編織布模袋混凝土護(hù)坡工程設(shè)計(jì)與施工指南

1、編織布模袋混凝土護(hù)坡技術(shù)已基本成熟， 但國內(nèi)尚無設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范。 為了更也地推廣這項(xiàng)技術(shù)， 使之規(guī)范化、正規(guī)化，在總結(jié)已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制定了本指南，在行業(yè)內(nèi)部供使用單位暫行，為今后正 式規(guī)范的制定打好基礎(chǔ)。本指南編制單位：吉林省水利實(shí)業(yè)公司本指南起草人： 陳關(guān)慶 董建偉日 期： 2002 年 5 月目錄1、總則2、編織布模袋混凝土護(hù)坡工程設(shè)計(jì)2.1 編織布模袋的類型2.2 編織布模袋混凝土護(hù)坡的反濾層2.3 護(hù)坡模袋混凝土工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容2.4 編織布模袋設(shè)計(jì)2.4.1 模袋編織布的滲透系數(shù)2.4.2 模袋編織布的強(qiáng)度2.4.3 模袋編織布的等效孔徑2.4.4 灌填后編織布模袋的縱橫向收縮

2、率2.4.5 編織布模袋的加工生產(chǎn)與定貨2.5 模袋混凝土護(hù)坡平均厚度設(shè)計(jì)2.5.1 護(hù)坡平均厚度的定義2.5.2 護(hù)坡平均厚度的確定2.6 護(hù)坡下滑穩(wěn)定分析2.7 邊界處理設(shè)計(jì)2.8 編織布模袋混凝土的強(qiáng)度和配比設(shè)計(jì)2.8.1 混凝土的強(qiáng)度要求2.8.2 混凝土的配比設(shè)計(jì)2.9 編織布模袋砼護(hù)坡的配筋設(shè)計(jì)2.9.1 設(shè)計(jì)構(gòu)造配筋2.9.2 抗冰推配筋3、編織布模袋砼護(hù)坡的施工程序和要求附錄 I ：編織布模袋砼護(hù)坡設(shè)計(jì)計(jì)算公式（一）根據(jù)初冬冰推力確定護(hù)坡的平均厚度公式（二）根據(jù)波浪要素確定護(hù)坡平均厚度（三）抗冰推配筋計(jì)算公式1總則1.1 為使水利水電護(hù)坡工程采用編織布模袋混凝土工程技術(shù)達(dá)到技術(shù)

3、先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、保 證質(zhì)量，特制定本指南。1.2 本指南內(nèi)容包括設(shè)計(jì)和施工兩部分，以設(shè)計(jì)為主，兼述施工。1.3 編織布模袋混凝土工程的設(shè)計(jì)和施工，除滿足本指南的要求外，尚應(yīng)滿足水利部其他有關(guān)規(guī)程及 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。2編織布模袋混凝土護(hù)坡工程設(shè)計(jì)2.1 編織布模袋的類型 編織布模袋有兩種類型。一種為有排水點(diǎn)型，適用于平均厚度 15 厘米以下的護(hù)坡工程。第二種為無 排水點(diǎn)型，適用于平均厚度 16 厘米以上的護(hù)坡工程。2.2 編織布模袋護(hù)坡的反濾層 編織布模袋只是一種使混凝土或砂漿按設(shè)計(jì)形狀要求成形的臨時(shí)模具，耐久性差，接縫多，不能保證 地基長期穩(wěn)定。因此，必須在下面鋪設(shè)織物濾層，以防止基土流失

4、。濾層一般采用針刺無紡?fù)凉げ?，單?重3004008/m2，對于有激烈波浪沖刷作用的水庫或航道工程，一般取 4008/m2以上的無紡布。濾層設(shè)計(jì)中的主要控制指標(biāo)是布的滲透系數(shù)和等效孔徑，根據(jù)有關(guān)織物反濾準(zhǔn)則計(jì)算確定，建議采用 希頓準(zhǔn)則。2.3 護(hù)坡模袋混凝土工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容 模袋護(hù)坡混凝土工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：模袋規(guī)格設(shè)計(jì)、護(hù)坡平均厚度設(shè)計(jì)、護(hù)坡邊界處理設(shè)計(jì)、混凝土或砂漿配比設(shè)計(jì)等內(nèi)容。2.4 編織布模袋設(shè)計(jì) 對模袋編織布的強(qiáng)度、滲透系數(shù)、等效孔徑有專門要求，模袋的尺寸規(guī)格要根據(jù)護(hù)坡混凝土的平均厚度通過計(jì)算和灌填試驗(yàn)確定。2.4.1 對編織布滲透系數(shù)的要求為了混凝土填后多余水份的及時(shí)排出，編織布的

5、滲透系數(shù)K應(yīng)滿足K=1X 10-21X 10-3cm/s之間。2.4.2 對編織布的等效孔徑要求為了防止漏水泥漿，要求等效孔徑095<d85即允許有少量水泥泌出，而不允許砂粒流出。d85為砂粒粒徑。2.4.3 對編織布的強(qiáng)度要求編織布的強(qiáng)度 T 視護(hù)坡平均厚度及小時(shí)充填高度大小而定。厚度及小時(shí)充填高度越大，模袋所承受的 壓力越大，要求編織布的抗拉強(qiáng)度越高?？梢杂孟率焦浪悖篢=By m hl h2 （1）式中：B砼或砂漿的側(cè)壓力系數(shù)，B =0.60.8Y m砼或砂漿的容重 KN/m3;砂漿 Y m=21.7KN/m3;hl護(hù)坡最大厚度（m），取平均厚度的1.51.6倍；h2小時(shí)內(nèi)護(hù)坡充填高

6、度（m） , h2=4 5m;T編織布允許抗拉強(qiáng)度（KN/m）。對于平均厚度0.15m的模袋護(hù)坡，編織布的要求強(qiáng)度大約在1000N/5cm左右（10%應(yīng)變）。2.4.4 灌填后編織布模袋的縱橫向收縮率經(jīng)試驗(yàn)和已有工程經(jīng)驗(yàn)，灌填后編織布模袋縱向收縮率約為1%橫向收縮率約為5% 12%。2.4.5 編織布模袋的加工生產(chǎn)與定貨地址：吉林省長春市東榮大路 275號，郵編： 130032，電話： 0431472333404314713361（傳真）。2.5 模袋砼護(hù)坡平均厚度設(shè)計(jì)2.5.1 護(hù)坡平均厚度的定義模袋混凝土護(hù)坡的厚度是不均勻的。有排水點(diǎn)的編織布模袋混凝土其最大厚度約為平均厚度的1.5 -1.

7、6 倍。平均厚度為灌填混凝土量除以護(hù)坡面積再乘以 0.9 收縮系數(shù)求得。廠家提供的編織布模袋允許厚 度誤差應(yīng)小于 5%。2.5.2 護(hù)坡平均厚度的確定護(hù)坡厚度是決定工程造價(jià)和安全的主要因素。護(hù)坡厚度設(shè)計(jì)主要考慮坡面自身已經(jīng)穩(wěn)定的前提下護(hù)面 的抗侵蝕能力及外力對表面結(jié)構(gòu)的破壞。外力主要指地基滲透壓力，波浪壓力和冬季冰層推力。編織布模 袋混凝土護(hù)坡厚度， 建議不小于 10厘米。 設(shè)計(jì)厚度通過結(jié)構(gòu)計(jì)算確定。 計(jì)算初冬期抗冰推向上滑動破壞厚 度h1、初冬期抗冰推剪切破壞厚度h2、非冰凍期抗波浪沖擊強(qiáng)度所需厚度h3、抗波浪浮起穩(wěn)定厚度 h4,取其中大值作為設(shè)計(jì)厚度。計(jì)算公式見附錄 1。2.6 護(hù)坡下滑穩(wěn)

8、定分析 在堤坡自身穩(wěn)定的條件下，擴(kuò)面的下滑穩(wěn)定主要取決于擴(kuò)面與土坡之間或摸袋與無紡布之間的摩擦穩(wěn)定，即滑動力和摩擦抗滑力之比。抗滑安全系數(shù)K=1.21.3。由于土工織物之間的摩擦系數(shù)較小;如編織布模袋和無紡布墊層之間的摩擦系數(shù)只有0.4 左右，靠自身摩擦穩(wěn)定系數(shù)可能不夠。在這種情況下應(yīng)結(jié)合邊界處理在頂部或下部基腳采取抗滑措施。一般情況下多 在基腳采取抗滑措施，如將基腳伸入沖刷線以下并讓護(hù)面支承在地基土，必要時(shí)還可適當(dāng)擴(kuò)大基礎(chǔ)。2.7護(hù)坡邊界處理設(shè)計(jì)為了防止模袋混凝土護(hù)坡因側(cè)翼，頂部、坡址等邊界侵蝕破壞，處理好邊界是非常重要的。上下游側(cè)向邊界（包括臨時(shí)邊界）、必須開溝，把部分模袋混凝土埋入溝中。

9、上游側(cè)溝深1545cm,下游側(cè)溝深6075cm頂溝溝深應(yīng)大于45cm上部用現(xiàn)澆混凝土板壓蓋。無紡布及濾層都要伸入溝底以防止地基破壞。底部邊界要求伸入基腳沖刷線以下0.5m。細(xì)部結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖3所示。圖i側(cè)面處理護(hù)面圖3基部邊界處理2.8模袋混凝土的強(qiáng)度和配比設(shè)計(jì)2.8.1模袋混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)機(jī)灌模袋混凝土的28天強(qiáng)度較普通試模成型混凝土28天強(qiáng)度高4030%其中1： 2水泥砂漿高40%細(xì)礫混凝土高30%非機(jī)灌模袋混凝土應(yīng)比機(jī)灌強(qiáng)度低。建議折算比按2015%考慮。由于護(hù)坡混凝土對強(qiáng)度要求不高，所以并不控制配比。而護(hù)坡混凝土的耐久性要求卻比較高。一般要快凍100次以上。寒冷地區(qū)建議按C20

10、F150考慮。2.8.2編織布模袋混凝土的配比設(shè)計(jì)根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)、參考有關(guān)資料對于h<n 厘米的護(hù)面建議用表1砂漿配合比。表1水泥和砂比率(C/S)水灰比(W/C)流動值(秒)單位質(zhì)量(kg/m 3)備注水泥砂水1:3.00.720 ± 24611383323細(xì)度模數(shù)FM=2.8引氣減水劑對于>15cm的編織布模袋護(hù)坡灌填料建議采用表2細(xì)礫混凝土配比表2H (cm)Dnax (mm)坍落度(cm)含氣率()水灰比砂率水泥kg/m3砂 kg/m3礫 kg/m3水 kg/m3引氣減水劑151523 ± 2350.65 r0.65382938637249木鈣3%o2

11、.9編織布模袋混凝土護(hù)面的配筋設(shè)計(jì)2.9.1構(gòu)造配筋為保證模袋混凝土護(hù)面在地基不均勻凍脹、不均衡沉陷及溫度收縮等產(chǎn)生的裂縫條件下仍能正常地工作，建議每列模袋混凝土中配置一根中©12鋼筋、并保證施工到位292抗冰推配筋.一當(dāng)計(jì)算抗凍推厚度I'-l大于工程最小構(gòu)造厚度-時(shí)，為降低工程造價(jià)，可考慮水下護(hù)坡和水上護(hù)坡連成整體參加抗推。冰下抗滑段的護(hù)坡高度 H2可由附錄I公式（6）計(jì)算，相應(yīng)的錨固力 F可按附錄I公式（7）計(jì)算。由F 值即可按受拉件計(jì)算所需鋼筋量。如果按©12構(gòu)造配筋已滿足要求，則不必另加鋼筋。3編織布模袋混凝土護(hù)坡施工程序和要求1）按設(shè)計(jì)要求平整坡面，填坑削

12、坡、填方坡面要壓實(shí)；2）放線定位、挖好邊界處理溝槽；3）檢查各種材料是否符合技術(shù)要求；4）施工機(jī)械：普通砂漿攪拌機(jī)、電源、灌料口準(zhǔn)備就位；5）反濾土工布鋪設(shè)，塊與塊之間搭接長度按設(shè)計(jì)要求。沿水流方向上游塊壓住下游塊，沿坡面方向下塊壓住上塊。塊面上的過濾布用8#鉛線制作的門形釘固定在坡面上，釘長30厘米，防止人走風(fēng)刮移位；6）按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)模袋并把焊有架立筋的鋼筋插入模袋：7）按要求攪拌砂漿或細(xì)礫混凝土、灌填模袋、控制灌填速度，每小時(shí)高度小于5m作好模袋灌填排氣工作。保證鋼筋就位；8）作好封口處理；9）移動攪拌灌填下一片模袋；10）按要求取試樣成型；11）按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行頂、腳及側(cè)端邊界處理工程施

13、工；12）養(yǎng)護(hù)7天；13）28天抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和現(xiàn)場模袋混凝土無損抗壓強(qiáng)度檢測。作好資料記載和質(zhì)量評定。14）作好施工驗(yàn)收準(zhǔn)備。作好灌填最大厚度、平均厚度、抗壓、抗凍強(qiáng)度指標(biāo)統(tǒng)計(jì)。附錄I編織布模袋混凝土護(hù)坡設(shè)計(jì)計(jì)算公式（一）根據(jù)初冬冰推力確定護(hù)坡的平均厚度公式冰推力的作用可以造成護(hù)面沿坡面上滑破壞，也可以將部分護(hù)面推入地基， 使護(hù)面產(chǎn)生水平剪切破壞，結(jié)構(gòu)與荷載示意圖見圖1。圖1結(jié)構(gòu)與荷載示意圖為防止上滑破壞，護(hù)面抗滑力應(yīng)大于水平冰推力沿坡面向上的分力，為安全計(jì)算不考慮模袋混凝土抗冉=(w j J V l3-raifi)顯式:為防止第二類破壞，應(yīng)以下式校該剪切破壞條件。即自重和冰推力的合力應(yīng)小于地

14、基耐壓力；以 :示，就Al > 2Br-+Ti+JiM式中地基許可耐壓力（KN/m2）;其他符號同前。上述計(jì)算中，靜冰壓力 P和冰層厚度t按初冬期（11月中旬12月中旬）考慮。此時(shí)冰層已經(jīng)形成， 氣溫變化激烈，地基土尚未凍結(jié)牢固，護(hù)坡緊易滑動。冰層厚度小于40cm相應(yīng)冰壓力強(qiáng)度按150KN/m2取值，一般情況下考慮 C2=Q（二）根據(jù)波浪要素確定護(hù)破平均厚度模袋混凝土護(hù)面是一種整體性較好的板式護(hù)面。護(hù)面下沒有排水層，只有織物濾層，其瞬時(shí)排水能力較弱；護(hù)面上雖然設(shè)有許多排水孔，計(jì)算中按沒有排水孔的混凝土板考慮。波浪作用下按強(qiáng)度和穩(wěn)定兩種情況計(jì)算所需厚度。波浪對護(hù)面的作用力包括波峰撞擊護(hù)面的

15、正壓力和 波谷對護(hù)面底面形成的浮托力分別對面板產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。根據(jù)應(yīng)力的大小即可確定護(hù)面的厚度。一般情 況下波浪撞擊護(hù)面所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是不大的，不足以控制面板厚度。而瞬時(shí)浮托力所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力相 對較大，同時(shí)可能引起面板浮動。浮托力產(chǎn)生的危險(xiǎn)平衡力系如圖 2所示。*圖2浮托力產(chǎn)生的危險(xiǎn)平衡力系圖圖中H。為設(shè)計(jì)波高，C點(diǎn)為波谷最低點(diǎn)，令 q=rHo/2 , C點(diǎn)以上波面上沒有水體，只有混凝土自重; 自重產(chǎn)生的法向壓力為Y mhcosa。根據(jù)平衡關(guān)系列出 C點(diǎn)的力距方程：m-尸”扁牛右我*牛£門*皿：問塵13 k設(shè)計(jì)中考慮混凝土在 C點(diǎn)不產(chǎn)生拉應(yīng)力，即mc=0,于是有l(wèi) + z

16、7;式中h護(hù)面平均厚度（m）Y水容重（kN/m3）Y m混凝土容重（kN/m3）m坡比系數(shù)Ho設(shè)計(jì)波咼（m）當(dāng) m=2.5、Y m=2.1，Y =1 時(shí)有:h=0.058H為防止面板浮動而必須的平兀 土 0 Q7CMt丟可采用蘇聯(lián)規(guī)范CH288-64建議的公式計(jì)算:4）式中L 波長（m）;B垂直于水面線的護(hù)面板邊長 （m）;m坡比系數(shù)， m=cota，m=2 5;C面板系數(shù)，對整體大塊混凝土板護(hù)面C=1,考慮有排水點(diǎn)的護(hù)面取 C=1.5 ;Y m護(hù)面板的容重；Y水酶容重。（三）抗冰推配筋計(jì)算公式當(dāng)h大于構(gòu)造厚度時(shí)，可在護(hù)面中插入鋼筋，讓部分冰下護(hù)面和冰上護(hù)面連成整體，參加抗滑，以便減小護(hù)面厚度。設(shè)增加的冰下抗滑高度為H2,這部分護(hù)面的抗滑可以浮容重ym-Y，水下摩擦系數(shù)f2，水下凝聚系數(shù)C2表示，這時(shí)公式有:設(shè)hmin為構(gòu)造最小厚度，在已知 hmin而求冰下抗滑段的高度 H2時(shí)，可用下式:精品