模袋混凝土护砌技术在人民胜利渠灌区引水渠的应用

    吴卫星

    【摘要】膜袋砼具有施工简便、速度快，适合在复杂地形及恶劣环境条件下施工的优势。该技术在人民胜利渠灌区的应用，为今后灌区渠道护砌、险工加固、河道治理、防洪抢险等积累了成功经验。

    【关键词】膜袋混凝土;护砌技术;人民胜利渠灌区;应用

    Application of Form Bag Concrete Retaining Technology in Diversion Canal of People's Shengli Canal Irrigation District

    Wu Wei-xing

    （Henan People's Victory Canal AdministrationXinxiangHenan453003）

    【Abstract】The membrane bag has the advantages of simple construction and high speed， and is suitable for construction under complicated terrain and harsh environmental conditions. The application of this technology in the People's Shengli Canal Irrigation District has accumulated successful experience for future channel protection， reinforcement， river management， flood control and rescue.

    【Key words】Membrane bag concrete;Retaining technology;People's Shengli Canal irrigation area;Application

    1. 前言

    （1）人民勝利渠是新中国成立后在黄河下游兴建的第一个大型引黄灌溉工程，开创了穿黄河大堤引水的先例。人民胜利渠渠首闸位于黄河桃花峪下游黄河北岸的秦厂大坝上，渠首闸建成初期黄河主流靠近渠首闸前，为无坝自流引水，引水条件得天独厚。1953年后黄河主流偏向南岸，最终稳定在距渠首闸2500左右的位置，闸前逐渐形成2000多米的引水渠，通过清淤、拉淤疏通引水渠基本可以满足灌区用水要求。2000年后黄河小浪底开始运行，黄河水流发生变化，主槽下切，截止到2014年黄河同流量下水位下降3米左右。运行资料显示黄河在500m3/s，引水渠基本引不进水。为改变灌区用水的被动局面，2014年经过论证人民胜利渠上报了在引水口上游桃花峪大桥处开挖桃花峪引水渠的方案， 充分利用两个引水口处黄河水位0.75米左右的水位优势提高引水能力。

    （2）桃花峪引水渠位于黄河嫩滩，稳定性差，为减轻黄河洪水对引水渠的影响，我们采用模袋混凝土护砌技术加固引水渠。该工程位于人民胜利渠新建桃花峪引水渠进口段，紧邻黄河主槽，长度为700米，采用双坡护砌，坡长12米。 主要用于防止引水渠坍塌，控制过渠流量，根本上解决建引水渠对黄河串流造成的不利影响。工程2016年底建成，运行两年多情况良好。

    （3）模袋混凝土护砌技术在河南省灌区应用尚属首例，该技术采用高强度机织袋为模板，压力灌注混凝土成型，无需振捣收面。具有整体性好、抗冲刷能力强的特点、施工简便、速度快，适合在复杂地形及恶劣环境条件下施工的优势。模袋混凝土护砌技术的应用对我灌区今后渠道护砌、险工加固、河道治理、防洪抢险等积累了成功经验。

    2. 基本程序

    2.1准备工作。

    根据商品砼厂与施工区域的运输距离和路况，制定商品砼的控制指标 ，防止现场出现问题，同时根据进度要求编制用料计划等。

    2.2测量放线 模袋混凝土施工前先进行坡面整理， 以保证模袋砼成品的平整度，根据设计图纸的要求，对坡肩、坡脚线和边线进行放样，并在相应位置布置高程控制点，考虑后期的整体沉降，要预留一定的沉降量。

    2.3开槽。

    在上口外50cm的位置开沟槽固定膜袋，加强渠口及坡面稳定，底宽30cm，深50cm。

    2.4铺设砼模袋。

    2.4.1模袋选择及要求。 砼模袋为一种新型土工织物，其基本结构为两层全丙纶高强机织布制作，外层具有透水性，采用全丙纶高强机织布制作，两层机织布之间每隔 2O cm 有 1 组拉筋（化纤绳）相连，拉筋的长度根据模袋砼设计厚度而定，但是加工的长度还需要根据典型施工进行再次确定，不同的坡度、不同的材料指标其袋体的膨胀系数不同。 一般砼模袋需要加工成长方形，其宽度根据护面具体长度确定，同时考虑 3%富余量以备充灌时收缩量的储备;长度一般不小于5 m，同时，根据砼的流动性，为了加快浇注速度，需要加充灌口，一般充灌口的布设为 2mx2m，袖口长为 40 cm，直径 30 cm 左右。可根据断面设计情况向厂家定制。

    2.4.2模袋铺放前的准备工作。为了保证模袋铺设得平整和拉紧， 一般需要对模袋进行卷卷，在其上下缘管套中穿人钢管，一般将混凝土模袋卷在 Dg50 钢管上（钢管长度比模袋两侧各长出 50 cm 左右，以便于操作），为了模袋铺放就位准确，模袋是自上而下铺在坡面上。 需要注意的事项如下： （1）将模袋两个侧边卷齐，以便在铺放过程中掌握模袋边线的就位位置。? （2）将卷好的模袋运至铺放地点，按设计坡肩端位置加纵向收缩量（按模袋长度的 3%考虑）确定模袋坡肩端位置。 （3）为保证模袋砼之间拼缝严密，新铺放的模袋与已充灌完成的模袋砼相邻之间应有不小于 30 cm 的搭接宽度，在确定的位置将模袋卷儿放置好后， 即可人工缝制连接模袋。

    2.4.3铺放模袋。 铺放作业是将卷好的模袋按设计位置在坡面上打开，在打开过程中应使模袋始终保持向下拉紧的 状态，因此，操作者不但要向下滚动模袋卷，而且要随时向下拉紧模袋，另外，还应注意使模袋与已有模袋混凝土之间的搭接宽度始终控制在 30 cm，这样不仅保证了拼缝严密，而且保证了新铺模袋位置相对于已有模袋砼不发生偏斜，使模袋边线与堤轴线之间的垂直关系能很好地承袭下去。为了保证模袋充灌的流畅，砼的要求较高，坍落度必须较大，一般在 200 mm 左右，根据不同的标号还需要现场进行试验施工确定。 一次浇注砼的高度还需要通过计算和典型施工进行确定，其与砼的初凝时间、模袋拉筋强度、模袋技术指标等有关。

    2.5模袋砼充灌。

    2.5.1充灌混凝土工艺流程（用泵车泵送砼）为： 混凝土搅拌车运至现场——泵车管连接——软管插入模袋灌口内——绑扎固定——灌注——质量检验。

    2.5.2灌注速度控制在 10～15 m/h ，出口压力以 0.2～0.3 MPa 为宜。 软管的管口應穿过灌口进入模袋内，以便泵压力直接作用于模袋内的混凝土，减小灌口承受反作用力。充灌时，用两人人扶住泵软管，以防其有较大的摆动，同时掌握灌口混凝土压力，当该处混凝土压力持续上升时说明混凝土在模袋中流动减慢，此时应适当降低泵车的充灌速度。当发现模袋内砼流动受阻时，可采取用脚踩踏的方法进行疏导; 如果灌口处砼压力已升得很高，或上升速度很快， 应停止充灌，进行检查并采取措施，如踩踏疏导无效，可区别下列情况，分别进行处理。

    2.5.2.1如果阻塞就发生在灌口处，可将泵管拆走，将阻塞的石子或混凝土从灌口内掏出，或用一木杆将阻塞物捣散疏通后，再继续充灌，这种情况往往是混凝土离析造成的，或因为混凝土含有大石子造成的。

    2.5.2.2灌口周围先充灌的混凝土已没有足够的流 动性，这种情况往往由于充灌中途有较长时间的停歇而造成，这时可采用下列措施：（1）用脚沿最短距离踏出一条凹槽，形成通道，改用砂浆将模袋充满，也可利用上面—个灌口充灌。（2）如果模袋已被截死，可在未充满部分的上边缘再开一灌口进行充灌，灌口应开在侧边隐蔽 处，以保证整体美观。

    2.5.3充灌混凝土顺序。每排的充灌顺序为（每排3 个灌口）：由模袋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模袋轮流交替充灌，与连续充满一条模袋后再充灌下一条模袋的顺序相比，这样的顺序有以下的优点： （1）几条模袋内充灌的砼量相差最小，模袋因充涨而发生的长度收缩也就相差不多，这样便于掌握模袋坡肩位置。 （2）降低了模袋内砼面升高的速度，减小了模袋承受的压力。（3）先充灌模袋拼缝一侧的灌口，可避免模袋横向收缩造成该侧向位移，从而保证了拼缝严密。在一排灌口充灌完毕后，应将坡肩端的锚固绳具适当放松，以防模袋由于充涨收缩而过分绷紧，造成充灌困难，甚至将模袋拉坏。 一个灌口充灌完成后，即将灌口混凝土清除，将布套塞进灌口并缝合灌口，然后将模袋表面冲洗干净，这种处置灌口的方法，可使模袋表面平整美观。总的来看，充灌混凝土的技术关键是使混凝土具有良好的流动性及和易性，并保证充灌作业的连续进行。

    2.5.4充灌混凝土注意事项。混凝土的流动性是混凝土在模袋内的流动所要求的，不同坍落度的混凝土在模袋中的流动表现为不同形态，坍落度为 20～22 cm 时，混凝土在模袋中由灌口向四周呈辐射状流动。这种情况下，混凝土主要是在泵压力推动下强制移动，混凝土压力由灌口向四周，随着离灌口距离的增加而迅速减小，随着模袋中充灌砼范围的扩大，充灌的难度增大，需要不断进行踩踏疏导，劳动强度很大。应特别注意的是，以上所要求的流动性，应该在充分保证混凝土和易性的基础上取得，和易性较差的混凝土也常常出现充灌时的阻塞，这种现象的原因主要是混凝土的离析，产生离析的混凝土进入模袋后，粗骨料在灌口处集中，很快便形成阻塞，这时往往出现泵管剧烈振动，继而灌口被破坏。由于模袋布是透水的，充入模袋内的混凝土由于部分水分渗出而很快失去流动性，在气温 25℃条件下，一 般只需 40 min 即完全失去流动性，因此要求保证混凝土充灌的连续性。

    3. 模袋混凝土充灌过程中主要应注意和解决的问题

    3.1为防止堵塞事故，应随时检查混凝土坍落度，充灌应连续，停机时间一般不得超过 20 min。

    3.2泵送与充灌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破裂。出现鼓包时，应及时停机，查找原因并处理。

    3.3随时检查模袋固定是否牢固，以防充灌过程中模袋下滑。灌完一片后，移动设备，按上述步骤进行下一片的充灌施工。应特别注意两片间的联接、靠紧。

    4. 砼的养护

    模袋混凝土灌输完成后同时进行混凝土的养护。 一般养护期为 7d，要求在此期间护坡表面处于润湿状态。