模袋溷凝土技术在海港边坡防护中的应用

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1、模袋混凝土技术在海港边坡防护中的应用模袋混凝土技术是我国20世纪80年代初从国外引进的一项现浇混凝土新技术，它采用织物模袋做软模具，通过混凝土泵将砂浆或混凝土充灌进模袋成型，起到护坡、护底、防渗等作用。它具有整体性好、耐久性好、地形适应性强、施工速度快、省工省时，并可以在水下铺设充灌施工等特点，可以应用在道路、水库、河渠、海堤、港湾等工程上，因此在国内应用发展较快[1]。浙江省舟山市沈家门港海底隧道工程采用模袋混凝土技术队沈家门侧模袋砂围堰进行护坡，有效防止了既有模袋砂围堰体在海水冲刷、小船冲击下的流失，同时对增强了围堰防渗功能，取得了很好的应用效果。

2、       1工程概况       舟山市普陀区沈家门港海底隧道工程位于浙江省舟山市普陀区，从沈家门滨港路(新街口)，与水流方向约成90°夹角直线横穿沈家门港至鲁家峙岛(渔具公司方向)上岸，在规划休闲广场西北角进入休闲广场，并向西折转约18.4°后以直通式出入口到达地面。       隧道结构由沈家门侧出入口段及明挖暗埋段、沉管段、鲁家峙侧明挖暗埋段及出入口段组成，近期隧道建筑全长为393.9m，沈家门侧出入口段施工前需对海床实施筑岛围堰。       沈家门侧海堤表层主要由块石、碎石、沙砾组成，为新近填海物质，层厚2.0～5.6m，以下依次为粉质粘

3、土、淤泥、淤泥质粉质粘土、含粘性土圆砾。       场地地表水主要为沈家门港内的海水，海水潮汐类型为正规半日潮型，落潮历时略大于涨潮历时，港区实测最大潮流速0.88m/s，大潮时平均流速0.403m/s,小潮时平均流速0.277m/s。模袋混凝土断面形式如图1。       2护坡方案设计       2.1模袋混凝土的配合比设计       机织模袋混凝土护坡采用泵送方法施工，要求所用混凝土或水泥砂浆除具有可泵性外，还要具有适宜的流动性，使之在模袋内能顺利流淌扩散，充满整个模袋，不发生分离。因此，对其材料的配合比和外加剂的应用比一般泵送混凝土要求更

4、高。必要时应根据具体工程情况通过试验确定。       配合种类 粗粒料最大尺寸(mm) 塌落度(cm) 空气含量(%) 水灰比W/C(%) 细粒料比率Sa(%) 单位质量(kg/m3) 备注       本工程模袋混凝土强度等级为C20，充填料配合比见表1。       由于充填料灌入模袋后，其中多余的水分可以从模袋的孔隙中渗出，从而水灰比可降至0.4或更低，使混凝土或砂浆的凝固速度加快，强度大大提高。采用上表中细砾混凝土R28比普通混凝土强度高30％以上[2]。       2.2模袋混凝土护坡结构设计       ①模袋形式的选择。根据本工程等级

5、、施工条件、风浪和水流状况，堤岸护坡的混凝土模袋选用机织模袋，形式为带排水点型。       ②厚度确定。模袋混凝土护坡主要承受风浪荷载。在寒冷地区还有冬季冰推力作用。而地处广东的大部分地区都很少出现结冰，因而模袋混凝土护岸的厚度主要是有满足抗波浪稳定要求的板厚确定。按《堤防工程设计规范》[3]按混凝土板整体稳定所需的护面板厚度t计算，计算公式如下：        式中t为混凝土护面板厚度（m）；η为系数，取0.075；H为计算波高（m），取1.0m；rb为混凝土板的重度（kN/m3），取2.35；r为水的重度（kN/m3）；L为波长（m），取0.8m

6、；B为沿斜坡方向（垂直于水边线）的护面长度（m），取3m；m为斜坡坡率，m=ctgα，α为斜坡的坡角，取m=2。则t=0.075*1.0*=0.19m，取t=0.2m。       ③抗滑稳定性校核。由于模袋混凝土与波面土为两种不同的材料，它们的物理及力学性质都截然不同，它们的界面的粘聚性能有所降低，因此模袋混凝土与波面土之间的界面为最危险的滑动面。计算公式如下：       Kcs=(L3+L2cosα)fcs/sinα=(1+1.11*)*0.5*=2.24＞1.5       式中Kcs为模袋与堤土间的抗滑稳定安全系数；fcs为混凝土模袋与模袋砂

7、模袋之间的摩擦系数；α为堤坡角；L3为模袋混凝土护坡的坡面长度；L2为模袋混凝土在坡角的水平长度；抗滑稳定安全系数K值不得小于1.5[4]。       3模袋混凝土施工       3.1模袋混凝土施工工艺[5]       ①施工工艺流程如下图2。②测定模袋砂围堰边角坐标及海底基面高程，并利用船只打深铁杆进行测量定位。进一步了解水文地质情况，掌握第一手资料。③组织机械设备进场，并进行维修保养，使之保持完好性能。④组织专门施工班组，进行技术交底，在施工组织设计方面，请有关专家进行技术论证。⑤备足施工材料，确保材料供应。       3.2施工方法  

8、     3.2.1整坡       模袋混凝土施工基础为模袋砂，外侧设计坡比为1：2。①定位