水库大坝工程建设中的常用护坡施工方法分析_康青建.pdf

引言水库大坝是保证水电工程安全稳定运行的重要设施，为保证其运行的稳定性与安全性，有必要针对水库大坝护坡施工展开深入研究，并提出合理的技术手段。现阶段，我国针对水库大坝工程建设中护坡施工的研究日趋体系化，本文结合某水库大坝上游护坡工程实例提出模袋混凝土护坡技术，该技术具有稳定性好、适应性强等优势，可以发挥良好的护坡效果。在此基础上辅以生态绿化护坡施工技术，进而在保证护坡技术可靠性与高效性的同时发挥生态效应。2工程概况甘肃某水库正常水面约28.73 km2（4.31万亩），总库容8.17亿m3，作为大型水库具有防洪、灌溉、发电、供水等多功能。水库大坝周边地质情况复杂，对上游护坡受力情况造成影响，为保证大坝的安全性与稳定性，有必要针对护坡采取一定的防护措施。施工人员在完成现场勘察后，基于现场实际条件展开技术可行性论证，进而引入模袋混凝土护坡技术及生态绿化护坡施工技术。3水库大坝工程护坡施工技术实施3.1模袋混凝土护坡技术3.1.1概述模袋混凝土技术是一种新型混凝土浇筑技术，通过模袋模具将水泥砂浆或混凝土形成一定强度的板状结构，进而应用于施工中。模袋内部包括吊筋袋，通过控制吊筋绳可对水泥砂浆或混凝土厚度进行有效控制。模袋混凝土技术具有适应性强、耐久性强、成本投入少等优势，因此，可有效应用于水库大坝上游护坡工程中。目前，市面上的模袋材料类型多样，包括丙纶、涤纶等，根据材质及工艺差异，可将模袋分为简易模袋和机织模袋，二者的特性对比见表1。表 1简易模袋和机织模袋特性对比对比内容机织模袋简易模袋材料灌填方式灌填材料反滤功能丙纶长丝织物、涤纶机泵细砾混凝土、砂浆带反滤点聚丙烯编织物人工自流灌填砂浆非织造土工织物过滤层结合工程实际情况，在两种模袋对比后，选用机织模袋，【作者简介】康青建（1972），男，甘肃榆中人，高级工程师，从事水利水电工程研究。水库大坝工程建设中的常用护坡施工方法分析Analysis of Common Slope Protection Construction Methodsin Reservoir Dam Engineering Construction康青建（甘肃水利工程地质建设有限责任公司，兰州 730000）KANG Qing-jian(Gansu Water Conservancy Engineering Geology Construction Co.Ltd.,Lanzhou 730000,China)【摘要】以甘肃某水库大坝上游护坡工程为例，针对其周边复杂地质结构对受力的影响，提出模袋混凝土护坡技术及生态绿化护坡施工技术，解决了当前大坝边坡存在的稳定性较弱问题，实现了整体施工质量的提升。【Abstract】Taking the upstream slope protection project of a reservoir dam in Gansu as an example,in view of the influence of complexgeological structure around it on the stress,this paper puts forward the formwork bag concrete slope protection technology and ecologicalgreening slope protection construction technology,which solves the problem of weak stability of the current dam slope and realizes the im-provement of the overall construction quality.【关键词】水库大坝；护坡施工；模袋混凝土；生态绿化护坡【Keywords】water and soil dam;slope protection construction;mould bag concrete;ecological greening slope protection【中图分类号】TV861【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）06-0193-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.059Construction Technology工程施工技术193Construction&DesignForProject工程建设与设计其具有更强的使用性能及耐腐蚀性，更好地满足工程强度需求，其主要技术性能参数见表2。表 2机织模袋主要技术性能参数技术参数数值标准断裂强度/（kN/m）断裂强度/（kN/m）伸长率/%CNR 顶破强度/kN垂直渗透系数/（cm/s）等效孔径（90 mm）/m经纬向撕破力/kN100经向100，纬向70经向35，纬向3010.5（510）10-6（0.55）10-41.43.1.2模袋混凝土勘测在正式进行模袋混凝土施工前，施工人员需要先对工程现场进行勘测，即根据施工图及坐标点开展实地勘测，核对勘测数据，保证其与现场实际情况相符，同时在水库大坝周围设置导线，为后续施工中的平面、断面控制提供参考1。在施工过程中，施工人员还需要对导线进行动态把控与定期校核，避免其受到现场外界因素的影响降低准确度。3.1.3模袋混凝土厚度计算与设置水库大坝上游护坡在水流冲刷及复杂地质受力作用下导致稳定性降低，因此，引入模袋混凝土技术对其进行除险固坡处理2。在此之前，需要先进行混凝土护坡厚度计算，遵循SL2742020碾压式土石坝设计规范，在坝坡坡度系数m=25条件下，可根据式（1）完成对模袋混凝土面板板厚度t的计算：t=0.07hpLmbwc-wm2+1m（1）式中，为面板系数，其取值应根据具体的面板应用情况而定，如整体式护面板与装配式护面板的取值分别为1.0与1.1；hp为1%累计频率条件下的浪高，m；Lm为同等条件下的波 浪 长 度，m；b为 大 坝 边 坡 面 板 长 度，m；c为 面 板 密 度，kg/m3；w为水密度，kg/m3；m为坡度系数。通过公式计算得出大坝护坡面板厚度最大值取0.179 m，上游护坡现浇混凝土厚度为0.2 m，综合水库死水位209.37 m及护坡坡脚深度为12 m等条件，确定大坝上游护坡底高程为207 m。207210 m高程采用模袋混凝土技术，在实际施工过程中可根据水位的实时变化情况进行调整。3.1.4模袋混凝土设计要点首先是抗滑稳定性计算，依据SL 2742020碾压式土石坝设计规范进行抗滑稳定安全系数计算，公式为：Kcs=（L2+L1cos）fcssin（2）式中，Kcs为抗滑稳定安全系数；fcs为摩擦系数；为坝坡坡度；L1为坡面长度，L2为下部护坡长度，m。施工人员需要通过计算保证模袋混凝土抗滑稳定性满足工程要求。为提升技术实施稳定性与安全性，可通过压顶混凝土连接模袋混凝土底脚与坝脚，具体施工形式如图1所示。正式施工前，需要对水库大坝上游坡面进行调整，在保证其坡比达13后才可进行后续施工；施工人员应对大坝上游坡面进行夯实，保证坡面平整度0.1 m，压实度0.95。3.1.5模袋混凝土技术施工1）模袋制作。在进行水库大坝护坡施工之前，需要先根据现场实际情况确定模袋尺寸并制作，保证对施工图纸、现场地形地势、施工设计标准等进行综合考量，确定尺寸后由生产厂家进行定制。在此过程中，应注意模袋总长度需要大于设计护坡长度，并对伸缩率进行优化设计以保证模袋留有一定余量。图 1大坝上游坝面压顶混凝土施工（单位：mm）C25 混凝土护坡厚 200反滤袋原有混凝土护坡保留土方填筑反滤袋C25 混凝土挡墙209.500原有混凝土护坡保留土方填筑210.700210.200压顶 C25 混凝土21.0001 000700C20 模袋混凝土，厚 200209.570（死水位）208.100C20 模袋混凝土，厚 200207.000原干砌石护坡（维持）C25 混凝土护坡厚 200混合砂垫层厚 20075PVC 排水管 3 m3 m75PVC 排水管 3 m3 m12.82110.41112.82113194模袋制作期间需要将质量300 g/m2、宽1.6 m的土工布固定在模袋下方，保证土工布与模袋长度相等。2）模袋安装。模袋定制过程中会在上方留有管套，安装时可将直径100 mm的钢管穿入其中，按工程需求控制模袋形状。在模袋安装前，需先进行质量检查，保证合格证书及检测报告等文件齐全，在保证抽检合格的基础上才可进入施工现场。3）模袋混凝土灌注。模袋混凝土灌注的流程主要包括：（1）按要求严格控制混凝土的配合比，确保其强度满足水库大坝护坡施工要求；（2）模袋混凝土灌注应按照先下后上、先左右后中间的顺序有序进行，避免出现移位及偏差，混凝土灌注前需将模袋的水上部分浸湿，保证混凝土喷射管插入模袋深度在30 cm以上，灌注工作应按顺序依次进行，并及时对模袋位置进行调整；（3）混凝土灌注速度应控制在1015 m3/h，混凝土泵压力应控制在0.20.3 MPa，需注意，模袋混凝土即将灌满时应先暂停510 min，析出水泡后再继续进行；（4）施工人员需要检查模袋与混凝土软管的连接情况，保证坡顶固定桩的稳定性，避免在混凝土灌注期间出现模袋移位情况；（5）灌注过程中应避免粒径过大的骨料进入泵管中造成堵塞，同时应最大限度保证操作的连续性，若必须暂停灌注，其时长应控制在20 min以内；（6）完成混凝土灌注后，施工人员需要对边坡进行压实处理，确保模袋混凝土达到相应的稳定性要求。4）灌注养护。在完成模袋混凝土灌注后需进行相应的检测工作，具体包括：顶部宽度偏差应在20 mm以内；顶部与底部的高程偏差应控制在-2040 mm；坡面平整度应在5 cm以内；模袋混凝土厚度偏差应在-5%8%。待混凝土初凝后需进行养护工作，养护时长应在7 d以上。3.1.6模袋混凝土技术质量控制为保证模袋混凝土技术的稳定实施，施工期间还应采取一定的质量控制措施。1）在正式施工前，施工人员可先选择一段试验地段，通过试验施工不仅可保证施工设计的科学性和合理性，还可明确相应施工设计条件下的各项参数。2）施工人员应做好模袋质量控制工作，保证其规格、强度等满足要求，避免因模袋质量缺陷对施工效果造成影响。若模袋出现轻微破损可以进行缝合处理，缝合距离在0.8 cm以内，宽度在5 cm以上。3）应加强边坡质量控制，将坡基、坡比较设计值偏差控制在5%以内。边坡质量控制应对水上及水下部分采取针对性措施，水上部分进行填土压实，保证与原结构连接的紧密性；水下部分去除杂物，避免对模袋造成损坏，对于凹陷部分可采用填充物进行填充处理。3.2生态绿化护坡施工技术为发挥项目的生态效益，工程引入生态绿化护坡施工技术，通过在水库大坝边坡上进行人工种草起到坡面固化效果。为提升护坡效果，需根据地形条件及气候特点等选择合适的草种类型，按季节规律撒播，以提升其成活率。通过人工种草可充分发挥护坡施工的生态性特点，在起到护坡固坡作用的同时降低水土流失概率。本项目采用香根草作为种植草种，具有抗拉强度高、耐旱涝性强、成长周期短等优势，进而可达到良好的大坝护坡效果。与此同时，还可采用铺设生态袋，并采用铺挂柔性防护网进行加固，起到边坡绿化及硬质护坡的效果（见图2）3。图 2水库大坝边坡生态袋铺设4结语综上所述，水库大坝作为水利工程的重要组成部分，其安全性与稳定性对水利工程质量及使用情况具有直接影响，因此，有必要采取护坡技术来保证大坝坡面的稳定性。本文对甘肃某水库大坝上游护坡工程实际情况进行研究，将模袋混凝土技术引入工程中，该技术具有省时省力、耐久性强、成本投入少等优势。模袋混凝土技术需进行模袋制作、模袋安装、混凝土灌注及养护等，同时还应做好相应的质量控制。根据工程项目需求，引入生态绿化护坡施工技术，通过铺设生态袋等措施起到护坡作用，并发挥项目的生态效益。【参考文献】1任恒谊,马新涌.棘洪滩水库改造工程大坝护坡复核与加固方案选择J.水电站机电技术,2022,45(2):113-115,124.2赖先华.江西九江马头水库大坝坝坡稳定性分析及加固设计J.陕西水利,2021(1):176-177,181.3宁杨,阮正,向晶.水库大坝坝后生态护坡植被恢复设计初探J.水利科学与寒区工程,2020,3(3):128-131.【收稿日期】2023-02-21Construction Technology工程施工技术195