浅析刘大线航道模袋混凝土护坡技术

    梁天一+++姚逢文

    摘 要：结合刘大线航道（大丰港疏港航道）整治工程的实际，阐述了模袋混凝土护坡的施工工艺和施工技术，分析了施工过程中出现的缺陷问题，并提出了相应的处理措施。

    关键词：模袋混凝土护坡 施工工艺 缺陷分析 施工技术

    刘大线航道是江苏省干线航道网规划 “两纵四横”中的两纵“连申线”的重要组成部分，是盐城市“通江达海，河海联运”的水运绿色大通道。该航道整治工程位于盐城市辖大丰市境内，西起刘庄镇东侧的通榆河，东至大丰港，全长55.691km。

    地质条件及工程设计

    1、地质条件

    大丰市地处苏北黄海之滨，淮河流域尾闾，为滨海相沉积平原地貌。新建的刘大线航道位于大丰市中东部，自然地面标高一般为+l.7- +2.5m（黄海高程，下同），河堤较高处为+5.0m左右。主要土层分布为：①la层素填土，含少量植物根系；② 1-1层粉质粘土、粉土，可塑～软塑，层厚0.5-1.5m；③1-2层淤泥质粉质粘土，流塑～软塑，层厚1-10m；④1-2层粉土，局部夹粉质粘土薄层，层厚1.8-9.7m。航道整治段土层主要为（淤泥质）粉质粘土，灰色，软～流塑，中偏高～高压缩性，容许承载力70-120kpa。

    2、模袋混凝土护坡设计

    2.1平面设计

    刘大线航道护岸设计采用了多种结构形式，由于近海临港段成陆时间相对较短，地基软弱，土层压缩性高，稳定性差，所以采用了木桩结构生态型护岸。模袋混凝土护坡大多选择岸坡粉土层较厚，土层扰动力量小，稳定性相对较好的区段，平面主要分布情况见表1。

    2.2结构设计

    新建模袋混凝土护坡全部为二级护岸结构，其前沿线与航道中心线的距离不小于3Om。该结构采用坡比为1：3的模袋混凝土与河底连接，河底高程为-1.8m，模袋混凝土为厚20cm的C20混凝土，模袋采用290g/m2的机织复合土工布，模袋混凝土顶高程为+1.2m，坡顶宽0.6-1.0m左右，坡顶上设置二级护岸，依采用结构材料（素砼、浆灌砌块石、砼自嵌块等）的不同分为D1、D2、D3、及D4等型式。

    模袋混凝土护坡施工缺陷问题分析

    刘大线航道模袋混凝土护坡工程不仅建设规模大，而且具有施工路线长、多点分散、陆域条件复杂、护坡结构型式多、施工周期长、季节跨度大、岸坡土质松软易被扰动等诸多施工特点。在施工过程中除了产生一些常规的质量通病外，难免也会出现一些意外情况和较为严重的缺陷问题，并直接影响到工程质量和观感效果。

    土基塌陷，岸坡难以成型。引起这种状况的因素较多，也较为复杂。主要有：① 航道开挖疏浚时超挖扰动，修补成型；② 坡顶堆载超高，引起局部边坡整体滑动；③ 挖机等大型机械施工作业时过多靠近坡顶前沿线，引起坡顶崩塌；④ 堤项无组织排水冲刷；⑤ 河道水位速降较大，成层土的下层失水收缩沉积，引起上层塌陷；⑥ 平地开河前的患沟、患塘等。若不采取有效措施，或仅采用简单的复土贴皮的办法，极易造成模袋砼的沉降开裂，淘空变形。为此，可采取换填土方、石料，回填压实，木桩、水泥桩加固，以及增设土工布防渗等技术措施，确保土基的整体性、稳定性。

    模袋鼓包。鼓包是由上下层模袋间分布的拉筋加工质量缺陷或受力断裂，混凝土充灌时大面积隆起所形成的。导致这种缺陷的原因主要有：① 模袋加工质量未达标，强度不足；② 模袋型号规格选用错误，以低代高；③ 混凝土坍落度过大，导致泵送速度加快，压力增大，特别是充灌到坡顶时压力过大对坡底模袋会造成较强冲击。较为有效的措施是：① 应严把模袋材料质量关，增加到厂中间检查环节，加强进场控制；② 若护坡横断面较长时，可采取相邻两块模袋分段交替充灌的方法；③ 切实加强混凝土的拌、运、输过程控制，确保充灌口的坍落度在22-23cm 左右，泵送压力、速度控制在0.2-0.3Mpa、10-15m3 /h以内较为适宜。

    模袋混凝土出现“施工缝”或“冷缝”。由于模袋混凝土是自下而上充灌，所以施工缝及冷缝大多为纵向通缝，这两种缝隙的隐患较大，在一定环境条件作用下易造成护坡的变形、断裂与破坏。出现“施工缝”或“冷缝”通常是由施工组织不当引起的，如工间休息、工班交接时间过长，交替施工流水节拍过长，混凝土缓凝时间不足、运输时间长、机械故障未及时修理等。为此，应确保模袋混凝土在初凝前连续灌填到位，防止初凝后二次补浇成型情况的发生。

    模袋混凝土表面龟裂。成型后的模袋混凝土表面出现较多不规则的裂纹。出现这种现象的原因是由混凝土质量及混凝土养护不到位引起的。解决办法主要有：一是调整混凝土配合比，在拌合料中适当掺加粉煤灰、减水剂等改善混凝土的和易性，减小水灰比，防止因混凝土和易性差产生离析引起不均匀开裂，以及因过多水分析出而导致裂纹产生；二是充灌施工时为使模袋混凝土灌注均匀，往往在初凝前辅以人工踩平的方法，应防止初凝发生时仍继续踩踏整平，以免引起破坏；三是通过对水面以上混凝土终凝后5-7d 的早期养护，保证水硬性固结材料的水分供应，以防养护不到位引起模袋砼表面龟裂。

    其他“质量通病”缺陷。诸如材料质量缺陷，平整度、坡比、标高等超标，接缝、观感缺陷等等。水运工程产生质量通病的因素很多，而绝大多数是由于施工、管理、监督不到位引起的，只有不断提高全员的质量意识，狠抓材料控制环节、技术控制环节、施工控制环节等各环节的质量管控，才能最大限度地减少缺陷问题的发生。

    模袋混凝土护坡施工技术及要点

    1、施工准备

    模袋混凝土护坡工程施工准备主要包括施工技术准备、施工人员组织、机具设备准备、物资材料准备、工地试验室及其他现场准备等。施工技术准备是项目成功实施的基础和保障。应根据设计文件、图纸水文地质条件和场地条件等制定合理的施工组织方案及技术管理措施。合理制定人员组织、材料配置及机具配套方案；综合气象、水文、地质、环境等各种条件合理确定季节施工、施工顺序及施工进度；制定切实可行的质量保证措施、安全保证措施、水土保持及环境保护措施等。

    2、测量放线

    工程施工前应认真复核现场的控制导线和水准点，对控制桩采取必要保护措施。根据确认的控制坐标点，采用全站仪建立施工用主轴线控制网以及局部的直角坐标网，报请工程师复核；再根据模袋混凝土护坡设计图纸及定位坐标进行现场测量放线，设置控制导线、控制桩等。

    施工过程中常采用“粗放、精放、复测校核”三段式测量方式进行控制，“粗放”主要用于前期场地平整、现场工作面清理和坡角线的大致控制；“精放”用于断面控制桩的设置、护坡土基修整，以及分段样坡、样架设置、“复测校核”主要用于施工复核、工序验收及控制点维护等。

    3、岸坡的修整

    岸坡修整应采取“先水上后水下、先机械后人工、分段分块施工”的方法。水上部分以反铲长臂挖掘机自水面向上铲坡，人工自上而下修坡，拍平压实，坡比误差控制在5%以内，坡面平整度按10cm控制，填土区整坡时，应分层压实，密实度符合设计要求，并做好新老坡结合，严禁贴皮回填；水下部分的边坡及底角土方采用抓斗式挖泥船挖除，自航式泥驳外运，河底控制高程为-2.0m，严禁超挖。

    4、模袋铺设

    模袋铺设前，应按施工编号详细检查模袋的规格尺寸、缝制质量、表面缺陷（如孔洞、跳花、蛛网、缺经、缺纬等），确保合格。检查完后，模袋铺平，卷紧，扎牢，按编号顺序运至铺设现场。打开包袋，按序铺于坡面上，检查塔接布、袖口、穿管布等质量。

    铺设模袋。采用人工铺设，自上而下顺序滚铺。应按混凝土施工方向顺序铺展，准确定位，并与相邻模袋布双线缝接紧密。接缝处底部应铺设土工布滤层，宽度lm ， 土工布每侧与模搭接不少50cm 平整铺设。

    5、充灌模袋混凝土

    混凝土的制备与输送。混凝土原材料应符合设计及规范要求，现场取样检测、试验，合格材料方可进场使用，配合比应根据设计强度及已检测材料的实验配置，并须满足泵送及模袋充灌的流动性要求。

    模袋混凝土充灌。充灌前应对水上部分的模袋洒水润湿，充灌应从已灌混凝土模袋侧开始，由下而上，依次采用低流量方式灌注，流速控制在10-15m3/h，管口压力控制在0.2-0.3m/pa左右。需要注意的是在充灌接近饱满时，可暂停10 分钟，待模袋中填料水分、空气析出后，再进行充灌，确保充填饱满。模袋混凝土施工过程中应按每100m3（不足100m3时按每班）1 组，在充灌口取料且按相关规定留置试块，并应满足强度要求。

    6、清理及养护

    模袋混凝土充灌结束后，用绳或铁丝将袖口扎紧，待混凝土稍微固定、流动性变小后，人工用撬杠将袖口塞入模袋内，确保收口整齐。待混凝土初凝后应随即将模袋表面的灰渣冲洗干净。模袋混凝土终凝后12-18h 应对水面以上部分及时加以养护。

    结束语

    模袋混凝土护坡技术在刘大线航道整治工程中得到大规模运用，主要是基于两个方面的因素：一是该航道岸坡土质松软，承载力不足，粉质土难以抵挡河水冲刷而固坡定形；二是模袋混凝土护坡具有地形适应性强，护坡面积大，寿命周期长，施工效率高，投资节省，外形美观等特点。从多种角度来衡量这项应用确实是技术与项目的上佳结合。近期，如何积极推广、运用好模袋混凝土护坡技术，切实掌握其施工规律及控制环节，并有效指导项目建设仍是摆在所有参建者面前的一项重要任务。

    参考文献：

    [1]JTJ239-2005. 水运工程合成材料应用技术规范.

    [2]GB5O29O-98. 土工合成材料应用技术规范.

    [3]JTS257-2008. 水运工程质量检验标准.

    （作者单位：盐城市航道管理处）