土工膜模袋混凝土在水库大坝护坡中的应用分析

张月红，刘丽双

(饶河县红旗岭农场水务局，黑龙江饶河155712)

0 引言

土工模袋是一种连续袋状材料，由双层聚合纤维编织而成。土工模袋混凝土则是一种密合基面形状结构物，是混凝土被泵送到土工模袋后凝结而成。土工模袋在现阶段的水利工程中得到了大范围的普及，尤其是在水库大坝护坡中更是得到了广泛的应用。为了进一步了解土工模袋混凝土在水库大坝护坡中的应用情况，笔者从土工模袋混凝土护坡施工工艺以及施工质量控制两个方面入手，对有关问题进行分析和说明。

1 施工流程及要点分析

1.1 土工模袋混凝土护坡施工流程

一般来说，土工模袋混凝土护坡施工的工艺流程都是按照勘测、水下边坡、土工模袋选择和铺设、定点、制备混凝土、灌入混凝土、养护、施工质量检验的顺序进行。

1.2 土工模袋混凝土护坡施工要点分析

1.2.1 勘测

在正式进行土工模袋混凝土施工之前，工程测量人员需要结合施工图纸和坐标点进行实地勘测，对原有的勘测资料进行校核，并在水库大坝附近设置导线作为施工过程中断面和平面尺寸控制的依据。在施工过程中，勘测人员也应定期对导线进行校核，避免因其它因素影响所导致的失准现象，以便充分发挥其标杆作用，为设计施工提供更具准确性和科学性的参考依据。

1.2.2 水下边坡

水下边坡工作的指导思想主要是“凸出部位削平，凹陷部分回填”。对坡面中存在的凸出部分进行削平、整平和清理，将会使过渡更加平顺，不会出现突变现象;对坡面中存在的凹陷部分则主要通过填充袋状石子的方式找平，使坡面的平整度得到提升。

边坡工作可采用水枪或挖泥船进行，但在此过程中，工作人员应注意对挖掘深度进行严格控制，坚持“宁可补挖，不可多挖”的挖掘原则，以免因挖掘过深而导致工作量的不必要增加。施工结束后，工作人员应以5 m作为间隔，对施工场地进行划分，分别绘制出每一段的纵剖面图，再以此为指导，对坡面中存在问题的部分进行局部微调。

1.2.3 土工模袋的选择和铺设

根据有关规范的要求，土工模袋两层织物之间每隔0.2 m就要有一条尼龙绳对其进行联结和固定，由于现在大多是将此项工作承包给专业的生产厂家，因此只需在承包合同中技术要求部分进行详细的说明即可。

在整理工作结束并通过验收后，就可以进行土工模袋的铺设工作。模袋的嵌固既可以通过在其顶部浇筑混凝土梗，也可以采用在模袋上部打入钢桩的方式，无论哪种方法，只要保证能够提供足够的支撑力，避免在混凝土的灌注过程中模袋发生下滑即可。

铺设工作的第一步就是将土工模袋口展开，使混凝土的灌注口向上。相邻的两个土工模袋可以通过便携式缝纫机进行联结，但要保证缝合的牢固性和均匀度，避免出现交叉缝合或凹凸现象。如果铺设区域的水比较深，那么在铺设结束后，还应派遣潜水员从水下对施工成果进行检验，确保相邻土工模袋的搭接长度符合标准和规范的要求。

另外，为了保证在灌注混凝土的过程中模袋保持原位，还必须要对其进行固定。固定工作应参照勘测结果进行，确保铺设的精确度，但也要留有一定的裕度，以消除模袋吸水后收缩所产生的影响。固定工作一般通过打入钢桩的方式完成，若效果不佳，可沉入石块进行压重。

1.2.4 混凝土的制备和灌注

混凝土的制备应按照有关水下混凝土灌注的要求进行，以确保其坍落度、强度、和易性满足实际需求。土工模袋铺设结束后，应尽可能早的完成混凝土灌注。作业采用导管泵送流态混凝土的方式完成，由潜水员负责将导管插入土工模袋的灌注口，待固定牢靠后即可进行输送。灌注由下自上匀速上升，当土工模袋内的混凝土接近饱满状态时，应暂停灌注，待水分析出后，再行灌注，以保证饱满度。

找平工作应在混凝土初凝前，由潜水员通过使用找平设备或是脚踩的方式完成，对混凝土灌注所形成的厚度进行合理控制，使土工模袋各个部位的厚度变得更加均匀。一条土工模袋的灌注结束后，潜水员负责将灌料口扎紧固定，同时将导管移动到下一个灌料口处，以此类推。

需要注意的是，暴露在水面之上的土工模袋也应进行洒水处理，使其保持湿润。在进行混凝土灌注时，导管的插入深度应 ＞30 cm，泵送距离应 ＜50 m，灌注速度应控制在10 m3/h以内，泵出口处的压力以0.2～0.3 MPa为宜。

相邻的混凝土模袋间要牢固的缝合，在灌注过程中，潜水员与地面指挥人员可采用无线对讲机和耳机进行联系，确保各项作业的连贯性和衔接性。为了避免土工模袋混凝土下角线以下的泥沙在经过流水长期作用后被掏空，工作人员在灌注工作结束后，还应使用抛石等压底角。

2 施工质量控制措施分析

2.1 施工试验

在正式进行施工之前，工作人员可以从水库大坝上选择一小段作为施工的试验地段，采用与施工设计中相同的工艺、工序、材料和设备完成这一部分的施工。这既是对施工设计科学性和合理性的一次检验，也是对施工人员的一次锻炼，不仅有利于提高他们的施工熟练度，掌握施工中重点、难点问题的处理方法，还能获得在施工设计条件下的各项参数，掌握施工的实际效果，有利于设计人员对施工方式、工艺流程等内容进行进一步的优化和整改，从而为施工质量提供更多的保障。

2.2 模袋质量控制

在进行模袋的选购时，要按照有关规范的要求对模袋的型式、规格、抗拉强度等指标进行合理选择，制作材料尽量为丙纶、维纶或棉纶。模袋不得存在断纱、破损等严重质量缺陷，对于个别的轻微破损，工作人员可以通过黏合胶处理。

应采用4层叠置法对模袋的上下两层进行缝合，宽度应≥5 cm，针脚距离应≤0.8 cm。上下两层的扣带间距应根据施工现场的实际情况确认，一般为20 cm×20 cm。

为了尽可能降低模袋的缺陷率，在其出厂前，质量管理人员就应该到生产厂家对缝制质量、规格尺寸是否符合要求等进行检查。在模袋进场前，也应出示相应的质量检查报告和出厂合格证。在经监理人员抽查复检合格后，方可进场使用。

2.3 边坡质量控制

水库大坝在整理后的坡比应符合设计要求，以1∶1.5为宜，坡基、坡比较设计值允许出现的偏差为±5%，坡顶、底的高程允许偏差为±5 cm。在对水上部分的进行整理时，应自上而下。需要填土压实时，应分层进行，不仅要使其强度达到设计要求，也应做到与原有结构的紧密结合。在对水下部分进行整理时，切忌不可超标准挖掘。若存在容易划伤模袋的尖锐物或杂物，应及时将其除去。如遇到凹陷部分，应使用袋装小石子或抛石填充，使坡面与设计要求相符。为了确保施工质量，在必要时可派遣潜水员参与施工。

2.4 铺装质量控制

在对模袋进行铺设之前，首先就是要对桩位进行确定，并设置相应的拉紧装置。一般来说，定位桩应被设置在坡顶与模袋距离为1.5～2 m左右的位置，间距以1～2 m为宜，每块模袋所对应的定位桩应≥4根。要注意为模袋预留出纵向收缩量，取值应根据具体情况进行合理选择。

模袋铺设过程中，潜水员应从水下对施工进行同步观测，内容主要是上下模块的搭接长度、接缝口的宽度是否符合设计要求，对于所发现的不合格部分，必须通过补铺模袋混凝土的方式进行压缝处理。在将模袋铺展开时，应同时铺压碎石袋或是砂袋，若护坡受风浪影响较大，则应用绳索将砂石袋以1～2 m的间距联结到一起。在接缝的底部位置，应设置土工织物滤层，二者搭接宽度应≥50 cm，并确保整齐、平顺。

2.5 混凝土质量控制

受施工特点的限制，所使用的混凝土不仅要在强度上符合要求，又要具有一定的和易性以便进行泵送，因此其水灰比应≤0.55。施工所使用的石子，粒径一般为2 cm，其它拌合物应符合泵送标准和施工规范的要求。为此，除了要在原材料进场前进行严格的质量检验外，在材料进场后，监理人员也要定期对材料进行质量抽查，避免因存放方法失当所导致的材料变质问题影响施工质量。另外，每灌注100 m3，就应模袋混凝土在充灌口留取一组试样，以便日后检查。

2.6 充灌质量控制

在对混凝土进行充灌时，潜水员应从水下对施工进行配合，合理控制导管插入深度，确保充灌质量，避免出现充灌不饱满或是鼓胀现象。混凝土的充灌结束后，顶部宽度偏差的允许值约为2 cm;顶部和底部高程的偏差允许值为－2～+4 cm，坡面的平整度≤5 cm。充灌施工结束后，潜水员可使用探针对模袋内的混凝土厚度进行探测，确保厚度的平均值符合设计标准的要求，所允许的偏差在－5%～+8%。另外，在混凝土初凝之后，工作人员要注意及时将模袋表面覆盖的泥沙、灰渣清理干净，并对其进行为期至少一周的养护。

3 结语

近年来，土工模袋混凝土在水利工程中得到了大范围的普及，尤其是在水库大坝护坡中更是得到了广泛的应用。从本次研究中我们不难看出，土工模袋混凝土能够快速有效进行护坡加固，避免洪水、砂石等对水库大坝的直接冲击，为保障大坝安全发挥了巨大的作用。不过想要提高此项工作的施工质量，就必须要从材料、施工、设计3个方面同时开展工作，并认真做好施工前、中、后期的每一个环节，只有这样，才能收到令人满意的质量效果。

［1］ 王修娟，王永开.土工模袋在石佛寺水库引渠护坡中的应用［J］.吉林水利，2007(2):15－16.

［2］ 郭宏峰，马红彬，等.土工模袋护坡施工技术在河道治理中的应用［J］.河南水利与南水北调，2010(1):50－51.

［3］ 刘海莲.土工模袋在卢沟晓月湖右堤护坡工程中的应用［J］.北京水利，2005(3):25－27.