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模袋砼在引江济汉工程渠道衬砌板修复的应用

发布时间:2018-08-10 19:07:07 文章来源:西安财经专修学院    

易光波

摘 要:引江济汉工程建成通水后,受调水水位升降的影响,衬砌板下砂石垫层易随时间推移被掏空,造成衬砌板塌陷破损。为保障引江济汉工程的安全运行,逐步开始应用模袋砼护坡修复施工技术。

关键词:模袋砼引江济汉渠道修复;引江济汉工程;衬砌板修复;应用

中图分类号:TV5 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2017)30-0152-02

1 济汉工程的详细工程简介

引江济汉工程在我国南水北调工程中占据着非常重要的位置,是我国南水北调工程的主要水源区施工工程,引江济汉工程主要是从我国的长江荆江上游河段将水源引到汉江的兴隆河段,总体来讲,引江济汉工程是我国的一项大型的输水工程。引江济汉工程最主要的目的和作用就是进行水源的补充,将长江中的水源引入到汉江的兴隆河段以及其下游的相关河段中,用来有效的补充由于南水北调工程导致的水量的缺失,同时引江济汉工程还能够在很大程度上改善相关河道的生态环境,灌溉条件以及供水条件,航运问题等等。干渠全长67.23km。工程沿线各类建筑物共计107座,其中引江济汉干渠各种水闸9座,泵站1座,船闸4座,倒虹吸28座等,设计引水流量350m3/s,最大引水流量500m3/s,设计水深5.72m-5.85m。渠底宽为60m,渠底衬砌采用C20现浇混凝土衬砌,渠底砼厚8cm,边坡砼厚12cm,其下均为15cm厚砂石垫层,底板、边坡上设5cm直径排水孔,边坡坡比为1:2~1∶3.5。

2010年3月26日在湖北省荆州市李埠镇龙洲垸举行了开工仪式,引江济汉工程正式开工。2014年9月26日,引江济汉工程正式通水运行。工程正式投入运行近三年来,运行管理单位引江济汉工程管理局科学调度,根据东荆河、汉江实时水情调控引江济汉工程调水流量,为我省抗旱保丰收作出了重要贡献。与此同时,渠道水位也随流量变化而升降,以西荆河船闸站点为例,渠底高程25.32m(黄海高程,下同),渠道水位最低29.3m,最高31.65m,对应水深3.98m-6.33m,水位落差达2.35m。随着水位的不停变化,边坡衬砌板下砂石垫层随着时间推移逐渐被掏空,部分衬砌板下形成空洞而塌陷破损,局部在水下接近底板部位,长期不处理极易造成渠道边坡不稳,出现局部脱坡情况,严重威胁工程安全。在引江济汉无法干水维护的情况下,为确保引江济汉工程安全运行,需考虑水下施工。目前很多河道主要采用的水下护底施工型式为水下抛石,但由于引江济汉为调水工程,为保证调水水量,需严格控制渠道糙率,故无法采取这种方案,而急需寻找新的水利施工工艺,在这样的环境下,膜袋砼的具体施工就自然而然的发展以及应用开来,并且在应用的过程中取得了非常好的效果。

膜袋砼的施工工艺最早是由美国的一家公司发明并且进行推广的,在推广的过程中,膜袋砼的施工工艺被日本的公司进行了专利买断。在上世纪的70年代中期,膜袋砼施工工艺在日本最先进行了实际施工应用,随后这种施工工艺开始全世界范围内推广应用并且取得了非常好的使用效果。在1983年我国才开始对膜袋砼的施工工艺进行引进以及应用。膜袋砼的施工工艺最主要的是软模具采用的是织物模袋,利用混凝土浇筑设备将混凝土或者是砂浆之类的填充物充灌到模袋中,让混凝土或者砂石等材料在模袋中进行成型,膜袋砼主要的作用有三个,首先是膜袋砼能够有效的起到护坡的作用,其次是膜袋砼能够有效的起到护底的作用,最后是膜袋砼能够有效的起到防渗的作用,因此在施工中较为常用,同时模袋的耐久性能较好,能够有效的提升工程施工进度,让工程有非常好的施工整体性,膜袋砼施工对于施工环境以及施工地形有着非常好的适应性,因此模袋在膜袋砼施工中应用非常的广泛。

2 膜袋砼的具体原理分析以及设计具体指标分析

2.1 膜袋砼具体施工原理分析

膜袋砼的主要施工工艺原理在于利用充灌设备将液体性质的混凝土或者砂石,填充带化学纤维制作而成的模袋模型中来,这样能够有效的利用混凝土的凝固来形成混凝土高强度硬化体。在膜袋砼施工中,模袋自身具有较好的透水性,因此在混凝土成型的过程中能够通过压力的作用来将多余的水分排出模袋,这样就能够大大的减少混凝土的施工水灰比,在另一个方面也提升了混凝土的施工强度以及混凝土密实度。膜袋砼的施工工艺同我国传统形式上的砌筑施工相比有三个主要的优点,首先是膜袋砼具有施工安全的优点,其次是膜袋砼具有快速施工的特点,最后是膜袋砼施工能够有效的节约施工成本。膜袋砼施工最明显的施工条件为水下工程的施工,在这种环境下的施工能够发挥出膜袋砼的最大优势,取得最好的效果。

2.2 膜袋砼详细设计指标分析

模袋的材料:模袋主要是采用两种材料,分别是抗紫外线和不抗紫外线模袋。抗紫外线的模袋为涤纶,不抗紫外线的模袋为丙纶。质量为500g/m2;伸长度<30%;抗拉强度为横>2000N/5cm;纵>2200N/5cm,顶破强度不小于4000N;渗透系数1.0×102~5.0×10-3cm/s;有效孔径0.25mm<095<0.85mm。模袋砼的水灰比不大于0.55,混凝土强度C20;选用石子坍落度为18~20cm,最大粒径一般为20mm。

3 膜袋砼的具体工艺流程以及主要的施工方法

3.1 膜袋砼施工中模袋的具体制作方法

模袋是一种中间有间距的拉筋的双层织物,用以控制混凝土充灌后成型的厚度,为便于施工,其上留有若干的灌口,由于模袋每次工程施工尺寸不一,宜采用定做且批量生产。

3.2 膜袋砼施工中的定位施工以及铺设施工

尽量选择天气晴朗、无风、水位较低时进行模袋铺设。考虑在模袋铺设施工不受干扰时,在模袋灌口上系上标志杆,以便在模袋沉入水底后明确灌口位置。利用岸上的测量基准点采用GPS定位,根据当时流速、漂距、水深等参数拟定水面的定位坐标。模袋铺设根据水深、水流流速及模袋分块大小选择滚铺或拉铺方式进行。模袋铺设时,除满足设计要求固定外,在排头加木桩等,防止模袋铺设时滑动。第一块模袋的定位应选择靠下游的部位。在模袋铺设定位准确后,派潜水员潜入水中或水下录像,檢查模袋是否沉入水底。模袋铺设进程中尽量避免施工机械或人为破坏,一旦发现模袋被破坏,更换破损部分或进行补强。endprint

3.3 膜袋砼施工中模袋的具体连接以及接头处理

第一块模袋:保证不超出外边线;第二块模袋搭接宽度不小于2m,第三块及其以后之间搭接不小于1m。接头以上游模袋压盖在下游模袋上,并与河底紧密相帖。

4 膜袋砼施工过程中模袋施工质量的检验以及控制

在膜袋砼施工的过程中非常重要的一项施工环节就是模袋的施工,因此模袋施工的施工质量直接影响了膜袋砼施工的施工质量,因此在模袋施工的过程中要严格的控制模袋的施工质量,膜袋栓的施工质量以及工程的施工总体质量等等,只有将上述的施工环节的施工质量进行有效的控制以及检查才能够在一定程度上保障膜袋砼的施工质量达到施工的要求。下面进行详细的论述以及分析。

4.1 膜袋砼施工中模袋施工质量的检验以及控制

在膜袋砼施工过程中,使用的模袋在进场前要严格的进行检查以及控制,首先我们要对模袋的生产厂家进行全面的了解和调查,同时要对模袋的生产合格证进行检查,要求模袋的出厂合格证满足我国相关部门规范的规定,要求相关的权威质量检测中心或者部门出具相应的模袋技术规范标准达标证书,或者出具模袋的实验质量报告等书面报告。在施工的过程中我们要求在模袋出厂前针对模袋的规格以及尺寸,模袋的外观以及模袋的具体缝制进行严格的质量检查,同时在模袋进场前要针对模袋的相关质量要求进行模袋一定比例的抽查,只有检验完全符合施工标准的前提下才能够允许以及同意这一批次的模袋进场,在膜袋砼施工中进行使用。

4.2 膜袋砼施工中膜袋砼施工强度的检验以及控制

在膜袋砼施工的过程中,膜袋砼的施工强度也是影响膜袋砼施工质量的一项重要施工因素。在检查以及控制膜袋砼强度的过程中,我们通常按照相关的规范规定在工程充灌口的位置进行针对性的取样检查。通常的检查顺序为,首先要在工程充灌口的位置将同等材质,同等规格的模袋(具体规格可以参考15厘米×150厘米的模袋)灌入充灌口内部,其次是在充灌口的位置吊置处理,处理时间应该控制在10分钟到20分钟之间,最后吊置时间结束之后,我们要将检验样本取出,然后将试样填充进标准的模型中进行相关数据的检验,一旦膜袋砼的施工强度没有达到相应的标准要求,我們就要及时的进行相应的补救措施。

4.3 膜袋砼施工中施工质量的检验以及控制

在膜袋砼施工的过程中,模袋的施工质量以及膜袋砼强度的施工质量的检查以及控制都是在为整个膜袋砼施工质量进行负责。因此我们在进行膜袋砼施工质量检验以及控制的过程中要针对模袋护坡施工的模袋数量以及模袋施工的误差等数据进行反复的检查,同时在检查的过程中要注意使用的检查方法,上述的检查数据以及检查方法一定要严格的按照我国的相关标准以及规范进行,只有这样才能够确保工程的膜袋砼施工质量达到我国的相关标准要求。

模袋砼的强度高、整体性能好,可按工程要求制成厚度不一、面积大小不等的形状进行施工操作,同时膜袋砼的施工也可以在较为复杂的施工环境下进行施工,亦可水下施工,不需要作围堰,护坡整体性好,抗风浪、水流冲击能力强,对于引江济汉这种调水工程来讲,具有较好的经济和社会效益。

参考文献:

[1]SL/T225-1998.水利水电工程土工合成材料应用技术规范[S].

[2]孙国红,李辉,滕昊.复杂地质条件下的渠道渗控处理措施[J].科技创新与应用,2013(29):209.

[3]曹庆涛.水下模袋混凝土护坡施工工艺探讨[J].科技创新与应用,2014(12):155.endprint

科技创新与应用 2017年30期

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