土工模袋在工程中的應(yīng)用

1、土工模袋在工程中的應(yīng)用土工模袋在工程中的應(yīng)用1 土工模袋基本情況簡介土工模袋在工程中的應(yīng)用土工模袋是利用一種雙層聚合化纖合成材料制成的連續(xù)（或單獨） 的袋狀產(chǎn)品。 土工合成材料應(yīng)用于工程是近二十年發(fā)展起來的一門新技術(shù)，七十年代末引進我國并研制使用。模袋混凝土是通過用高壓泵把混凝土或水泥砂漿灌入模袋中，混凝土或水泥砂漿的厚度通過袋內(nèi)吊筋袋、吊筋繩（聚合物如尼龍等）的長度來控制，混凝土或水泥砂漿固結(jié)后形成具有一定強度的板狀結(jié)構(gòu)或其它狀結(jié)構(gòu)，能滿足工程的需要。土工模袋作為一種新型的建筑材料，可廣泛用于江、河、湖、海的堤壩護坡、護岸、港灣、碼頭等防護工程。具有如下優(yōu)點：土工模袋在工程中的應(yīng)用（ 1）土

2、工模袋施工采用一次噴灌成型，施工簡便、速度快；（ 2）土工模袋能適應(yīng)各種復(fù)雜地形，特別在深水護岸、護底等不需填筑圍堰，可直接水下施工，機械化程度高，所護坡面面積大、整體性強、穩(wěn)定性好，使用壽命長；（ 3）土工模袋具有一定的透水性，在混凝土或水泥砂漿灌入以后，多余的水分通過織物空隙滲出，可以迅速降低水灰比，加快混凝土的凝固速度，增加混凝土的抗壓強度。2 土工模袋的類型土工模袋根據(jù)其材質(zhì)及加工工藝的不同，分為機制模袋和簡易模袋兩大類。其中機制模袋按其有無反濾排水點和充脹后的形狀可分為五種類型。各種類型模袋的厚度范圍及主要用途見表 1 ：表 1 模袋的類型及應(yīng)用3 土工模袋護坡在工程中的應(yīng)用3.1

3、問題的提出2000 年 4 月 13 14 日，東深供水流域石馬河中上游的深圳及東莞地區(qū)連降暴雨，石馬河河水驟漲，14 日，距東江約200m 處的太園抽水站反虹涵涵管處的新開河水位為6.0m，而此時的東江水位僅為1.05m ，兩者水頭差約4.95m 。巨大的下瀉流量和水頭差致使新開河反虹涵下游200m 范圍河床遭受嚴(yán)重的沖刷破壞，在反虹涵涵管至交通橋之間的兩岸東江大堤出現(xiàn)不同程度的崩塌。險情威脅到新開河反虹涵、東江大堤以及兩岸交通橋的安全。新開河反虹涵是東深供水的必經(jīng)之道，一旦失事， 東深供水將全線癱瘓，后果不堪設(shè)想。2001 年 3 月廣東粵港供水有限公司投資興建新開河河口應(yīng)急防護工程，對新

4、開河反虹涵上土工模袋在工程中的應(yīng)用下游河道及兩岸進行防護并在河口興建消力池。由于河道常年有水，兩岸局部護坡工程存在水下施工的問題， 故我們決定對1.0m 高程以下的部分護坡及護腳采用土工模袋混凝土保護。3.2 土工模袋護坡的參數(shù)設(shè)計根據(jù)工程的性質(zhì)、防護目的、地形條件、 水文地質(zhì)、 水流條件以及工程的重要性等綜合考慮選用模袋的類型，本工程選用無反濾排水點模袋（ NF 型），其基本參數(shù)設(shè)計包括：模袋厚度確定、邊坡穩(wěn)定分析、排滲考慮及抗滑措施等。下面結(jié)合工程實際逐一分析：3.2.1模袋厚度確定土工模袋的厚度應(yīng)能抵抗在水下漂浮和抵抗冬季坡前水體凍脹水平力，由于本工程地處亞熱帶，附近博羅站多年平均氣溫2

5、1.9 ，故本工程無須考慮抗冰推所需要的模袋厚度?？蛊∷韬穸劝词剑? ）估算：式中： c 面板系數(shù)，大塊混凝土護面，c 1，護面上有濾水點，c 15； w、 w 波浪高度與長度，m； r 垂直于水邊線的護面長度，m； m 坡角 a 的余切； c 砂漿或混凝土有效容重，KN/m3 ； w水容重， KN/m3 。本工程模袋護坡采用的是無濾水點、來填材料為混凝土模袋，因工程安全性高，模袋設(shè)計厚度為40cm ，而按式（ 1）計算出的 40cm ，故本工程選擇的模袋厚度滿足抗漂浮要求。3.2.2模袋抗滑穩(wěn)定分析模袋在充灌滿混凝土后，由于自重產(chǎn)生下滑力，特別是袋內(nèi)混凝土未固化時，下滑的可能性最大， 因

6、此要驗算模袋與護坡面之間的摩擦力是否大于自重產(chǎn)生的下滑力，并滿足一定的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)可按式（2 ）計算，在這里未考慮坡頂（水平段）的摩擦阻力和采取的抗滑措施。土工模袋在工程中的應(yīng)用式中： 2 、 3 模袋長度， m；坡角（ ）； cs 模袋與坡面間摩擦系數(shù)，應(yīng)由試驗測定，無試驗資料時，可采用cs=0.5 ； s 安全系數(shù)，應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)SDJ218-84 的規(guī)定。根據(jù)公式（ 2 ）的計算，新開河模袋護坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求。3.2.3抗滑措施為增加模袋護坡的抗滑穩(wěn)定，本工程采用水上錨固溝、水下不分散混凝土壓重的方式進行錨固；增加了模袋護坡的抗滑穩(wěn)定性。3.3 模袋設(shè)計與加

7、工制造3.3.1模袋材料的技術(shù)指標(biāo)根據(jù)不同的使用要求，模袋的型號亦有不同。本工程所用的是江蘇某工業(yè)用布公司生產(chǎn)的高強機織模袋，其主要技術(shù)指標(biāo)見表2。表 2 土工模袋的主要技術(shù)指標(biāo)3.3.2模袋的設(shè)計與加工制造本工程模袋制作以24m 為一個單元，每單元分成6 塊，每塊寬4m ，長度則根據(jù)坡比及坡長確定，土工模袋在工程中的應(yīng)用每塊模袋在10 高程平臺靠斜坡邊設(shè)注料口一個，水平間距2.0m ，相鄰模袋間設(shè)50cm寬搭接反濾布。每塊模袋的總體尺寸考慮坡長、縱橫向收縮率和邊界處理要求。3.4 充填材料配比模袋護坡混凝土要求有良好的和易性和流動性，易于泵送。 本工程采用的混凝土配合比為：水泥244kg 、

8、粉煤灰 122kg、砂 716kg、石 1093kg ，塌落度以23cm 控制。模袋混凝土設(shè)計抗壓強度為31.5MPa ，實際抗壓強度為32.3MPa 。4 模袋護坡的施工4.1 修坡平倉用1m3反鏟挖掘機在10 高程平臺按設(shè)計邊坡1 2.5進行水下開挖，邊開挖邊測量高程，開挖完成后，潛水員在水下進行平倉，高挖低填，直到倉面符合設(shè)計要求為止。4.2 模袋鋪放模袋在工廠加工成形后運輸至施工現(xiàn)場，在岸邊用縫紉機縫好，由上而下鋪放， 模袋平鋪在坡面上，同時鋪順搭接反濾布，3 寸鋼管穿在模袋上端，葫蘆拉住鋼管栓在地錨上，整個模袋鋪放順序自上而下進行。4.3. 混凝土澆筑模袋混凝土采用泵灌法施工。 澆筑

9、過程中， 混凝土泵管與模袋注料口用鐵絲扎牢固， 每一灌口的混凝土充填連續(xù)進行， 并配以人工踩壓平順， 水下由潛水員操作， 斜坡段混凝土充填密實飽滿后，松開葫蘆，取出鋼管，繼續(xù)澆筑 1.0m 平臺及錨固溝混凝土。水上部分充填好的模袋混凝土及時用高莊水槍清洗表面，并按規(guī)范灑水養(yǎng)護。5 結(jié)論及建議（ 1）本工程模袋護坡總長約95m ，總面積900 ，平均厚度超過設(shè)計40cm ，實測混凝土抗壓強度32.3MPa 。模袋表面平直美觀，整體性好，滿足了本工程水下護坡的要求；土工模袋在工程中的應(yīng)用（ 2）采用模袋混凝土護坡代替?zhèn)鹘y(tǒng)的塊石及混凝土護坡，施工簡便快捷，且能進行水下施工，解決了塊石及混凝土難以進行水