土工模袋混凝土在淮北大堤加固工程中的应用.pdf

土工模袋混凝土在淮北大堤加固工程中的应用 余智 囊 王永雷 ( 淮河水利委员会治淮工程建设管理局 蚌埠2 3 3 0 0 1 ) 【 摘要】 石灰濉是淮河河道上著名的险滩， 由于岸坡较陡， 处于弯道处， 如采用抛石固脚等传统护岸方法， 水流 冲刷后易被带走， 同时在侧向环流作用下继续掏蚀岸坡， 可能使沙壤土被掏空， 造成塌岸。经过 比选， 选用土工模 袋混凝土进行岸坡防护的技术方案。该技术是在淮河干流上的首次应用， 具有整体性和耐久性好、 地形适应性强 ( 柔性) 、 施工速度快和水上水下直接施工等优点， 有效地解决了侧 向环流掏刷岸滩的问题。 【 关键词】 石灰滩险工 土工模袋 设计要点 施工与故障排除 1工程概 况 淮北 大 堤 堤 圈 总 长 6 4 0 7 8 k m( 安 徽 省 境 内 长 6 2 8 3 4 k in， 江苏省境 内长 1 2 4 4 k m) ， 是保 护 淮北平 原 的主要防洪屏障 ， 保 护耕地 7 2 4万 h m ， 人 口 6 8 2万 ， 涉及苏 皖 1 7个 县 ( 市 ) 。石灰 滩 险工是 淮 河左 岸 ( 淮 北 大堤桩 号 1 0 2+ 5 0 01 0 2+8 0 0 ， 长 3 0 0 m) 上下 两个 弯道之间的过渡段 ， 也是淮河河道上著名的险滩。该 险工段工 程地质条件复杂 、 安全隐患多 、 历年汛 期险情 频发。1 9 8 2年汛期出现严重窝崩 ， 窝崩离堤脚仅 3 0多 米 远 ， 导致 窝崩的原因主要是 由于该段河床 窄深 、 下部 沙层受水 流掏空失 稳所 致 。虽然 经多 次抛石 处 理 ， 但 石 块很容 易被水 流冲刷 带走或埋 于下游 低洼处 ， 抛石 处 理效果 不明显。 该段岸滩上部为沙壤土， 抗冲性差 ， 易塌岸， 河床 窄深 ， 河底 最低高程 为 一 6 5 m。在水 流侧 向环流 作用 下 ， 岸坡 被掏蚀 ， 边 坡变 陡 ， 岸滩 后退 变 窄。这种 情况 严重危及堤防安全 ， 需防护处理 。 2 护岸工程方案比较 护岸工程的结构 型式有 多种 ， 为使 护岸 工程在 技 术上安全可靠、 投资上经济并利于施工， 对抛石、 模袋 混凝土两种护岸作了分析比较 ： 抛石护岸的技术较简 单， 但本段虽多年抛护， 防护效果一般 ， 且本地缺乏块 石资源 ， 投资较大 ， 施工难 以准 确定 位 ； 模袋 混凝 土护 岸技术是将特制的土工模袋铺设在需保护的岸坡上 ， 然后 采用泵送 方式 ， 在水 下或岸坡 处充灌 成薄壁混 凝 土的新型技术， 这样形成的模袋混凝土整体性好 ， 表面 凹凸不平 ， 有流线 形 的结 构 ， 抗 风浪 冲刷 、 水 流淘刷 的 能力强 ， 且 消浪作 用 好 ， 模 袋 内的混 凝 土早 期 强度 较 高 ， 7 d的抗 压强 度可 达 2 8 d抗 压强 度 的 6 0 7 0 ， 而且 比同龄期混凝土 的抗压强度高 ， 养护方便 ， 且适 用 于水下施工 ， 施工进度快 。综合考虑 ， 石灰滩 险工段 护 岸采用模袋混凝土技术 。 3模袋混凝土设计要点 3 1 模 袋混凝 土护岸 厚度 按照 S L T 2 2 5 _9 8 水利水 电工程土工合成材料 应用技术规范 的规定， 土工模袋厚度在计算时应考虑 抵抗浮托力 。参 照 国内模 袋 防护工程 实例 ， 同时考 虑 坡面变形 、 水流冲刷及施工因素， 按构造要求 ， 土工模 袋护岸充填设计厚度取 1 5 e ra。 3 2模袋抗滑稳定分析 模袋在充灌满混凝土后 ， 由于 自重产生下 滑力 ， 特 别是袋 内混凝土未 固化时 ， 下滑的可能性最大 ， 因此 要 验算模袋与护坡面之问 的摩擦力是否大于 自重产 生的 下滑力 ， 并满足一 定 的抗滑稳 定安 全系数 。按 极 限平 衡原理进行抗滑稳定安全计算 ， 安全系数基本满足抗 滑稳定要求 。 3 3 模袋技术指标 模袋 的选择是 模袋混 凝土应 用 中的首 要条 件 ， 根 1 5 一水利建设与管理 2 0 1 1 年 第1 2 期 7 防渗加固效益 7 1 工程投资 原防渗墙除险加固方案预计工期 2年， 投资 5 5 2 1 万元 ， 而采用复合 土工 膜加 固方案 ， 工期 只 1年半 ， 最 终结算投资 1 3 3 3万元 ， 缩短工期半年， 整体工期为原 方案的 3 4 。工程投 资 比原 方案 节省 4 1 8 8万 元 ， 为 原 方案预计投资 的 2 4 ， 给国家节省 了大量 的投资。 7 2 经济效益 石砭 峪除险加 固工程 ， 于 2 0 0 0年 1月 开始 施工 ， 到当年7月 ， 7 0 3 m高程以下工程完成后， 开始蓄水运 行 ， 边 蓄水运行 ， 边进 行施 工 ， 充分 发挥 了施 工期 的水 库效益 ， 仅当年就调蓄水量 5 0 0 0万 1 T I ， 经济效益成倍 增加， 仅 4年左右时间就能回收防渗工程投资。当达 到正常水位 7 3 1 m时 ， 效益还会较大 的提高 。同时 由于 供水价格不 同 ， 其效益也有很 大的差别 ， 石头河 水库 向 西安供水， 每立方米 0 4元， 石砭峪水库向西安供水只 有 0 1 元 ， 从 2 0 0 0年到 2 0 0 4年 ， 共 向西 安 供 水 增 加 9 0 0 0万 m 。 ， 与石 头河供水 价相 比 ， 西安 市可节 约 2 7 0 0 万元 。从 中可 以看 出 ， 石砭 峪水库 在 近 4年 中增加 的 效益 和为 西安市节 约 的水 费 ， 相 当于 国家投资 到水库 工程 的全部资金 总额 。加 固工程 发挥的经济效 益十分 显著 。 7 3 社会 效益 石砭峪水库通 过此 次除 险加 固工程 建设 ， 在 防渗 方面发 挥 了巨大 的作用 。特别是 2 0 0 2年 6月 9日水 库流域内出现强降雨 ， 洪峰流量达 3 5 9 3 m s ， 水库上 游冲毁房屋 5 0 0多间， 淹没西康铁路及西松公路施工 工地， 造成直接经济损失数千万元。而水库下游由于 水库的合理调节、 拦洪削峰作用， 使下游河道及沿岸免 除了洪水的威胁。如果没有石砭峪水库的调节作用， 水库下游在 3 6 0 m s 洪水 的冲击下， 必将造成巨大的 损失。因此 ， 通过除险加固的实施， 使水库在防洪方面 的作用得到显著提高， 达到了设计预期的目的， 其社会 效益 十分 明显 。 参考文 献 顾淦臣 承压土工膜厚度计算的研究 全 国第三届土工合成材 料学术会议论文选集 天津： 天津大学出版社 ， 1 9 9 2 1 0 ( 上接 第 1 6页) 灌料 口齐平 ， 停 泵 3 5 m l n再泵入 。有 时因泵与灌料 口距离远， 操作人员配合不好而超灌 ， 故 在快灌满 时应 注意 配合 ； 有 时也会 因袋 内控 制 厚度 的 尼龙绳被拉断， 导致鼓胀， 这时应暂停泵送， 往鼓处加 载 ， 待袋 内料初凝再继续 充填。 4 4 3 模 袋块 之间接缝不密 一 般情况下 ， 相邻模袋之间采用靠接 ， 接缝下面铺 反滤无纺土工布 。如施工 不善 ， 会 出现靠接 不紧 ， 应 在 泵送前先将两块的底角靠紧并固定 ， 充料管先灌底部， 辅以调整模袋张力。如仍有缝隙， 可以小模袋灌料向 缝 中挤入 。 4 4 4 充填不饱满或者未灌入 充填不满的应打开原灌 口， 再进行补灌。未灌入 的要另开灌 口， 灌 口应放在未灌入处的中问位置。开 2 4 口不宜大， 灌后应塞入单层土工织物并加荷载， 防止 回流 。 5 结语 模 袋是高强 度尼 龙丝 织成 的双 层织 物 ， 中层 充灌 流动性 昆 凝土 ， 从而能够形成 大面积 的防渗性 能好 、 强 度高的混凝 土 防护岸 坡 。模 袋 昆 凝 土护坡 施 工简单 ， 无须围堰 ， 可水上水下直接施工 。 模 袋混凝土具有整体性好 、 耐久性 好 、 地形 适应性 强 、 施工 速度 快 、 可 以在水 下充灌 施 工等 特点 ， 该技术 在淮河 干流上 的首次 使用 取得 了 的 良好 的效 果 ， 经近 几年观测 ， 该险工段无塌岸 现象 ， 处理 效果 明显 。模袋 混凝土作为一种新型的岸坡防护工具 ， 种类多， 能满足 不 同工 程 的 需 要 ， 可 以 广 泛 地 在 淮 河 流 域 推 广 使 用。