围堰模袋混凝土护坡施工技术方案

都柳江大融航电枢纽工程土建施工及金属结构安装Ⅰ标一期围堰模袋混凝土护坡施工技术方案批准：日期：审核：日期：编制：日期：中国葛洲坝集团股份有限公司都柳江大融航电枢纽工程施工项目部二O一三年五月十五日一期围堰模袋混凝土护坡施工技术方案一、工程概况1、概述-----------------枢纽工程为Ⅲ中型工程，水工主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，相应的施工导流建筑物级别为5级。一期上下游围堰为粘土心墙过水围堰，上游围堰堰顶高程196.80m，下游围堰堰顶高程为196.00m，围堰顶宽7.0m。心墙宽3.0m，坡比1:0.3；心墙两侧为石渣，石渣坡比1:2.0，设计外侧坡脚用1.0m厚块石护面，内侧坡脚采用1.0m厚的钢筋石笼护面，围堰顶部采用1.0m厚M7.5浆砌石护面。2013年1月20日召开《2013年施工进度计划讨论会》，会上提出一期围堰坡面防护调整方案——30cm厚模袋混凝土护面，并分别从工程造价、施工工期、防护功能，过水后堰体破坏情况、过水后基坑清理难易以及后期拆除等多方面进行对比分析。根据会议要求，特编制模袋混凝土施工技术方案。（1）从工程造价上对比分析一期围堰护面工程量及工程造价主要特性详见表一。表一一期围堰护面主要特性表序号项目名称单价(元)单位工程量合计(元)备注1钢筋石笼475.89m³31491498577.61合同价2块石护面70.9m³122186568.9合同价3M7.5浆砌石165.5m³4086676233合同价430cm厚模袋混凝土330.0m²68542299374估算价采用钢筋笼、块石护面和浆砌块石护面总造价为2261379.51元，采用30cm模袋混凝土护面总造价约为2299374元（根据市场价估算），两者相比较工程造价仅仅相差37994.49元，造价基本相同。（2）防护功能比较模袋混凝土技术是我国上世纪80年代初从国外引进的一项现浇混凝土技术，使用织物模袋做软模具，通过混凝土泵充灌混凝土进模袋成型，起到护坡、护底、防渗等作用。模袋混凝土具有整体性好、可以在水下施工等特点，广泛应用于道路、河渠、海堤、港湾等工程上，通过对厚度的验算，采用30cm厚的模袋混凝土，防护功能可以等效于块石与钢筋石笼护坡工程，而且模袋混凝土的抗渗性能良好。（3）施工工期对比分析一期围堰护面施工特点：场地狭小，施工干扰大，施工道路布置需要统筹考虑块石堆放场地、钢筋笼堆放场地和吊车吊转场地；工程量大，工期紧，对劳力资源要求高，钢筋笼制作需要大量熟练钢筋工、电焊工，块石砌筑需要大量熟练工人。根据以往类似工程的施工经验，结合本工程的护面强度，钢筋笼、块石和浆砌块石护面施工至少需要90天。采用模袋混凝土护面，施工工艺简单，主要采用机械施工。根据以往类似工程的施工经验，从模袋加工制作、模袋摊铺到混凝土浇筑，20天就能完成一期上下围堰模袋混凝土护面。通过工期比较，实施模袋混凝土防护具有非常大的工期优越性。（4）过水后清理及拆除难易分析汛期围堰过水后携带的泥沙的杂物将在坡面和基坑内沉积，而钢筋笼护脚表面平整度差，若采用人工清理，工程量大，采用反铲等机械设备清理，势必破坏护脚结构完整。模袋混凝土护坡表面平整光滑，坡面和基坑内的沉积物可采用高压水枪冲洗，将泥沙汇集至坡面外再采用机械设备清理。后期围堰拆除，钢筋笼不便于直接采用反铲挖除，而模袋混凝土可直接采用反铲连同堰体一次挖除。2、模袋混凝土施工特点模袋是指用高强化纤织物做成袋状的一种特殊土工合成材料，相当传统浇筑混凝土时使用的模板，模袋混凝土是在需要浇筑混凝土的部位摊铺模袋，向模袋内灌注混凝土，成形后不拆除模袋。模袋混凝土护面是借灌注混凝土后的自重和模袋混凝土成型后与坡面的摩擦力使边坡稳定。灌注模袋的混凝土拌和物必须具有一定的流动性，使混凝土拌和物顺利充灌到模袋各个部位。由于模袋自身具有透水性，加上充灌时的压力，使混凝土的部分水分被挤压而流出模袋外，从而降低混凝土的水灰比，加速凝结硬化，获得高密实度和高强度混凝土。3、施工目标控制质量目标：单元工程合格率100%，优良率≥90％。安全目标：模袋混凝土施工期间确保双零（即：零工伤和零事故）目标。进度目标：精心组织、合理安排，确保导流施工顺利完成。二、编制依据1、---------------枢纽工程土建施工及金属结构安装Ⅰ标施工招标文件及合同（合同编号：DLJ-DR-SG-01）；2、《水工混凝土钢筋施工规范》DL/T5169-2002；3、《一期工程施工导流施工图》45211S-142-001；4、《水利水电工程施工手册》——混凝土工程；5、2013年度施工进度调整计划。三、主要施工方法1、模袋护坡混凝土设计一期上、下游围堰为粘土心墙过水围堰，围堰顶宽7m。心墙顶宽3m，坡比1:0.3；粘土两侧为石渣，石渣坡比1:2.0，一期上游围堰堰顶高程196.80m，一期下游围堰堰顶高程196.00m，一期围堰形体不做调整。围堰表面全断面防护采用模袋混凝土，模袋混凝土设计厚度为30cm，混凝土为C25一级配。围堰迎水面护脚模袋混凝土设计宽度5m，背水面设计宽度3.0m。为防止模袋混凝土护坡坡址因水流冲蚀破坏，在迎水面坡址处开槽，将模袋混凝土埋入槽内。开槽设计详见附图。2、施工流程3、混凝土配合比（1）与普通混凝土的区别a、水泥浆量大。由于泵送和填充模袋的要求，需要混凝土拌合物流动性大，而不产生泌水和离析，因此模袋混凝土的水泥浆量要大，一般占混凝土总量的30%左右。b、砂率大。在砂率的选择上，普通混凝土的砂率是根据水灰比、石子的最大粒径和级配来决定，而模袋混凝土的砂率是根据施工流动性和混凝土拌和物填充模袋的难易程度来决定。由于混凝土流动性大，砂率对拌和物的和易性影响较测量、整平模袋设计、加工砼配合比试验铺设模袋砼拌制模袋砼灌注质量检测大，砂率不当，容易产生泌水和石子离析。按一般大流动性混凝土的砂率，虽然能满足泵送施工的需要，但填充模袋会出现困难。因此，砂率不仅要满足泵送的要求，还要满足填充模袋的要求。另外，较大的砂率会使混凝土强度下降，所以选择砂率时要考查混凝土强度，一般模袋混凝土的砂率在50%左右。c、石子粒径小。石子最大粒径是根据模袋混凝土的厚度来决定的，一般30cm厚的混凝土，最大粒径选择20mm为宜，石子过大不宜充灌模袋。d、掺入粉煤灰。模袋混凝土拌合物需要较多的胶凝材料，全部用水泥势必造成浪费，必须要掺用一定量的粉煤灰。既可以增加混凝土拌合物的流动性，同时还可以替代一部分水泥，节约成本。e、掺入混凝土高效减水剂或泵送剂。掺入外加剂后可减少用水量，节约部分水泥，同时增加和易性。（2）配合比选择根据以往施工经验，模袋混凝土各种材料用量比为：C0=391kg/m³,W0=2430kg/m³,S0=826kg/m³,G0=918kg/m³,F0=65kg/m³。4、坡面整形一期上下游围堰填筑完成，采用CAT324D型反铲按设计坡比1:2.0进行边坡整平，整平高差不大于10cm，局部采用人工整平。对于坡面凹坑和原河床不平整处，采用砂砾石料回填并压实，确保坡面平滑。然后对岸坡进行地形测量，根据测量的结果确定模袋混凝土分块和每块模袋的长度，并按顺序编号。5、模袋设计加工一期围堰模袋混凝土均在干地施工，采用无排水点混凝土-CX型模袋，具有结构简单易充填，护坡厚度是影响工程安全和造价的主要因素，对本工程而言，主要复围堰过水的条件下对护坡结构的破坏的可能性。参照SL/T225-98水利水电工程土工合成材料应用技术规范规定，一般可由按下式进行平均厚度计算：mmRwRcRwLrLwcHwh23107.0式中：c----面板系数，大块砼护面，c=1m----坡比Rc----砼的有效容重（kN/m3）Rw----水的容重（kN/m3）Hw----设计波高（m）Lw----设计波长（m）Lr----垂直于水边线的护坡长度设计中取c=1，Rc=25kN/m3，Rw=10kN/m3，Hw=5.2m，Lw=7m，m=1.5，Lr=12.6m，计算得h=0.24m。根据计算结果，参照国内其它防波堤的护面厚度，同时考虑工程设计和建设中的诸多不确定因素，取安全系数为1.25，最终确定模袋砼护面厚度取为30cm。根据现场实际情况，除围堰两端衔接处呈梯形或三角形外，均采用长方形，按横向划分，拟每4.0m为一块，长度方向根据现场实际情况确定。块与块之间不相同，考虑到模袋充灌会产生“收缩”，所以模袋加工制作应比设计略大，一般考虑增加1%~2%，设计厚度30±1cm，由模袋内拉筋控制，拉点间距为20cm×20cm。混凝土灌注口高50cm，长度方向每4.0m布置一个，呈梅花型布置。灌注口缝制后与模袋整体平齐，防止灌注时混凝土冒出袋外。模袋加工完成标识模袋混凝土分块编号及铺位朝向。6、检查、铺设、固定、搭接模袋：①检查模袋：采购专业生产厂家的模袋产品后，模袋进场要逐批检查产品出厂合格证和试验报告，质量必须符合设计要求，模袋混凝土灌注口按设计要求制定。模袋铺设前,要按施工编号进行详细检查,看有无孔洞,缺经、缺纬、蛛网、跳花等缺陷,检查完后,模袋铺平、卷紧、扎牢,按编号顺序运至铺设现场。打模袋要检查搭接布、充灌袖口和穿管布等是否缝制有误,是否破坏。如果正常,则进行相邻模袋布的缝接，穿直径10cm钢管于模袋穿管孔中。如果发现异常情况则要尽快解决。②铺设模袋：铺设模袋必须预留横向(顺水流方向)收缩量，余量宜通过试验确定，一般地讲余量按6%的紧缩率预留。模袋铺设时，将模袋所有注入口扎紧，并将模袋卷紧，利用人力自上而下顺坡将模袋滚铺，随铺随插锚固桩。按照测量放样的位置，将模袋准确定位。铺设过程中，严格控制铺设质量，基本达到“平”、“正”、“足”的要求。③固定模袋：为了防止模袋顺坡下滑,在坡顶模袋上缘封顶混凝土沟槽以外适当设置定位桩。定位桩的间距视坡长、坡度、模袋厚度等条件而定。通常是在模袋布的小单元分界面打设一个定位桩,用尼龙绳将穿入模袋穿管孔中的钢管系牢,另一端通过拉紧装置与定位桩相连。坡面采用钢筋锚固坡面的方式，间距进行试验确定。④模袋搭接:模袋布铺设方向可从上游向下游,后一单元模袋布铺设时应将相邻前一块模袋的搭接布平整地放在下面,布与布间用手提缝纫机缝制在一起，以保证整片模袋的完整性。因坡面较长,模袋需前后搭接,前后搭接就在坡面上进行，由人工缝联，模袋左右搭接是待左右模袋铺设好之后由人工缝联。7、混凝土灌注混凝土拌和站设置在渠道中间部位现已形成的骨料场附近，混凝土泵布置在需要浇筑砼的渠道伴渠路路顶，从拌和机口经搅拌车运输送入混凝土泵机口然后直接泵压送至灌注口，必须及时摊铺模袋后使混凝土连续注入。①充灌混凝土遵循“四先原则”：即先下后上，先左右后中间，先上游后下游，先标准断面后异形断面，防止模袋在充灌过程产生偏移和移位。②冲灌方法和程序：模袋混凝土充灌是整个施工过程的关键工序,须高度重视、严格要求,施工前应对动力设备进行检查,对施工部位操作方法、质量要求、安全要求及劳动组织进行统筹考虑,施工过程采用如下充灌方法和程序:1)用混凝土冲灌前用清水冲洗、润滑管路；同时派专人向模袋内注水，润滑模袋壁，以利于混凝土的流淌。2)泵送1∶2水泥砂浆约1.0m³,进一步润滑管路,模袋灌浆口与输送泵的橡胶软管连接插入深度不少于30cm，并绑扎紧密，同时检查管路接头是否严密,防止水泥浆泄漏。3)在模袋铺开后经检查无误可以启动搅拌机，按设计配合比投入水、水泥、砂石进行搅拌；拌制的混凝土须具有良好的和易性，确保混凝土泵输送顺利。搅拌好的砼应做坍落度试验，砼坍落度要严格控制在23±2cm范围内，混凝土搅拌均匀检验合格后，通过混凝土泵逐条注入模袋内，灌注压力不小于0.4Mpa。4)模袋充填自下而上，按左、右、中灌入孔次序充填，为防止一次充灌不满，在每个模袋单元设4个灌口的基础上加设2个备灌口，若一次充灌不满，打开备灌口再充。模袋内灌注砼后，底面两侧必须是紧贴坡面，不能有跷起现象。在灌注过程中，如发现混凝土灌注流淌不畅，施工人员用自制的导流棍，轻轻触动模袋壁，使其顺利流淌，切不可用工具或派人员