加筋模袋混凝土在沈陽市團(tuán)結(jié)水庫護(hù)坡工程中的應(yīng)用

富建軍，王貴連

(遼中縣水利建筑工程公司，遼寧遼陽110200)

1 工程概況

團(tuán)結(jié)水庫是根據(jù)遼寧省治理蒲河規(guī)劃，于1969年建設(shè)的，灌溉水田設(shè)計0.27萬hm2，位于在遼寧省沈陽市東北72 km蒲河道上。水庫以滯洪為主，興利為輔。滯洪區(qū)標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇，水位高程為21.22m，泄量為496m3/s。最大蓄水量4 450萬m3，有效蓄水量1 340萬m3。水庫攔河橫堤長1 100 m，堤頂高程 22.60 m，頂寬 8 m，迎、背水坡均為 1∶4。東圍堤長12 286 m，頂寬3 m，迎水坡 1∶3，背水坡 1∶2.5。西圍堤長6 411 m，頂寬3 m，迎水坡1∶3，背水坡1∶2.5。左右大堤經(jīng)勘察多為塑性土及松散細(xì)砂，在庫區(qū)冰推力、漂浮物及風(fēng)浪、冰凌作用下，大堤迎水面邊坡破壞嚴(yán)重。尤其是冰推力引起的大堤隆起高度平均達(dá)1.1 m，解凍時迎水面發(fā)生大面積塌方，嚴(yán)重影響堤防的防洪安全。多年來在部分堤段雖采取了塊石護(hù)坡，仍沒有解決冰推力對大堤的破壞問題。根據(jù)沈陽市2000年蒲河整治工程規(guī)劃，對沈陽市團(tuán)結(jié)水庫堤防護(hù)坡工程中采用加筋模袋混凝土進(jìn)行治理，取得良好的效果。

2 工程設(shè)計方案

2.1 氣象與水文

團(tuán)結(jié)水庫以上河道長142 km，流域面積1 820 km2。多年平均降水量為660 mm，降水集中在7、8月份，約占全年降水量的50%。多年平均最大24 h降水量90 mm，最大3 d降水量110 mm，多年平均徑流深120 mm，多年平均徑流總量3億m3，多年平均氣溫8.7℃，多年平均最大風(fēng)速為15 m/s。無霜期平均為165 d/a，每年11月中旬結(jié)凍，次年3月中旬解凍，平均凍深1.2 m。庫區(qū)多年平均冰厚0.7～0.8 m，地下水埋深0.95 m。

2.2 工程地質(zhì)

水庫圍堤地處蒲河沖積平原，地勢平坦。根據(jù)地勘報告確定圍堤所在地區(qū)地層巖性為第四紀(jì)松散層。其中堤身由粉質(zhì)黏土、粉土、細(xì)砂混合土組成。堤基地層主要為河流沖積形成的粉質(zhì)黏土、粉土和細(xì)砂。團(tuán)結(jié)水庫圍堤堤身土質(zhì)不均，呈可塑、軟塑、流塑狀態(tài)土很多，局部還夾有硬塑狀態(tài)土，同時混有松散狀態(tài)粉細(xì)砂，天然孔隙比為0.33～0.45，含水率為12.1% ～42.5%，干密度為 1.62 g/cm3。

1)粉質(zhì)黏土:灰黑～灰褐色，有腥臭味，含有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)，含少量粉細(xì)砂，可塑狀態(tài)。切面稍有光澤，無搖撼反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，濕、局部含有粉細(xì)砂夾層。

2)粉土、黃褐色～灰色，含粉細(xì)砂顆粒、云母碎屑，見銹斑，有鐵銹味。濕，中密狀態(tài)。干強(qiáng)度低，韌性低，無光澤反應(yīng)，搖撼反應(yīng)迅速。層狀結(jié)構(gòu)，局部夾粉細(xì)砂團(tuán)塊，該層分布不穩(wěn)定，厚度為0.4 ～2.4 m。

3)細(xì)砂③:黃褐色～灰褐色，主要由石英、長石質(zhì)砂組成，混有黏性土，土在堤基部位分布不穩(wěn)定，稍濕，松散狀態(tài)，厚度為1.8 ～4.0 m。

4)細(xì)砂④:黃褐色～灰褐色，主要由石英、長石質(zhì)砂組成，含少量黏性土，飽和，稍密狀態(tài)。該層分布較穩(wěn)定，厚度為1.1 ～5.6 m。

5)細(xì)砂⑤:黃褐色～灰褐色:主要由石英、長石質(zhì)砂組成，分選性好，級配較差，均粒結(jié)構(gòu)。飽和，中密狀態(tài)?；煊猩倭糠圪|(zhì)黏土，局部含有中砂薄夾層或透鏡體，該層分布較穩(wěn)定，鉆孔未穿透該層，層頂埋深6.0～12.6 m。

2.3 設(shè)計依據(jù)

遵循2000年《蒲河整治工程規(guī)劃》，結(jié)合水庫圍堤實際情況進(jìn)行堤防和護(hù)坡設(shè)計。

堤防等級為四級，防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇。設(shè)計堤線采用原堤線。設(shè)計水面線采用《蒲河整治工程規(guī)劃》中水面線計算成果。

2.4 護(hù)坡設(shè)計方案

根據(jù)團(tuán)結(jié)水庫堤防現(xiàn)存不利影響因素，考察歷年護(hù)坡治理方式及治理效果，并綜合實際情況采用以下設(shè)計方案:

在設(shè)計水位以下采用模袋混凝土護(hù)坡形式，厚20 cm，內(nèi)插Φ12螺紋鋼筋，鋼筋間距為30 cm。模袋混凝土頂部以30 cm×20 cm的鋼筋混凝土封頂。護(hù)腳為5 m寬鉸鏈?zhǔn)侥４炷?，?5 cm。水位以上至堤頂采用20 cm厚六角形網(wǎng)格混凝土塊護(hù)坡，網(wǎng)格空隙植草，頂部以30 cm×20 cm的素混凝土封頂。斜坡面模袋混凝土及網(wǎng)格混凝土塊下均鋪20 cm砂墊層。坡面及坡腳均鋪土工布反濾。

模袋混凝土護(hù)坡左堤斜坡長5m，右堤斜坡長7m。頂高程為設(shè)計水位。網(wǎng)格混凝土斜坡長4.1 m。

混凝土標(biāo)號為C20，抗?jié)B標(biāo)號為W4，抗凍標(biāo)號為F150。土工布要求400 g/m2。封頂混凝土每15 m用瀝青木板分縫。

混凝土模袋的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 混凝土模袋的主要技術(shù)參數(shù) m

3 施工組織設(shè)計

1)水泥采用32.5級普通硅酸鹽水泥，嚴(yán)防潮濕變質(zhì)，砂采用中砂，含泥量＜3%，云母含量＜1%，砂中不含多孔、風(fēng)化易破碎顆粒，砂使用前沖洗干凈，除去骨料中的有機(jī)雜質(zhì)和淤泥、卵石粒徑在(5～20)mm之間。

從供給與消費(fèi)兩方面分析老齡化對我國區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響存在的差異。供給角度，勞動人口占比每提高1%，第Ⅲ類地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級水平將上升2.378%，第Ⅳ類地區(qū)上升0.023%，說明中西部地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)受勞動力供給的影響較大，存在人才缺失問題。消費(fèi)角度，老齡人口的消費(fèi)每提高1%，第Ⅲ類地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級水平下降0.375%，而第Ⅳ類地區(qū)上升1.972%，說明東部地區(qū)老齡人口消費(fèi)有利于該地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。

2)土工布應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求的型號、規(guī)格、數(shù)量選購，并應(yīng)有相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)資料，產(chǎn)品合格證和質(zhì)量檢測報告。鋪設(shè)時應(yīng)從上至下，順?biāo)鞣较蛞来未罱?，搭接寬?0 cm。

按圖紙要求尺寸將預(yù)制的鋼筋插入模袋，并采取措施保證鋼筋穩(wěn)固，具有足夠保護(hù)層。避免模袋混凝土充灌時鋼筋偏離設(shè)計位置。

3)封頂、封邊及頂部處理。充灌完模袋后進(jìn)行連接處和封頂、封邊處理。

a邊界處理，要做好護(hù)坡橫向邊界土工膜和模袋的嵌固。護(hù)坡邊界縱向的處理，要保證各段護(hù)坡的良好連接使其穩(wěn)定。

b封頂、封邊混凝土邊線要順直，頂部要平整。

4)竣工清理。模袋充灌成型、邊、頂、底處理后，清除上面的雜物，混凝土進(jìn)入養(yǎng)護(hù)階段，應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)＞14 d。

4 工期

團(tuán)結(jié)水庫堤防工程施工受季節(jié)因素限制，根據(jù)工程的實際計劃年內(nèi)進(jìn)行，汛前的5～6月為施工期。

5 結(jié)論

2002年在西圍堤建設(shè)500 m實驗段，經(jīng)過3 a的冬季觀察和觀測，與漿砌石、混凝土板等剛性材料護(hù)坡對比，在凍融循環(huán)作用下漿砌石、混凝土板等剛性材料護(hù)坡受到不均勻凍脹作用下產(chǎn)生錯位，并且在融化無法恢復(fù)到原位，從而使剛性材料表面形成裂縫。土工模袋工程在凍融期無此現(xiàn)象。2006—2010年推廣到東、西圍堤的全面建設(shè)，現(xiàn)完成12 400 m，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和工程效果。

［1］GB 50286—98堤防工程設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，1998.

［2］SL 275—2002水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，2002.

［3］牛運(yùn)光.防汛與搶險［M］.北京:中國水利水電出版社，2003.