后，找出模袋下端，用船或者搭设的作业平台由施工人员将模袋拉开至指定界点并平直定位，由潜水员水下固定。完成后将模袋慢慢沉到河底，水下部分由潜水员进行检查，重点检查搭接宽度、铺设平整度和固定情况，保证模袋的铺设、搭接质量，模袋铺设完成后，及时进行混凝土的灌注。5.1.4 混凝土的配制、输送及充灌1碎配合比设计要求：1
9、）模袋混凝土强度等级设计要求不低于C20,为满足设计强度、极佳的流动性能，施工前进行了配合比试验，普通混凝土的砂率是根据水灰比、石子的最大粒径和级配来决定，而模袋混凝土的砂率是根据施工流动性和混凝土拌和物填充模袋的难易程度来决定。由于混凝土流动性大,砂率对拌和物的和易性影响较大，砂率不当，容易产生泌水和石子离析。按一般大流动性混凝土的砂率，虽然能满足泵送施工的需要，但填充模袋会出现困难。因此,砂率不仅要满足泵送的要求还要满足填充模袋的要求，因此模袋混凝土的水泥浆量要大，一般占混凝土总量的23%左右。2）砂率大。在砂率的选择上大的砂率会使混凝土强度下降，所以选择砂率时要考查混凝土强度。一般模袋混
10、凝土的砂率在50%以上。3）石子粒径小。石子最大粒径是根据模袋混凝土的厚度来决定的，采用500mm厚的混凝土，最大粒径选择5-16mm为宜，石子过大不宜充灌模袋。4）掺入粉煤灰。模袋混凝土拌合物需要较多的胶凝材料，全部用水泥势必造成浪费，必须要掺用一定量的粉煤灰。既可以增加混凝土拌合物的流动性，同时还可以替代一部分水泥，节约成本，一般采用超量取代法。5）掺入混凝土高效减水剂或泵送剂。掺入外加剂后可减少用水量节约部分水泥，增加和易性。2碎拌制：1）模袋混凝土的充灌是整个施工过程中的关键工序，要做到混凝土拌制、运送、充灌成型一条龙作业，并把握好充灌速度，混凝土采用的配合比提前先委托试验部门进行试验
11、设计，砂选用中粗砂，石子粒径0.8-1.5cm,一级配，混凝土坍落度230以上。2）混凝土所用商用混凝土搅拌适合模袋混凝土，最后由天泵送至模袋布内。3）混凝土充灌采用信号联系，潜水员与岸上采用耳机联系，岸上与混凝土泵处采用对讲机联系。4）混凝土充灌前，泵管与灌口间要扎牢，输送导管末段用IOm长的软管，即高压弹簧管，插入模袋布进料口，并用铁丝扎牢，软管拐弯角度不大于70,充灌顺序先上游后下游先深水后浅水，浇筑好的进料口在用铁丝扎牢。5）混凝土充灌时，由潜水员配合控制水下充灌质量，防止出现鼓胀、充填不饱满等现象，并辅以人工踩压以确保密实，同时必须控制好充灌速度和冲灌频次，以防产生“爆筋”、“爆袋”
12、事故。每一灌口均连续充灌，将近饱满时暂停5分钟，待模袋中水分析出后，再充灌饱满并及时撤管扎紧灌口，灌口采用内折法，以保证表面平顺。6）发生堵管时，如混凝土泵的压力剧增，输送管发生震动，应立即停止泵送，迅速检查出堵管位置，并对堵管位置进行疏通，清洗管道，顺畅后再继续泵送。3模袋混凝土充填1）正式充填前应确保所有模袋呈湿润状态才开始施工。施工时先泵送一次水泥砂浆，以润滑管道，并在过浆后立即进行税充填，充填顺序应由下而上，依次连续进行，充填间隔时间不超过30分钟。2）充填过程中，灌口操作人员应于泵车司机用对讲机保持无障碍联络，以便发现问题及时开机、关车。陆上人员应适时调节松紧器,保持模袋动态张力均匀
13、，水下有施工人员跟踪检查，如发现流动不畅堵塞、偏移情况，及时处理。3）充填过程中，铺布人员应按前述顺序、方法同时将下块待充模袋铺设定位。相邻块体之间的连接，采用预先缝好，下层与下层、上层与上层分别缝牢，下层针脚可稀一些，上层密一些，确保整体性和外观良好。4）每一只灌口充填完毕，由灌口操作人员和水下施工人员相互配合将软管缓缓拨出，换至另一只灌口充填。软管拨出后应快速扎紧灌口以防混凝土溢出。模袋混凝土充填注意事项：a充填碎时，在灌口绑扎好软管并开始充填，用钢管压在灌口后约IOCm处，以防止模袋外移及确保灌口周围模袋能充填饱满。b.灌注时施工人员在水中站立于模袋口位置经常检查袋口位置.是否出现石子堆
14、积,产生碎输送不流畅致使压力增大，导致加固筋和模袋布胀脱，产生灌注厚度加大的现象，影响表面美观，同时还需检查灌注范围是否灌实。c.灌注将近饱满时，应暂停510min,待模袋中的水分析出后，再灌注至饱满。d.每个灌注口灌注结束后，必须用绳子将灌注口扎死。e.在更换灌注口时,水上安排人员协助施工人员工作。f.必须保证混凝土泵的运行可靠性，一旦产生堵管现象，应及时处理。g.当模袋发生胀脱时，用剪刀剪开胀脱的模袋布，掏出多余校后重新缝接，再充填碎直至饱满。5.1.5 清洗模袋混凝土表面及前期防护混凝土充灌结束后及时用水对模袋混凝土表面的残留混凝土、垃圾等进行清洗，以确保表面清洁、美观。模袋混凝土充灌结
15、束24小时以内禁止人员踩踏和压放重物，并适时洒水养护。6 .材料与设备6.1 材料模袋选择：采用无排水点混凝土-cx型，具有结构、简单、易充填，土工模袋主要参数表6.1-1表模袋参数规格质量gmj拉伸强度（纵向）N5cm伸长率（纵向）%CBR顶破强度N等效空径Q59mm垂直渗透系数cm/s457287823.557380.1410.0106混凝土原材料粗、细骨料、粉煤灰，水泥基拌合水满足C20混凝土相应要求，高效引气剂减水剂其减水率不得低于35%,塌落扩展度性能等级适用SFl级，技术要求满足550655mmo6.2 设备本工法中使用的主要设备情况见表6.2-1、6.2-2表6.2-1主要机械设备配置表序号设备名称型号单位数量备注1潜水设备套12100软管米303泵车辆14离心泵S80-50-250B台15对讲机对106配电箱个27潜水泵台18水准仪Zx19全站仪台110浮船辆12表6.2-2主要劳动力配置表序号工种数量备注1管理人员12潜水员43安全员24施工人员85电
