楊 勛， 彭 育 新， 康 路 明

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

1 工程概述

葉巴灘水電站位于四川與西藏界河金沙江上游河段，系金沙江上游梯級水電站的第7級，其上一級為波羅水電站，下一級是拉哇水電站。壩址位于金沙江支流降曲河口下游0.6 km，左岸屬四川甘孜藏族自治州白玉縣，右岸屬西藏自治區(qū)昌都地區(qū)貢覺縣。場內(nèi)沿江低線公路位于金沙江兩岸(兩岸長約2 km)，江岸邊坡受低線公路施工影響形成約3 m厚的松散堆積體。

2 工藝原理

將“CX150型丙綸高強(qiáng)機(jī)織土工膜袋”做為混凝土成型的模具，利用膜袋的透水性，在混凝土灌入以后，多余的水分通過膜袋空隙滲出，可以迅速降低水灰比，加快混凝土的凝固速度，增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度。土工膜袋混凝土的應(yīng)用解決了常規(guī)河岸岸坡治理施工難度與工效低下的問題。

3 施工流程及操作要點(diǎn)

3.1 孤石解爆

為確保土工模袋的平整度，提高混凝土澆筑填充的密實(shí)度，須對凸出基礎(chǔ)面的孤石進(jìn)行解爆，為減少爆破飛石量，采用小藥量松動(dòng)爆破方式。在鉆機(jī)的風(fēng)管上加接一個(gè)三通，往風(fēng)管內(nèi)加適量清水，水壓大于1.3 MPa(不小于風(fēng)壓)以使水能夠進(jìn)入風(fēng)管內(nèi)，達(dá)到降塵的目的。

3.2 岸坡修整 回填石渣細(xì)料

孤石爆破完成后，采用CAT320反鏟對岸坡進(jìn)行粗平與壓實(shí)，對局部石塊架空部位利用石渣細(xì)料進(jìn)行回填。石渣細(xì)料來源為洞挖石渣，坡比按照1∶1控制，不平整度≤20 cm為宜。

3.3 土工膜袋鋪設(shè)固定

在距預(yù)鋪膜袋上端2 m以上，首先將膜袋卷在φ80 mm鋼管上，其次在沿水流方向設(shè)立φ25 mm固定錨筋，固定錨筋間距φ為0.5 m。固定完成后，采用人工對膜袋進(jìn)行鋪設(shè)。

圖1 土工膜袋固定方式示意圖

3.4 土工膜袋縫制拼接

相鄰兩塊膜袋之間的連接采用現(xiàn)場縫接，縫制方法采用“四層疊制”法，縫制寬度不小于2 cm，針腳間距小于0.8 cm，且10 cm內(nèi)不少于12針。膜袋拼接鋪設(shè)前用高壓水將坡面沖洗干凈。

3.5 混凝土拌制

充分考慮現(xiàn)場高海拔、高流速等環(huán)境因素，在較低水膠比的條件下，提高混凝土的擴(kuò)散度、體積穩(wěn)定性、強(qiáng)度和耐久性。

利用高性能減水劑的分散作用，提高混凝土的和易性和流動(dòng)性，減少混凝土早期水泥漿體的絮狀結(jié)構(gòu)，釋放大量的自由水，改善混凝土流變特性。

嚴(yán)格控制粗骨料超、遜徑及河砂的含泥量，骨料具有良好的級配，通過適當(dāng)增大砂率提高混凝土的流動(dòng)性和填充性，水膠比宜≤0.55。膠凝材料摻入Ⅱ級粉煤灰，以降低水泥用量，節(jié)約施工成本。

混凝土拌制確定最終水膠比為：0.53，強(qiáng)度為C30F50W4。原材料采用P.O42.5水泥，粉煤灰采用Ⅱ級粉煤灰，骨料為場內(nèi)篩分系統(tǒng)生產(chǎn)：天然砂(0～5 mm)、卵石(5～20 mm)，外加劑采用ZCD-1聚羧酸高性能減水劑及引氣劑。根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ 55-2011進(jìn)行拌制，具體參數(shù)見表1。

表1 膜袋混凝土配合比

3.6 土工膜袋混凝土澆筑

因現(xiàn)場施工需占用場內(nèi)低線公路，故土工膜袋混凝土施工采用空間占用小、移動(dòng)方便靈活的溜桶方式進(jìn)行澆筑。為保證澆筑充填順利，正式澆筑填充前膜袋采取人工灑水方式充分濕潤，保證膜袋充分濕潤狀態(tài)后才開始施工。

根據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144-2015要求：溜桶垂直運(yùn)輸高度超過10 m時(shí)應(yīng)設(shè)置緩沖裝置。由于本工程土工膜袋縱向長度為20 m，實(shí)際基礎(chǔ)面坡比為1∶1.07，垂直高度最大僅為15 m，故溜桶無需設(shè)置緩沖裝置。

溜桶須有防脫落措施，節(jié)間連接牢固、平順，且在澆筑前先用水進(jìn)行潤滑，溜桶插入膜袋入料口深度為30 cm。每幅膜袋澆筑順序?yàn)椋鹤韵露?，由左及右。澆筑過程中人工對未初凝的膜袋及時(shí)進(jìn)行拉伸、踩平，控制灌注成型的厚度，確保膜袋邊角部位混凝土灌注密實(shí)和厚度均勻。

3.7 土工膜袋混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成的同時(shí)采取人工灑水的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期不小于14 d，在養(yǎng)護(hù)期間要確保澆筑成型土工膜袋表面處于濕潤狀態(tài)。

3.8 效果檢查

經(jīng)現(xiàn)場取樣試驗(yàn)檢測，混凝土的主要指標(biāo)如下：

混凝土抗壓強(qiáng)度最低達(dá)設(shè)計(jì)值105%，最高達(dá)設(shè)計(jì)值112%，平均為109%，且抗凍融循環(huán)指標(biāo)和抗?jié)B試驗(yàn)均能達(dá)到要求的等級。

表2 澆筑成型土工膜袋外觀質(zhì)量檢查表

4 材料與設(shè)備

4.1 主要材料

本工法施工的原材料為CX150型丙綸高強(qiáng)機(jī)織土工膜袋，原材料的規(guī)格為：幅寬2.4 m，填充后厚度0.2 m，長度按照20 m定制。高流態(tài)混凝土由現(xiàn)場試驗(yàn)室配置，并進(jìn)行過程調(diào)整與質(zhì)量監(jiān)控。

4.2 主要設(shè)備

本工法中使用的主要設(shè)備投入情況見表4。

5 質(zhì)量控制

(1)基礎(chǔ)面在孤石解爆完成后，須對局部架空區(qū)域采用石渣細(xì)料進(jìn)行回填、壓實(shí)、平整完成后進(jìn)行基礎(chǔ)面平整度進(jìn)行檢查，滿足要求并經(jīng)驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下道工序的施工。

(2)施工前必須對所有的水泥、砂、石、粉煤灰、外加劑等進(jìn)行檢驗(yàn)，必須經(jīng)檢驗(yàn)合格后才可作為混凝土的原材料使用。

表3 土工模袋強(qiáng)度指標(biāo)

表4 機(jī)械設(shè)備投入情況表

(3)施工時(shí)嚴(yán)格對混凝土的配合比及施工生產(chǎn)過程中的稱量、拌制、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)等主要環(huán)節(jié)按照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行檢查控制，嚴(yán)格按混凝土配合比進(jìn)行下料，保證混凝土的攪拌時(shí)間，同時(shí)注意混凝土的塌落度控制。

(4)混凝土填充前應(yīng)掌握水文、氣象預(yù)報(bào)、對拌合設(shè)備、拌合料和原材料遮蔭覆蓋；混凝土施工過程中做好完整的施工記錄，隨機(jī)抽樣檢查混凝土的塌落度。

(5)施工前做好技術(shù)交底工作，要求現(xiàn)場管理人員和施工人員掌握混凝土澆筑要點(diǎn)。及時(shí)反饋信息保證澆筑質(zhì)量。

(6)膜袋混凝土在充填時(shí)，由試驗(yàn)人員負(fù)責(zé)監(jiān)督混凝土質(zhì)量，如坍落度、骨料粒徑等如不符合膜袋混凝土充填(和易性、擴(kuò)散性)要求的，拒絕澆筑，以保證工程質(zhì)量與正常施工。

(7)混凝土拌合物還要求和易性好，流動(dòng)性保持能力強(qiáng)，有較好的黏聚性和保水性，在運(yùn)輸和澆筑中不發(fā)生分層、泌水、離析現(xiàn)象。

(8)膜袋混凝土強(qiáng)度采用在充灌口有關(guān)規(guī)定取樣，先灌入相同材質(zhì)的小膜袋(15 cm×15 cm)中，吊置10～20 min，取出再裝入150 mm×150 mm×150 mm標(biāo)準(zhǔn)試模成型的方式檢驗(yàn)，在澆筑混凝土地點(diǎn)隨機(jī)取樣制作，保證混凝土澆筑質(zhì)量的跟蹤。

6 結(jié) 語

聚丙綸土工膜是由雙層的聚丙烯形成的延伸性較強(qiáng)，適應(yīng)變形能力高，耐腐蝕，耐低溫，抗凍性能好的袋裝憎水性材料。袋內(nèi)填充高流態(tài)混凝土，固結(jié)后形成具有一定強(qiáng)度的板狀結(jié)構(gòu)，適合用于河岸邊坡、沿江江岸防護(hù)工程等。

該工藝施工簡便、經(jīng)濟(jì)、抗沖刷能力及適應(yīng)復(fù)雜地形能力強(qiáng)，確保了葉巴灘水電站壩區(qū)河岸邊坡經(jīng)受住了汛期洪水的考驗(yàn)，避免了因松散邊江岸坡沖毀而導(dǎo)致的河道淤堵，保障了場內(nèi)低線公路的安全運(yùn)行，降低了能源消耗，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益。