模袋混凝土护坡及水下抛鹅卵石护岸施工技术的应用及效果.pdf

水利建设与管理 2 0 1 5 年 第1 1 期 D O1 ： 1 0 1 6 6 1 6 j c n k i 1 1 - 4 4 4 6 1- V 2 0 1 5 1 1 0 1 0 模袋混凝土护坡及水下抛鹅卵石护岸 施工技术的应用及效果 管芙蓉 ( 湖北水总水利水 电建设股份有限公司 ，湖北 武汉4 3 0 0 3 4 ) 【 摘要】 模袋混凝土护坡与水下抛鹅卵石相结合护岸型式作为试验项 目， 在长江重要堤防隐蔽工程下荆江河势 控制工程( 湖北段) 中首次使用。本文主要介绍了模袋混凝土护坡、 水下抛鹅卵石的主要技术指标和施工方法， 并 将其与混凝土预制块护坡、 砌石护坡、 水下抛块石护岸等施工技术进行了对比分析。 【 关键词】 模袋混凝土护坡； 抛鹅卵石护岸； 施工技术 中图分类号 ： T V 8 6 1 文献标志码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 5 - 4 7 7 4 ( 2 0 1 5) 1 1 - 0 0 2 4 - 0 4 App l i c a t i o n o f m o l d ba g c o nc r e t e s l o pe pr o t e c t i o n a nd u nde r wa t e r pe bbl e t hr o wi ng r e v e t m e n t c o n s t r uc t i o n t e c h no l o g y a n d e ffe c t s t he r e o f GUAN F u r o n g ( H u b e i S h u o n g W a t e r R e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e r C o n s t r u c t i o n C o ， L t d ，W u h a n 4 3 0 0 3 4， C h i n a ) Ab s t r a c t ：Re v e t me n t f o r m o f c o mb i n i n g mo l d b a g c o n c r e t e s l o p e p r o t e c t i o n a n d u n d e r w a t e r p e b b l e t h r o w i n g i s a d o p t e d a s a t e s t p r o j e c t ， w h i c h i s u s e d f o r t h e fi r s t t i m e i n J i n g j i a n g R i v e r t r e n d c o n t r o l p r o j e c t( H u b e i S e c t i o n )u n d e r Y a n g t z e R i v e r e mb a n k me n t h i d d e n w o r k I n t h e p a p e r ，ma i n t e c h n o l o g y i n d i c a t o r s a n d c o n s t r u c t i o n me t h o d o f mo l d b a g c o n c r e t e s l o p e p r o t e c t i o n a n d u n d e r w a t e r p e b b l e t h r o w i n g a r e ma i n l y i n t r o d u c e d T h e y a r e c o mp a r a t i v e l y a n a l y z e d w i t h c o n c r e t e p r e c a s t b l o c k s l o p e p r o t e c t i o n， s t o n e p a v i n g s l o p e p r o t e c t i o n， u n d e r w a t e r p e b b l e t h r o wi n g r e v e t me n t a n d o t h e r c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o gi e s Ke y wo r d s ：mo l d b a g c o n c r e t e s l o p e p r o t e c t i o n，p e b b l e t h r o wi n g r e v e t me n t ；c o n s t ruc t i o n t e c h n o l o g y l 工程 概述 由于下荆江河属蜿蜒性河道 ， 自然演变 中有“ 三十 年河东 、 四十年河西 ” 之称 ， 河岸崩坍十分严重 ， 此外 由 于下荆江河段较 长， 河 势变化 大 ， 原守 护段偏 短 ， 仍 未 完成巩 固裁湾成 果 、 控 制河势 的 目的。为 了进 一步 巩 固裁湾成果 、 抑制崩 岸 ， 提 高荆 江地 区 的防洪 能力 ， 经 国家批 准 ， 投 资 兴建 下荆 江 ( 湖北段 ) 河势 控制 工程 。 卜 荆江河势 控制 工程 ( 湖北 段 ) 分布 在下 刑 江沙 滩子 24 自然裁湾段、 中洲子人工裁湾段、 上车湾裁湾段 、 盐船 套河段 以及熊家洲及城陵矶河段 5个河段 中。 长江重要堤 防隐蔽 工程 下荆江 河势控 制工 程 ( 湖 北段 ) 熊家洲 C段 ( 试验段 ) 护岸工 程位于监利县 三洲 镇 熊家 洲 江 段 ， 桩 号 为 1 l+4 0 01 3+4 4 5 ， 长度 为 2 0 4 5 m。工程为平顺抛石 护岸型式 ， 分为水 上 ( 混凝 土 预制块 、 模袋混凝土 ) 护坡 和水下 抛块 石 、 卵石 护岸 两 部分 。其 中断 面 l 2+ 2 8 01 2十8 8 0段是水 上模 袋混 管芙蓉 模 袋混凝 土护坡及水 下抛鹅 卵石护岸施工技术 的应 用及效果 凝土护 坡与水 下抛卵石 护岸相 结合施 工段 ， 模 袋混凝 土护坡与水下抛鹅卵石相结合的护岸型式( 如下图所 示 ) 为在长江重要堤防 中首次使用的新工艺 ， 作为工程 的试验项 目。 护岸工程结构示意 图 2主要技术指标 2 1 模袋混 凝土 模袋混凝土的施工部位为 1 2+ 2 8 01 2+8 8 0段 ， 高程在 2 5 8 2 0 2 5 m范围( 马道至脚槽 ) 内， 模袋混 凝土护坡厚度为 1 5 e m， 护坡长 1 7 3 1 2 6 9 1 m， 施 工面 积为 1 5 0 0 0 m 。采用无反滤排水点模袋 ， 原材料为丙 纶 ， 单位 面积质 量 4 5 0 g m ， 径 向抗 拉 强度 大 于 2 0 0 0 N 5 c m， 平面应变拉伸试验延伸率小于3 0 ， 握持拉伸 试验延伸率小于 2 0 ， 顶破强度大于4 0 0 0 k N， 撕裂强 度大于 7 0 0 N。模袋混凝土强度等级为 C 2 0 ， 水灰比不 大于 0 5 5 ， 最大骨料小于2 c m， 配合比为水泥： 砂： 石子 ： 1 ： 2 ： 1 9 。渗透系数 K1 01 0 c m s ， 曼宁系数为 0 0 1 6 。为了降低用水量 ， 便于泵送和模袋充满， 掺用 减水率为2 0 左右的泵送剂， 另掺用 3 0 3 5 左右 的粉煤灰。 2 2水下抛鹅卵石 该部分水下抛鹅卵石施工段总长 6 0 0 m， I区防冲 石抛石厚度为 1 8 7 5 m， 抛 区宽度 8 m。H区抛石厚度为 0 8 8 m， 抛区宽度 5 0 m。鹅卵石要求石质坚硬， 遇水不破 碎或水解 ， 软化 系数大于 0 7 0 ， 密度 不小于 2 6 5 g c m 3 ， 湿抗压强度大于 5 0 MP a ， 块石粒径为0 0 8 0 1 8 m。 3 主要施工方法 3 1 模袋混凝 土施 工 模袋混凝土 护坡施 工 的主要 内容包括 ： 混凝 土 的 拌制 ， 模袋布的铺设 ， 混凝土的灌注， 成型模袋混凝土 面 的清 理 和 保 养 。投 入施 工 设 备有 ： 混 凝 土输 送 泵 1 台， 潜水泵 3台， 松紧器 l 0只， + 1 2 5泵管 1 5 0 m， 4 , 1 2 管 1 5 m， 7 5 k W 发电机 2台 ， 0 5 m 拌和系统 2 套 。 3 1 1 模袋缝制 根据施工图纸设计要求由生产厂家制作， 并按计 划运 送到现场。 3 1 2 模袋布的铺设定位 a 铺设模袋的基层应平整符合设计要求， 施工起 始点和基准线要准确， 经检验达到要求后方可进行模 袋 布铺设 。 b 将已按设计要求缝制好的模袋布平地展开， 将 钢管穿于模袋布上端预先缝制好的穿管布内， 用松紧 器拉住钢管， 固定在预先安设好的钢管桩上， 下端由操 作人员拉至设计位置， 然后在上端调整定位。 c 铺设好的模袋布经检查符合设计要求后方可 进行混凝土充灌 。 d 铺设顺 序 ， 按设计 要求 每块模袋 布要搭 接 8 0 c m， 且上游块应压住下游块， 因此铺设顺序应从下游 开始， 待第一块模袋布充灌好混凝土后再铺设第二块 模袋布， 依次进行操作。 3 1 3 混凝土 的拌制和运输 模袋混凝土原材料： 水泥 ( 普硅 3 2 5 ) 、 黄砂 ( 中 砂) 、 卵石( 5 2 0 m m) 、 粉煤灰、 外加剂、 水。模袋混凝 土要求和易性好 ， 并要有较大的流动性。坍落度为 2 3 e m( 允许误差 1 c m) 。 模袋混凝土的拌 制 ： 根据 选定 的原材 料在 试验 室 里进行试拌 ， 按规 范和设 计要 求确定 施工 配合 比。根 据现场布 置的情 况 ， 在 断面 1 2+ 4 3 0和 1 2+ 7 3 0处各 设置一个0 5 0 m 混凝土拌和站和一个砂石料堆料场， 进行混凝土的拌和。 混凝 土的运输 ： 在每个 拌和站 点处设 置一个 6 0 m 的混凝土高压输送泵， 每台混凝土泵配备2 0 0 m的混凝 土泵送管 ， 混凝 土拌 和好直接送入混凝 土泵 ， 由混凝土 泵将混凝土输送到模 袋的灌 1：3内。 2 5 一 3 1 4 混凝土充灌 充灌前由操作人员将软管插入模袋灌 口， 在袋 口 用扎带绑住软管， 然后进行混凝土充灌， 充灌时应检 查、 观察混凝土在模袋中的流淌情况 ， 并帮助其流动到 位 ， 直至充 饱满为止 。充灌 顺序 ： 自下 向上 进行 ， 从 已 充灌的相邻块开始。充灌速度应控制在 71 3 m h ， 充灌应连续 ， 不能中断 ， 灌满撤管后应将充灌口扎紧。 3 2 水下抛鹅卵石 该部分水下抛石施工段总长 6 0 0 m， 主要采取机械 抛投 。投入 5 0 0 t 定位船 1艘 ， 挖 掘机 1台 ， 石 驳船 4 0 只 ， 工程技术人员 8名 ， 普工 1 0人 ， 机械操作工 1 2 人 。 3 2 1 施工程序 根据施工导线测定断面控制桩一水下原始断面地 形测量一划分网格并计算 网格抛卵石体积一实测流 速、 水深， 计算漂距一选定试抛区并试抛一修正抛投参 数及方案一 根据各区抛 石提前 量 、 各断 面控制点 、 方 向 点测定位船 、 定位控制点一定位船定位一石料质量检 验一量方一石驳船挂档就位一抛投一石驳船移位一石 驳船离开一按照前述程序抛满整个横断面一水下断面 测量与原地形比较 ， 不合格立即补抛一定位船移至下 一 断面， 重复上述抛石过程。 3 2 2施工方法 将整个分部工程划分为 8个单元 ， 约 8 0 m为一单 元 ， 其中0 9 - 0 4 。 8单元为 4 0 m。每个单元顺水流方向按 每2 0 m一段分为 A、 B、 C 、 D四段。每段沿垂直水流方 向划分 为 I区和 区 ， 其 中 I区为 8 m宽 的 防冲 区， 抛石厚度为 1 8 7 5 m； 1 I 区抛石宽度为 5 0 m， 抛石厚度 为 0 8 8 m， 按每 l O m划分 5个档 ， 每档划分为 1 0个 网 格， 网格尺寸为 1 m 2 0 m 。分别计算 I区每个网格的 方量为 ： ：3 7 5 m ， 区各 网格 方量 =1 7 6 m 。 抛石船按方格宽度尺寸在定位船下弦定位 、 移位， 均匀 抛满一方格后， 石驳船移位一次( ) 。 定位船采用横一字形定位 ， 即定位船垂直水流方 向固定。定位船先定位在上游最外侧的网格， 定位船 定位公式为： 定位船下边线 =抛投区上断面 +漂距 + 2 6 抛石船头 长。定位测量仪器采用全站仪 。 抛石厚度 的检测 ： 对抛石断面抛前 、 抛后 进行水下 测量( 测量仪器 ： 回声仪、 测绳) ， 并将前 、 后数据进行 对 照 ， 同一平距下 的高程差 即为该点 的抛石厚度 。 4质量 控制 推行施工质量管理责任制， 严格贯彻技术交底、 技 术复核、 自检 自查 、 原材料检验和隐蔽工程验收等。 4 1 模袋混凝土质量的控制 a 模袋布的生产制作应符合设计尺寸要求。该 工程模袋设计厚度为 1 5 e ra， 即施 工完毕后模 袋混凝 土 平均厚度应为 1 5 e ra， 允许误差 为 8 。 b 以每个单元检测 2 0点计 ， 用钢钎插在刚充灌 好的混凝土的模袋布上均匀选择测点， 允许偏差项 目 合格率在7 0 以上为合格。 c 模袋布与模袋布之间的拼缝小于 2 e ra， 每条拼 缝 不得多 于 2处缝宽大于 2 e ra长度超 过 7 0 e ra的缝 。 d 施工前编制详细的 模袋混凝土施工工序技术 指导书， 详细列出每道工序质量控制要点， 并使施工 员 、 质检员深入领会 。 e 重点控制过程 ， 并完善施工记 录。 C质量检查执行 堤防工程施工规范 ( S L 2 6 0 9 8 ) 。 g 在模袋混凝土施工完成 1 21 8 h后， 对模袋混 凝土面进行 2 8 d养护， 并经常保持外露面的湿润。 h 进行质量检查验收 。 4 2 水下抛鹅卵石质量控制 a 对原 材料 的质 量 控制 。在料 场对 卵石 质量 进 行检测 ， 薄片石 、 风化石 、 岩泥等均不能作为抛 石填料 ， 不得装船 ； 合格石料上船运输必须堆码成长方 体 ， 以便 于验方。不定期对块石进行见证取样送检， 摩氏硬度 、 软化系数、 抗压强度、 重率 、 粒径等指标必须满足设计 和规范要求 ， 1 2十 2 8 0X J 1 2+ 8 8 0施工段共取样送 样 4组， 合格4组。 b 量方控制 。抛石 验方 是控 制 抛石 体积 的 重要 环节。抛石前， 由技术人员进行验方， 在船上量取有代 管芙蓉 模袋混凝土护坡及水下抛鹅卵石护岸施工技术的应用及效果 表性 的长度方 向尺 寸 2个 、 宽度方 向尺寸 3个 、 高度 方 向尺寸6个 ， 取平均值 ， 扣除空隙率后计算实际收方 量 ， 然后 以船体承载 吨位进行校核 ， 以保 证验方 的真实 性 和准确性 。 c 定位船 、 石驳船定位控制。复核漂距， 按断面 控制点确定定位船岸上定位控制点、 方向点 ， 在定位船 下 弦定 出抛 区起 抛点 、 终抛 点 ， 两点之间的边线 即为石 驳船 上抛石起 点 控制 线 ， 以终抛 点 为基 准 ， 将 连线 按 1 n l 划 分 为若 干小 段并 作 好标 记 ， 石驳 船按 标 记定 移 位 ， 以保证抛石的连续性。 d 抛投质量控制。石驳船按定位船上做好的标 记挂 靠就位后 ， 以定位 船 上 起抛 点 、 终抛 点 连 线 为基 准 ， 量 取事先确定的无效船头长 ， 在石驳船上定 出抛石 起点位置， 并做好标记， 依次沿下游抛投 2 0 m( 抛 区长 度 ) 。 5 施工结果与分析 5 1 模袋混凝 土 5 1 1 模袋 的检验 在施工期间按规范规定对模袋布进行 了 4次 随机 取样 ， 并将样 品送专业检测机构进行检 验。检验结果 ： 原材料为丙纶 ， 单位面积质量 4 5 2 g m ， 最大拉伸强度 大于 5 4 3 9 0 N 5 c m， 平 面 应变 拉伸 试 验延 伸率 小 于 3 0 ， 握持拉伸试 验延伸 率小于 2 0 ， 顶 破强度 为 4 4 7 k N， 撕裂强度大于 7 0 0 N 。检验结果全部 达到设计 和规范要求 。 5 1 2 模袋混凝土的检验 在施工期间按规范规定对模袋混凝土原材料进行 了随机取样 。检验结 果 ： 砂 的含泥量 为 0 4 ， 细度模 数为 3 1 8 ， 级配 属 2区 ； 卵 石含 泥量 为 0 2 ， 颗 粒 级 配在连续粒级 5 2 5标准范围内； 配合 比是水： 胶凝材 料： 砂： 石： 外加剂为0 4 7 ： 1 0 0 ： 1 9 7 ： 1 7 3 ： 0 0 0 7 5 ； 水 灰 比为 0 4 7 ； 砂 率为 5 3 。按规范规定在 模袋混 凝土 的输送泵出口取样作混凝土试块 ， 检验结果为 2 8 d的 抗压强度为 2 5 8 M P a 。以上检验结 果全部 达到设 计 和 规范要求 。 5 1 3 模袋混凝 土的质量评定 模袋混凝土共分 为 6个 单元 工程 ， 现场检 测 的结 果是 1 0 0 合格， 达到了设计和规范要求。 5 2 水 下抛鹅卵石 鹅卵石取样 4组 ， 分别由具有相应资质的质量检 测中心和试验室检测 ， 检验结果饱和抗压强度 、 软化系 数 0 8 7等各项指标 均符合 质量标 准。 水下抛鹅卵石 水下抛 石 ( 0 9 - 0 4 ) 分 部工 程共计 单 元数 8个， 合格单元数 8 个 ， 合格率 1 0 0 ， 其中优良单 元数 6个， 优良率为 7 5 。该分部工程质量等级评定 为优 良。 5 3 经济技术比校 5 3 1 模袋混凝土护坡 遭受较大风浪袭击和较高流速水流冲刷的重要堤 防， 当地又缺少块石资源的可选用模袋混凝土作为迎 水坡的护坡。其抗风浪冲刷 、 水流淘刷的能力强， 整体 性好 ， 强 度高 ， 且 消浪作 用 好 ， 可 以水下 施工 ， 但 成本 高， 在该工程中为9 6 7 8元 m 。 5 3 2砌石护坡 砌石护坡消浪作用好 ， 能抵抗较大风浪冲刷 ， 一 般用在工程级别在 3级以上或堤高超过 6 m的堤防， 但其整 体 性较 差 ， 成 本 一般 ， 该 工 程 中干砌 石 为 5 0 3 4元 m ， 浆砌石为 7 7 7 3 元 m 。 5 3 ； 3 混凝土预制块护坡 混凝土预制块护坡抗风浪冲刷能力强， 抵抗较大 风浪冲刷的堤防可选用混凝土预制块护坡 但消浪作 用差， 成本较低， 在该工程中为5 1 6 3 V_ m 。 5 3 4 水下抛块石与抛鹅卵石 水下抛鹅卵石堆积密实 ， 防冲刷效果好 ， 在与模 袋混凝土护坡 相结合施工时， 避免 了块石锐角划破 模袋 ， 另外可采取机械化施工 ， 抛投较为均匀。由于 该工程中所采用的鹅卵石料场运距较远， 成本比抛 块 石高 。 2 7