赵泉 武军 王伟 等

摘要 河套灌區作为全国3个特大型灌区之一是项目主要实施区，项目工程中渠道衬砌占的比重较大。模袋混凝土由于其一次喷灌成型、施工简便、速度快、耐久性好等优势，在渠道衬砌工程的应用逐年增加。阐述了渠道衬砌模袋施工的工序以及施工中容易出现的一些问题及处理方法，并讨论模袋混凝土施工中需要改进的方法和工艺，包括土坡的密实度和坡比的控制、原材料的质量控制、后期养护方法的选择等方面，以为河套灌区模袋混凝土的应用提供参考。

关键词 模袋混凝土;河套灌区;施工工艺

中图分类号 TV43文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）04-0205-02

Abstract As one of the three largescale irrigation districts in China， Hetao irrigation district is the main implementation area of the project. The proportion of channel lining in the project is large. Because  of  its advantages of onetime sprinkling and forming，  simple construction， high speed and good durability， the application of it in the channel lining project increased year by year. Some problems and treatment methods  of   the process of channel lining bag construction and in the construction were described ， and  some methods and processes needed to improve  were discussed  in  the construction of the bag concrete，including  compactness of the slope and the control of the slope ratio， the quality control of the raw materials， and the selection of the later maintenance methods.It  can  provide reference  for  the application of  molded bag concrete  in Hetao irrigation district.

Key words Molded bag concrete;Hetao irrigation district;Construction technology

随着国家加快水利发展，增强水利支撑保障能力，实现水资源的可持续利用战略部署实施，近几年黄河内蒙古续建配套与节水改造工程投资逐年加大[1]。河套灌区作为全国3个特大型灌区之一是项目主要实施区，项目工程中渠道衬砌占的比重较大[2]。目前，灌区大部分渠道运行时间长，施工期短，这使模袋混凝土的一次喷灌成型、施工简便、速度快、耐久性好等优势逐渐显现出来，在渠道衬砌工程的应用逐年增加[3-5]。但是，模袋混凝土作为一种新技术、新工艺，目前还没有国家规程规范，施工工艺及方法往往凭借近几年施工实践经验和已完工护坡相似工法[6-7]。其中河套灌区乌拉特灌域从2009年开始到2018年已陆续实施模袋混凝土衬砌工程将近10年，衬砌国管干渠、分干渠长度累计55 km，通过已经竣工工程和后续实施项目比较而判断其优劣，从施工实践中总结经验、探讨不足，从而再指导施工就显得尤为重[8-10]。目前河套灌区模袋混凝土施工工艺较成熟，但是在施工中也会有一些易发问题，需要及时处理;在施工工艺方面的护坡压实度、原材料质量、掺合料选用、外加剂类型和养护办法等还需要继续探讨。

1 渠道衬砌模袋施工的工序及易出现问题处理方法

1.1 渠道模袋衬砌施工的工序

施工准备→测量放样→断面土方挖填→边坡机械粗修→边坡人工精修→高程校核→模袋铺设缝接与定位→混凝土泵车安装就位→混凝土罐车与泵车对接→泵车软管插入袋口及固定→充灌混凝土→质量检查→模袋清洗→养护。

1.2 模袋混凝土在施工中容易出现的问题及处理方法

1.2.1 边坡的平整度控制。

渠道修坡重点控制修坡平整度、密实度，及时清理杂草树根，还需控制坡顶宽度顺直度、外坡沟开挖深度。边坡平整度、密实度检查，目前项目工程监理复核边坡平整度一般采用4 m长铝合金掴杠分段验坡，有回填土方的段落密实度通过环刀取样后计算确定是否需要碾压机具压实和压实参数等。

1.2.2 边坡土壤含水量大小控制。

边坡土壤含水量大时，采取分段分层修坡，通过自然晾晒，渠道中明渠排水和水泵辅助排水降低边坡土壤含水量，使其达到最优含水率。降水时要合理地控制降水时间、允许下降的速度，避免因降水过快出现边坡塌陷现象，目前对塌陷采取的方法是砂砾料护坡和护角。

边坡土壤含水量小时，采取分层修坡，水车现场洒水，使其达到最优含水率。为保证模袋混凝土充填前边坡含水率，目前采取措施是边坡在模袋铺设完成后用洒水车均匀洒水一遍，保持土坡及模袋湿润，然后开始充填。

土壤含水率适中时也需控制人工精修坡工序、模袋铺设、充填工序的衔接时间，最好控制在6～8 h，间隔时间长会降低边坡土壤含水率，影响模袋充填或需增加洒水工序。

1.2.3 混凝土入袋不顺畅原因及解决方法。

1.2.3.1 因混凝土离析造成的不好充填。产生离析的混凝土进入模袋后，粗骨料在灌口处集中，形成过滤作用，砂浆在泵压力作用下滤过去，石子留下，很快便形成阻塞，这时往往出现泵管剧烈振动很快便形成阻塞，继而灌口被破坏。处理办法可将泵管拆走，将阻塞的石子或混凝土从灌口内掏出，或用一木杆将阻塞物捣散疏通后，再继续充填。

1.2.3.2 因混凝土流动性不好造成不好充填。灌口周围先充灌的混凝土已没有足够的流动性，这种情况往往由于充灌中途有较长时间的停歇或混凝土长距离运输快达到初凝期而造成。处理办法：①工人用脚快速踩踏增强流动性;②现场混凝土罐车掺入外加剂增强流动性;③侧面隐蔽处改口充填，尽量保证整体美观。

1.2.4 模袋鼓包原因及解决方法。

模袋在充填过程中出现鼓包现象：①立即减小充填泵压力或停止充填，工人用铁钩拉动鼓包处周围模袋，用脚轻微踩踏鼓包，使混凝土向四周流动。②检查模袋内拉线是否断裂或松动，及时处理。③如出现鼓包炸袋现象，可用编织袋或大石块堵塞炸口处，待混凝土初凝时，用木棒清理鼓包处多余混凝土使其表面平整，炸袋口较大或不规则时，清理完成后，用同批次模袋裁块刷胶粘贴破损处达到平整美观要求。

1.2.5 模袋坡顶处厚度控制及模袋封口方法。

混凝土模袋施工中随时用探针检查厚度，保证达到设计值。每袋充填快完成时，操纵人员立即停止泵压力，等泵管中砼全部充填到袋口内后暂停5～10 min，工人检查袋口处和模袋顶是否饱满，同时排除顶部空气待水分析出后，如不饱满，再灌至饱满。从袋口移除泵管，工人清除袋口内多余混凝土，用细铅丝绑扎袋口稍后用木棒将绑扎处反塞入袋口中，然后将模袋表面冲洗干净，这种处置袋口的方法，可减少袋口混凝土外溢，使模袋封顶处砂浆饱满，避免出现封顶塌陷现象。模袋充填完成后终凝前禁止人员踩踏，以免影响混凝土强度和美观。

1.2.6 衬砌渠道断面较宽或高边坡充填方法。

渠道断面较宽或高边坡充填时混凝土输送距离长，在设计范围内控制适宜的坍落度很关键，如果混凝土流动性不好是由灌口向四周呈辐射状流动，混凝土主要是在泵压力推动下强制移动，随着模袋中充灌砼范围的扩大，充灌的难度增大，模袋承受的砼压力过大容易造成破坏，无法将模袋充满。解决方法：①现场罐车混凝土中少量添加外加剂增加流动性，并且采用二次充填方法，先充填模袋底部至半坡处，静置5～ 10 min，再进行第2次充灌，使其全部充填饱满。②及时调整坍落度，增加砼流动性，使其达到充填入模袋后是由灌口直接向下流动，然后自下而上将模袋充满。

2 模袋混凝土施工方法和工艺

从已完工多年的模袋混凝土出现的一些问题来看，模袋混凝土在施工和工艺方面需要注意的一些问题和改进方法如下。

2.1 土坡的密实度和坡比的控制要按设计要求平整护坡，坡基础要平整牢固，尤其是坡顶处。如果土坡密实度达不到设计要求，会出现模袋细微裂缝，坡顶处更明显。

模袋混凝土边坡在坡度设计方面还需探讨，多年运行观测发现，模袋混凝土坡度较缓的边坡运行比较稳定，坡度较陡的边坡容易在坡顶和水位变幅区出现细微裂缝，尤其是干渠较陡的边坡，往往边坡较长，冻胀、浇筑厚度、土坡密实度、抗拉能力都会影响混凝土的耐久性。

2.2 原材料的质量控制

所有进场的原材料必须符合设计标准，严格执行施工方送检、监理抽检、第三方检测等。

2.2.1 模袋的质量控制。

模袋的主要技术指标如表1所示。如果模袋质量不合格，施工中就会出现袋口破损、炸袋、混凝土穿破袋底、串袋等现象。

2.2.2 砂石料的质量控制。

模袋混凝土一般采用一级配，设计强度C25、抗渗W6、抗冻F200，要求细骨料采用中砂含泥量≤3，粗骨料宜采用5～25 mm的连续级配含泥量≤1。需要重点控制骨料含泥量，含泥量不达标会严重影响混凝土各项技术指标，从而影响混凝土寿命。

2.2.3 外加剂的选择。

根据《DL/T5144—2001水工混凝土施工规范》，水工混凝土中必须掺加适量外加剂;有抗冻性要求的混凝土应掺用引气剂。目前主要使用奈系和聚羧酸2种引气减水剂，奈系引气剂性能较稳定，减水效果中等，混凝土试验配合比一般为胶凝材料∶砂∶石子∶水∶=1∶2.5∶2.4∶0.47，水灰比为0.47，引气剂掺量3.4%，现场测气含量控制在5.5±1.0。聚羧酸引气剂近2年开始使用，减水效果较好，但是对温度敏感性强，黏度高，对砂石集料的含泥量敏感性强，需要添加稳定剂，混凝土试验配合比一般为胶凝材料∶砂∶石子∶水∶=1∶2.4∶2.49∶0.42，水灰比为0.42，引气剂掺量3.5%，现场测气含量控制在5.5±1.0。当采用同一水泥（品种和强度相同）时，混凝土的强度主要决定于水灰比;在混凝土能充分密实的情况下，水灰比愈大，水泥石中的孔隙愈多，强度愈低，与骨料粘结力也愈小，混凝土的强度就愈低;反之，水灰比愈小，混凝土的强度愈高。

2.2.4 掺和料质量控制。

目前，模袋混凝土一般采用粉煤灰作为掺合料。粉煤灰目前掺量一般在20%，主要使用华电集团Ⅱ粉煤灰。在模袋混凝土中掺入合理的粉煤灰，能改善其和易性、可泵性，使混凝土具有較大坍落度和良好的工作性能;可减少模袋混凝土的徐变，减少水化热、热能膨胀性，降低模袋混凝土的造价成本，可替代部分普通水泥或硅酸盐水泥。但是一定要控制好进场原料质量，粉煤灰在运输和储存过程中应防水防潮，并不应混入杂物，进场后应储存到有明显标志的储罐或仓库中。

2.3 后期养护方法的选择

模袋混凝土浇筑完成后养护至关重要。如气候炎热、空气干燥，不及时进行养护，混凝土中水分会蒸发过快，形成脱水现象，使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化，不能转化为稳定的结晶，缺乏足够的粘结力，从而会在混凝土表面出现片状或粉状脱落。此外，在混凝土尚未具备足够的强度时，水分过早的蒸发还会产生较大的收缩变形，出现干缩裂纹，所以混凝土浇筑后初期阶段的养护非常重要，养护应在浇筑完毕后12～18 h内开始洒水养护，混凝土应连续养护，养护期内始终使混凝土表面保持湿润。目前采用养护方法有2种，一是水车洒水养护，浇筑后12 h开始养护，白天2 h浇水1次，夜间浇水2次。二是覆膜养护，模袋混凝土终凝后，用塑料膜覆盖在模袋表面，利用混凝土凝固过程中水分蒸发集聚在塑料膜表面来达到养护混凝土的目的。目前来看效果较好，14 d内混凝土表面保持湿润，经济成本也比洒水养护低。无论采用哪种方法，混凝土养护应有专人负责，并做好养护记录，各龄期阶段用回弹仪检测混凝土强度，保证混凝土达到设计值。

参考文献

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