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摘要：本文作者结合某岛礁防波堤护底施工实例,介绍了模袋混凝土技术的施工方法与注意事项,供同行参考。
关键词：模袋混凝土；防波堤；施工技术；探讨
中圖分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
随着经济的发展，海上运输事业也日益兴旺，港口设施逐渐向外海延伸，为了防止不断发生的工程质量问题失事，应该抓好施工的质量管理和控制，一方面提高工程质量，一方面承揽更多的工程，使得防波堤的质量管理朝着良性、可持续的方面发展。模袋混凝土作为现浇混凝土施工技术,由美国首先用于水利工程,20世纪70年代发展成为一项护坡新技术并在欧美等国广泛推广使用。我国于1983年引进该项技术,并于1986年开始生产国产土工模袋。模袋混凝土采用织物模袋做软模具,通过混凝土泵将砂浆或混凝土充灌进模袋成型,具有整体性好、耐久性好、适应性强、省工省时,可水下施工等优点,可以起到护坡、护底、防渗等作用。目前,模袋混凝土已广泛应用于江河护坡、水库护岸、海堤护坡等岸坡防护工程。我们首次在远海珊瑚礁地形条件下的防波堤护底工程中采用了这项新技术,解决了珊瑚礁丛施工中混凝土浇筑易渗漏、易瓦解的技术难题,浇筑成形的防波堤护底具备良好的整体性和流线型结构,抗浪减压能力强,对潮汐、风浪的破坏都起到了防护作用。
1工程概况
远海某岛礁根据工程需要,新建防浪墙式防波堤,防波堤处于珊瑚礁边缘,位于港池周边的潮间带上,高潮淹没,低潮裸露。防波堤结构由堤身混凝土结构和模袋混凝土护底组成。其中,模袋混凝土护底结构,宽20m,高0.4m,坐落在天然风化的珊瑚礁岩上。针对远海岛礁风浪影响较大,护底的坡脚处淘刷非常严重的问题,采取了对坡脚处珊瑚礁进行开挖形成边槽,并对基底松散珊瑚礁进行清理的措施,施工时,将模袋混凝土护脚埋藏于两侧挖好的边槽内。
2模袋混凝土施工准备
2.1 模袋的选择和制作模袋是护底成型的模具,其制作和加工方法直接影响到防波堤护底的形状、厚度和大小,从而影响到护底的强度和抗浪能力。目前,模袋品种规格较多,模袋的选择应满足强度高、、密度大、变形小、孔径适宜、渗透性能好、抗老化能力强的要求,模袋材料的选用还要能满足混凝土浇筑时张力的要求。根据工程要求、珊瑚礁丛的特点以及现场的施工条件,本工程所用模袋采用高强机织模袋,模袋二层之间有可控制厚度的绳连接,根据需要缝制成一定的形状,并在一定范围内缝有灌口。本工程模袋的制作,以10m为一个单元,每单元分成3块,每块宽约3.3m,长度为19.5米。每块模袋设有5个灌料口,间距3.0m;相邻模袋间设50cm宽搭接反滤布。模袋的主要技术指标如表1所示。
2.2 模袋混凝土材料与配比：模袋混凝土除具有可泵性外,还要具有良好的和易性和流动性,使之在模袋内能顺利流淌扩散,充满整个模袋,不发生分离。模袋混凝土对材料的配合比和外加剂的应用比一般泵送混凝土要求更高,应通过试验确定。本工程模袋混凝土强度为C20,粗骨料采用粒径?燮25mm的碎石,砂采用中粗黄砂,砂率比普通混凝土大,水泥采用42.5级的普通硅酸盐水泥,同时掺加适量粉煤灰。经试验,模袋混凝土的配合比为:水泥401kg、粉煤灰66kg、中粗砂758kg、碎石866kg,水胶比为0.62。
2.3 施工机械设备选择根据工程实际,模袋混凝土施工采用泵送混凝土工艺.
3模袋混凝土施工
3.1 护底边槽开挖及基底清理：本工程护底边槽珊瑚礁开挖,以反铲挖掘机为主,分段完成,分段验收。按设计要求测量开挖边线后,在低潮位时,挖掘机由堤根向堤头方向分段开挖,形成流水作业面,人工配合挖掘机清理松散珊瑚礁,人工整平基底,基底高差控制在10cm内。
3.2 在已测定的四个角点打上定位桩,在低潮位时,将模袋运送至施工现场,人工沿四周边展开铺平,并通过模袋四周边预留拉筋与定位桩连接绑扎,拉紧,固定,使模袋定位。由于模袋存在着浮力和水流作用下的漂移问题,在充灌前要采用砂卵石压重防止浮移。因远海岛礁海区风浪较大,模袋铺放后,必须在及时灌注混凝土,最少要完成一块的混凝土浇筑,以免模袋被海浪损毁。
3.3 混凝土浇筑浇筑前,必须观测潮水情况,并根据每段混凝土的方量及浇筑过程所需要的时间,来确定何时开始浇筑。本工程浇注开始时间定于退潮时进行(潮位大致为当天最高潮位的一半),拟定每个潮位浇注一段模袋混凝土,第二段模袋混凝土在第二个潮位退潮时进行施工。
浇筑模袋混凝土时,沿模袋每段方向,按模袋的分块顺序,依次推进。每块模袋有5个灌浆口,一般取左、中、右3个灌浆口可将该块模袋灌满。其余2个灌浆口作为备用,在灌注前将其缝合,只有当其它灌浆口出现胀破时,才将备用口打开从该口灌浆。每块模袋灌浆的顺序应是先左右,再中间。每个灌浆口处混凝土灌满后,将灌浆口扎紧,然后将混凝土泵送管移至下一个灌浆口进行浇注。
3.4 施工注意事项
3.4.1 为防止堵塞事故,应随时检查混凝土级配和坍落度;防止过粗骨料进入堵塞管道;防止泵入空气,造成堵管或气爆;泵机料斗内混凝土每次泵送后,应有一定的预留量,在下一罐混凝土浇筑之前,相隔10分钟左右时间泵送几下,以防止混凝土停留时间过长。
3.4.2 泵机的管道与模袋的联接宜采用胶管,模袋灌口的直径与胶管外径匹配,为便于灌注时胶管与模袋的联接,也为避免模袋的灌口经受不住填充料的摩擦而破损,需在胶管与模袋联接处做好附件,以保证连续灌注。
3.4.3 各操作人员之间应随时联系,紧密配合,充灌到位后及时停机,以防充灌过程产生鼓包或鼓破。出现鼓胀时,应及时停机,查找原因并处理。
3.4.4 混凝土浇筑过程中,需人工沿混凝土流线脚跺模袋体,防止混凝土堵塞模袋体,从而使模袋鼓起破坏。并注意只有当混凝土泵机泵送混凝土时,人工才能踩跺模袋体,否则会产生混凝土浆体离析,出现质量问题。
3.4.5 每块已灌满混凝土的模袋在其进入初凝阶段,严禁人员再次在袋体上踩踏,避免影响混凝土的强度及破坏模袋混凝土表面外观。
3.4.6 灌完一片后,在进行下一片的充灌施工时,应特别注意两块模袋间的联接、靠紧。
4 结束语
4.1 本工程采用模袋混凝土护底代替传统的混凝土现浇护底,一次灌注成形,施工简便,速度快,解决了珊瑚礁丛施工难题,且施工不需赶最低潮位,减少了潮水对施工的影响,对远海岛礁类似工程施工有参考和推广价值。
4.2 经检测,本工程模袋混凝土的抗压强度达28MPa,模袋表面平直美观,整体性好,模袋混凝土防护面不需要常年维修,成形后的护底表面具有流线形的结构,抗冲能力强,防护效果好,可起到抗浪减压作用,增加了防波堤护底的安全度,满足了设计要求。
参考文献:
[1] 张志满.模袋混凝土施工工艺[J].水运工程.2009，（02）.
[2] 王禄超,肖焕雄.模袋混凝土护坡技术在护底工程中的应用[J].四川建筑科学研究.2011，（04）.
[3] 宋冬进.模袋混凝土水下施工质量控制[J].水利技术监督.2010,(07).
[4] 孙雪梦.浅谈斜坡式防波堤的质量管理[J].中小企业管理与科技,2011，（03）.
[5] 李国章,任洪波.水力插板式与斜坡式防波堤在工程实践中的应用分析[J].中国水运（下半月），2010，（09）.
[6] 陈进.关于斜坡式防波堤护面层工字块体几个问题的讨论[J].水运工程,2008，（03）.
关键词：模袋混凝土；防波堤；施工技术；探讨
中圖分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
随着经济的发展，海上运输事业也日益兴旺，港口设施逐渐向外海延伸，为了防止不断发生的工程质量问题失事，应该抓好施工的质量管理和控制，一方面提高工程质量，一方面承揽更多的工程，使得防波堤的质量管理朝着良性、可持续的方面发展。模袋混凝土作为现浇混凝土施工技术,由美国首先用于水利工程,20世纪70年代发展成为一项护坡新技术并在欧美等国广泛推广使用。我国于1983年引进该项技术,并于1986年开始生产国产土工模袋。模袋混凝土采用织物模袋做软模具,通过混凝土泵将砂浆或混凝土充灌进模袋成型,具有整体性好、耐久性好、适应性强、省工省时,可水下施工等优点,可以起到护坡、护底、防渗等作用。目前,模袋混凝土已广泛应用于江河护坡、水库护岸、海堤护坡等岸坡防护工程。我们首次在远海珊瑚礁地形条件下的防波堤护底工程中采用了这项新技术,解决了珊瑚礁丛施工中混凝土浇筑易渗漏、易瓦解的技术难题,浇筑成形的防波堤护底具备良好的整体性和流线型结构,抗浪减压能力强,对潮汐、风浪的破坏都起到了防护作用。
1工程概况
远海某岛礁根据工程需要,新建防浪墙式防波堤,防波堤处于珊瑚礁边缘,位于港池周边的潮间带上,高潮淹没,低潮裸露。防波堤结构由堤身混凝土结构和模袋混凝土护底组成。其中,模袋混凝土护底结构,宽20m,高0.4m,坐落在天然风化的珊瑚礁岩上。针对远海岛礁风浪影响较大,护底的坡脚处淘刷非常严重的问题,采取了对坡脚处珊瑚礁进行开挖形成边槽,并对基底松散珊瑚礁进行清理的措施,施工时,将模袋混凝土护脚埋藏于两侧挖好的边槽内。
2模袋混凝土施工准备
2.1 模袋的选择和制作模袋是护底成型的模具,其制作和加工方法直接影响到防波堤护底的形状、厚度和大小,从而影响到护底的强度和抗浪能力。目前,模袋品种规格较多,模袋的选择应满足强度高、、密度大、变形小、孔径适宜、渗透性能好、抗老化能力强的要求,模袋材料的选用还要能满足混凝土浇筑时张力的要求。根据工程要求、珊瑚礁丛的特点以及现场的施工条件,本工程所用模袋采用高强机织模袋,模袋二层之间有可控制厚度的绳连接,根据需要缝制成一定的形状,并在一定范围内缝有灌口。本工程模袋的制作,以10m为一个单元,每单元分成3块,每块宽约3.3m,长度为19.5米。每块模袋设有5个灌料口,间距3.0m;相邻模袋间设50cm宽搭接反滤布。模袋的主要技术指标如表1所示。
2.2 模袋混凝土材料与配比：模袋混凝土除具有可泵性外,还要具有良好的和易性和流动性,使之在模袋内能顺利流淌扩散,充满整个模袋,不发生分离。模袋混凝土对材料的配合比和外加剂的应用比一般泵送混凝土要求更高,应通过试验确定。本工程模袋混凝土强度为C20,粗骨料采用粒径?燮25mm的碎石,砂采用中粗黄砂,砂率比普通混凝土大,水泥采用42.5级的普通硅酸盐水泥,同时掺加适量粉煤灰。经试验,模袋混凝土的配合比为:水泥401kg、粉煤灰66kg、中粗砂758kg、碎石866kg,水胶比为0.62。
2.3 施工机械设备选择根据工程实际,模袋混凝土施工采用泵送混凝土工艺.
3模袋混凝土施工
3.1 护底边槽开挖及基底清理：本工程护底边槽珊瑚礁开挖,以反铲挖掘机为主,分段完成,分段验收。按设计要求测量开挖边线后,在低潮位时,挖掘机由堤根向堤头方向分段开挖,形成流水作业面,人工配合挖掘机清理松散珊瑚礁,人工整平基底,基底高差控制在10cm内。
3.2 在已测定的四个角点打上定位桩,在低潮位时,将模袋运送至施工现场,人工沿四周边展开铺平,并通过模袋四周边预留拉筋与定位桩连接绑扎,拉紧,固定,使模袋定位。由于模袋存在着浮力和水流作用下的漂移问题,在充灌前要采用砂卵石压重防止浮移。因远海岛礁海区风浪较大,模袋铺放后,必须在及时灌注混凝土,最少要完成一块的混凝土浇筑,以免模袋被海浪损毁。
3.3 混凝土浇筑浇筑前,必须观测潮水情况,并根据每段混凝土的方量及浇筑过程所需要的时间,来确定何时开始浇筑。本工程浇注开始时间定于退潮时进行(潮位大致为当天最高潮位的一半),拟定每个潮位浇注一段模袋混凝土,第二段模袋混凝土在第二个潮位退潮时进行施工。
浇筑模袋混凝土时,沿模袋每段方向,按模袋的分块顺序,依次推进。每块模袋有5个灌浆口,一般取左、中、右3个灌浆口可将该块模袋灌满。其余2个灌浆口作为备用,在灌注前将其缝合,只有当其它灌浆口出现胀破时,才将备用口打开从该口灌浆。每块模袋灌浆的顺序应是先左右,再中间。每个灌浆口处混凝土灌满后,将灌浆口扎紧,然后将混凝土泵送管移至下一个灌浆口进行浇注。
3.4 施工注意事项
3.4.1 为防止堵塞事故,应随时检查混凝土级配和坍落度;防止过粗骨料进入堵塞管道;防止泵入空气,造成堵管或气爆;泵机料斗内混凝土每次泵送后,应有一定的预留量,在下一罐混凝土浇筑之前,相隔10分钟左右时间泵送几下,以防止混凝土停留时间过长。
3.4.2 泵机的管道与模袋的联接宜采用胶管,模袋灌口的直径与胶管外径匹配,为便于灌注时胶管与模袋的联接,也为避免模袋的灌口经受不住填充料的摩擦而破损,需在胶管与模袋联接处做好附件,以保证连续灌注。
3.4.3 各操作人员之间应随时联系,紧密配合,充灌到位后及时停机,以防充灌过程产生鼓包或鼓破。出现鼓胀时,应及时停机,查找原因并处理。
3.4.4 混凝土浇筑过程中,需人工沿混凝土流线脚跺模袋体,防止混凝土堵塞模袋体,从而使模袋鼓起破坏。并注意只有当混凝土泵机泵送混凝土时,人工才能踩跺模袋体,否则会产生混凝土浆体离析,出现质量问题。
3.4.5 每块已灌满混凝土的模袋在其进入初凝阶段,严禁人员再次在袋体上踩踏,避免影响混凝土的强度及破坏模袋混凝土表面外观。
3.4.6 灌完一片后,在进行下一片的充灌施工时,应特别注意两块模袋间的联接、靠紧。
4 结束语
4.1 本工程采用模袋混凝土护底代替传统的混凝土现浇护底,一次灌注成形,施工简便,速度快,解决了珊瑚礁丛施工难题,且施工不需赶最低潮位,减少了潮水对施工的影响,对远海岛礁类似工程施工有参考和推广价值。
4.2 经检测,本工程模袋混凝土的抗压强度达28MPa,模袋表面平直美观,整体性好,模袋混凝土防护面不需要常年维修,成形后的护底表面具有流线形的结构,抗冲能力强,防护效果好,可起到抗浪减压作用,增加了防波堤护底的安全度,满足了设计要求。
参考文献:
[1] 张志满.模袋混凝土施工工艺[J].水运工程.2009，（02）.
[2] 王禄超,肖焕雄.模袋混凝土护坡技术在护底工程中的应用[J].四川建筑科学研究.2011，（04）.
[3] 宋冬进.模袋混凝土水下施工质量控制[J].水利技术监督.2010,(07).
[4] 孙雪梦.浅谈斜坡式防波堤的质量管理[J].中小企业管理与科技,2011，（03）.
[5] 李国章,任洪波.水力插板式与斜坡式防波堤在工程实践中的应用分析[J].中国水运（下半月），2010，（09）.
[6] 陈进.关于斜坡式防波堤护面层工字块体几个问题的讨论[J].水运工程,2008，（03）.