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(dú)） 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(jìn)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(qiáng)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(hù)坡、護(hù)岸、港灣、碼頭等防護(hù)工程。具有如下優(yōu)點(diǎn)：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(hù)岸、護(hù)底等不需填筑圍堰，可直接水下施工，機(jī)械化程度高，所護(hù)坡面面積大、整體性強(qiáng)、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(qiáng)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(jī)制模袋和簡易模袋兩大類。其中機(jī)制模袋按其有無反濾排水點(diǎn)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(hù)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(shí)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(xiǎn)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(hù)工程，對(duì)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(jìn)行防護(hù)并在河口興建消力池。由于河道常年有水，兩岸局部護(hù)坡工程存在水下施工的問題， 故我們決定對(duì)1.0m 高程以下的部分護(hù)坡及護(hù)腳采用土工模袋混凝土保護(hù)。3.2 土工模袋護(hù)坡的參數(shù)設(shè)計(jì)根據(jù)工程的性質(zhì)、防護(hù)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(diǎn)模袋（ NF 型），其基本參數(shù)設(shè)計(jì)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(shí)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(hù)面，c 1，護(hù)面上有濾水點(diǎn)，c 15； w、 w 波浪高度與長度，m； r 垂直于水邊線的護(hù)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(hù)坡采用的是無濾水點(diǎn)、來填材料為混凝土模袋，因工程安全性高，模袋設(shè)計(jì)厚度為40cm ，而按式（ 1）計(jì)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(shí)，下滑的可能性最大， 因

6、此要驗(yàn)算模袋與護(hù)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(jì)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(yàn)測定，無試驗(yàn)資料時(shí)，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(jì)算，新開河模袋護(hù)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(hù)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(jìn)行錨固；增加了模袋護(hù)坡的抗滑穩(wěn)定性。3.3 模袋設(shè)計(jì)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(hào)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(qiáng)機(jī)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(jì)與加工制造本工程模袋制作以24m 為一個(gè)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(tái)靠斜坡邊設(shè)注料口一個(gè)，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(hù)坡混凝土要求有良好的和易性和流動(dòng)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(jì)抗壓強(qiáng)度為31.5MPa ，實(shí)際抗壓強(qiáng)度為32.3MPa 。4 模袋護(hù)坡的施工4.1 修坡平倉用1m3反鏟挖掘機(jī)在10 高程平臺(tái)按設(shè)計(jì)邊坡1 2.5進(jìn)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(jìn)行平倉，高挖低填，直到倉面符合設(shè)計(jì)要求為止。4.2 模袋鋪放模袋在工廠加工成形后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，在岸邊用縫紉機(jī)縫好，由上而下鋪放， 模袋平鋪在坡面上，同時(shí)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(gè)模袋鋪放順序自上而下進(jìn)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(jìn)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(shí)飽滿后，松開葫蘆，取出鋼管，繼續(xù)澆筑 1.0m 平臺(tái)及錨固溝混凝土。水上部分充填好的模袋混凝土及時(shí)用高莊水槍清洗表面，并按規(guī)范灑水養(yǎng)護(hù)。5 結(jié)論及建議（ 1）本工程模袋護(hù)坡總長約95m ，總面積900 ，平均厚度超過設(shè)計(jì)40cm ，實(shí)測混凝土抗壓強(qiáng)度32.3MPa 。模袋表面平直美觀，整體性好，滿足了本工程水下護(hù)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(hù)坡代替?zhèn)鹘y(tǒng)的塊石及混凝土護(hù)坡，施工簡便快捷，且能進(jìn)行水下施工，解決了塊石及混凝土難以進(jìn)行水