定型化模板鋼筋混凝土護(hù)坡施工技術(shù)研究

文／傅利榮、馬正鵬 中電建路橋集團(tuán)有限公司 北京 100080

引言：

1.工程技術(shù)問(wèn)題及施工難點(diǎn)

1.1 坡面開(kāi)挖與回填

坡面開(kāi)挖過(guò)程中需要控制土方開(kāi)挖的深度和坡度，確保開(kāi)挖面平整。由于巖質(zhì)邊坡的復(fù)雜性，巖石的種類(lèi)及硬度等特性均會(huì)影響開(kāi)挖難度，同時(shí)還需考慮巖石破碎和塊體滑落的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要采取相應(yīng)的爆破和支護(hù)措施，確保開(kāi)挖作業(yè)安全順利完成?；靥钚枰x擇符合工程要求的填充材料，坡面施工要求其具有良好的排水性。為保證填充層的均勻性，需要合理安排填充順序和厚度，采用機(jī)械壓實(shí)設(shè)備加強(qiáng)填充層與原坡面的結(jié)合，提高緊實(shí)度。巖石表面與鋼絲格柵網(wǎng)的緊密連接、填充層與鋼筋混凝土襯砌的良好結(jié)合，對(duì)于整個(gè)護(hù)坡工程的穩(wěn)定性至關(guān)重要。因此還應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)倪B接材料和施工方式，確保巖石裸露面和填充層之間的界面牢固可靠。

1.2 護(hù)坡結(jié)構(gòu)選擇

護(hù)坡結(jié)構(gòu)的選擇需要考慮巖質(zhì)邊坡的特點(diǎn)和不同工程條件下的要求。具體而言，不同的巖質(zhì)邊坡具有不同的坡度、高度和巖體性質(zhì)，而定型化模板的選擇也應(yīng)當(dāng)考慮其承載能力、抗?jié)B性能和耐候性等方面的要求，并與巖質(zhì)邊坡的工程要求相匹配，同時(shí)采用適當(dāng)?shù)倪B接方式和支撐系統(tǒng)，確保模板的穩(wěn)固性和可靠性。

安裝時(shí)注意模板與巖體之間的表面適應(yīng)性和緊密性，確保二者牢固結(jié)合。澆筑時(shí)避免出現(xiàn)空洞、缺陷或冷接縫等問(wèn)題，控制混凝土的均勻性和澆筑質(zhì)量。此外，還應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照混凝土材料要求進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)，以確保其強(qiáng)度和耐久性?？梢?jiàn)，施工中需要綜合考慮巖質(zhì)邊坡的實(shí)際情況，合理選擇護(hù)坡結(jié)構(gòu)并采取適當(dāng)?shù)氖┕ご胧源_保護(hù)坡施工的質(zhì)量和安全。

1.3 防水排水設(shè)計(jì)

護(hù)坡結(jié)構(gòu)本身需要具備一定的防水性能，以防止雨水滲漏進(jìn)入巖體，因此防水設(shè)計(jì)需要同時(shí)考慮防水材料和施工方法。排水系統(tǒng)方面，為了防止雨水、積水等在護(hù)坡內(nèi)部積聚產(chǎn)生壓力，可以在護(hù)坡的背后或底部設(shè)置排水管道，將積聚的水流往外導(dǎo)出，避免水壓對(duì)護(hù)坡結(jié)構(gòu)的影響。使用適當(dāng)?shù)拿芊獠牧蠈?duì)護(hù)坡結(jié)構(gòu)的連接處和接縫進(jìn)行密封處理，以確保整個(gè)護(hù)坡系統(tǒng)的防水性能。此外，還要充分考慮渠道臨水側(cè)和背水側(cè)的水位差，避免設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致過(guò)大的滲流量和滲透破壞，甚至造成滑坡等不良后果。由該原因所導(dǎo)致的渠道險(xiǎn)情超過(guò)了總數(shù)量的60%，因此在設(shè)計(jì)時(shí)還需要全面考量防滲性能等因素。

1.4 混凝土澆筑高度大

由于混凝土自身流動(dòng)性限制，較大的澆筑高度容易導(dǎo)致其難以平穩(wěn)流動(dòng)，造成澆注區(qū)域內(nèi)的澆筑質(zhì)量不均勻。對(duì)此需要采取合適的澆筑方法并控制澆筑速度，確?；炷猎谳^高位置能夠均勻流動(dòng)，并避免氣泡和缺陷的產(chǎn)生[1]。對(duì)于高大渠道坡面而言，還需要考慮混凝土的豎向荷載和溫度控制。較高高度的混凝土澆筑會(huì)增加混凝土的垂直壓力，可能導(dǎo)致澆筑區(qū)域內(nèi)的混凝土變形或開(kāi)裂。對(duì)此可以考慮分段澆筑的方法，將混凝土分成若干個(gè)相對(duì)較小的澆筑段，控制其拼接、協(xié)調(diào)和溫度，以減小混凝土的變形和開(kāi)裂問(wèn)題。在養(yǎng)護(hù)方面，較高位置的混凝土暴露于外界環(huán)境中受到氣溫和風(fēng)力等影響，容易發(fā)生快速干燥和收縮的情況。因此施工過(guò)程中可通過(guò)覆蓋保濕膜、定期噴水等養(yǎng)護(hù)措施，保持混凝土的適宜濕度和養(yǎng)護(hù)時(shí)間，降低收縮和龜裂的風(fēng)險(xiǎn)。

2.施工工藝原理及特點(diǎn)

2.1 免拆定型化模板

免拆定型化模板相較于傳統(tǒng)的木質(zhì)模板而言，使用更為簡(jiǎn)便，不需要拆卸和重新組裝，減少了工期和人力成本，從而實(shí)現(xiàn)了施工效率的提高。為有效填平凹巖腔空隙，增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體強(qiáng)度，可通過(guò)注漿孔在其內(nèi)部填充膨脹混凝土。空腔外覆防滲土工膜的鋼絲格柵網(wǎng)，有效固定土層，防止土體流失和坡面下滑[2]。而防滲土工膜可以隔離水分和土壤，提高結(jié)構(gòu)的防水性能，從而同時(shí)起到防滲和保護(hù)作用?？涨粌?nèi)采用泡沫混凝土回填，可以降低整體結(jié)構(gòu)的密度，減輕自重荷載，并提供較好的隔熱性能。這種材料具有輕質(zhì)、保溫、隔音等特點(diǎn)，能夠有效減少護(hù)坡結(jié)構(gòu)對(duì)土體的壓力，降低滑坡風(fēng)險(xiǎn)?？涨磺槐陬A(yù)埋抗浮錨桿拉接多層鋼筋網(wǎng)片，抗浮錨桿的固定作用能夠保證整個(gè)結(jié)構(gòu)在水平和垂直方向上的穩(wěn)定性，使護(hù)坡結(jié)構(gòu)更為安全可靠。

2.2 邊坡空腔外的處理

鋼絲格柵網(wǎng)、防滲土工膜和墊層的依次鋪設(shè)能夠有效地提高護(hù)坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和防滲性能。具體而言，鋼絲格柵網(wǎng)通過(guò)雙股鋼絲錨桿拉接固定，能夠有效地抵抗滑坡和土壤流失的風(fēng)險(xiǎn)，提高邊坡的抗滑能力。防滲土工膜能夠隔離水分和土壤，防止侵蝕，增加了邊坡的防水性能。墊層在工程施工過(guò)程中，能夠平整地面、緩沖地面荷載，提供均勻的支撐，保證施工質(zhì)量。此外，現(xiàn)澆混凝土襯砌的應(yīng)用使得護(hù)坡結(jié)構(gòu)更加牢固和耐久。通過(guò)使用滑移提升軌道，能夠?qū)崿F(xiàn)模板的拼接和提升?，F(xiàn)澆混凝土可以在邊坡空腔外形成一層堅(jiān)固的襯砌，增加了邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力。

東莞石排產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，面臨著眾多的困境，限制了東莞石排產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，落后的企業(yè)產(chǎn)能，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展環(huán)境下，生產(chǎn)成本不斷提升的情況下，眾多行業(yè)呈現(xiàn)了競(jìng)爭(zhēng)同質(zhì)化的問(wèn)題，導(dǎo)致眾多品牌企業(yè)的核心技術(shù)處于同水平的狀態(tài)，是阻礙東莞石排產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重大問(wèn)題。此外核心企業(yè)的外遷會(huì)導(dǎo)致遷入地發(fā)展鎖定，與承接地區(qū)處于價(jià)值鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的地段，拉大輸出地與承接地技術(shù)差距的威脅，使得地區(qū)發(fā)展陷入鎖定的風(fēng)險(xiǎn)。甚至因?yàn)橥顿Y政策、生產(chǎn)成本等因素，造成核心企業(yè)的污染再一次轉(zhuǎn)移，使得遷出地區(qū)的產(chǎn)業(yè)空心化。

2.3 巖質(zhì)渠坡防護(hù)

混凝土襯砌通過(guò)澆筑實(shí)現(xiàn)，形成一層堅(jiān)固的護(hù)坡結(jié)構(gòu)。借助模板提升架進(jìn)行分塊提升，將襯砌模板上、下部分別固定在坡頂平臺(tái)和現(xiàn)澆混凝土坡腳上，保證了襯砌的穩(wěn)定性。這種施工方式使得邊坡具有更好的抗沖刷和防護(hù)能力，提高了整體質(zhì)量和耐久性。模板結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)也使得施工過(guò)程更加高效，縮短了施工周期。

2.4 提升施工質(zhì)量及效率

傳統(tǒng)的填充防護(hù)在巖石裸露表面進(jìn)行填充作業(yè)時(shí)，由于巖石表面不規(guī)則、空腔眾多，施工難度較大。而定型化模板的使用使得填充料能夠更加均勻地鋪設(shè)在巖質(zhì)邊坡表面，減少了填充過(guò)程中的空腔，降低施工難度。巖質(zhì)邊坡常常存在空腔和裂縫，容易導(dǎo)致巖體失穩(wěn)和塌方，而鋼絲格柵網(wǎng)和防滲土工膜的鋪設(shè)可以有效降低此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)。

3.施工工藝概述

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1 材料準(zhǔn)備

（1）為確保水泥質(zhì)量，建議采用大水泥廠生產(chǎn)的產(chǎn)品。合格的P·O42.5 普通硅酸鹽水泥具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠確?；炷恋馁|(zhì)量。（2）根據(jù)相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)選用符合要求的中粗砂作為細(xì)骨料，含泥量控制在2%以?xún)?nèi)，以確?；炷恋木鶆蛐院土鲃?dòng)性。（3）粗骨料可選擇花崗巖或石英碎石，其所具備的高強(qiáng)度低吸水性特性能夠確保混凝土具有較好的抗?jié)B性能。具體而言，粗骨料抗壓強(qiáng)度最低要求為80MPa，最大粒徑20mm 以?xún)?nèi)，為了控制混凝土空隙率，還應(yīng)保證針片狀顆粒含量低于5%，壓碎指標(biāo)10%～15%，含泥量小于1%。同時(shí)合理確定混合比例使其級(jí)配適當(dāng)[3]。（4）為提高混凝土的中后期強(qiáng)度并改善其工作性能，可摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰作為水泥外摻料。

3.1.2 渠道邊坡開(kāi)挖成型后準(zhǔn)備

使用GPS 系統(tǒng)獲取施工處精準(zhǔn)的地理位置信息，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地確定坡腳和坡頂?shù)奈恢?。在其幫助下獲取水平面和垂直面上的坐標(biāo)信息，計(jì)算出坡度和高程，并使用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行放線(xiàn)，按照設(shè)計(jì)圖紙上的參數(shù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的修整，確保施工過(guò)程中的土方開(kāi)挖、填筑和抹平等工作符合設(shè)計(jì)要求。使用GPS 系統(tǒng)進(jìn)行施工放線(xiàn)不僅可以提高施工的精度和準(zhǔn)確性，還能夠節(jié)約人力和時(shí)間成本。相比傳統(tǒng)的人工測(cè)量放線(xiàn)，其可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和快速定位，減少人為錯(cuò)誤和不必要的重復(fù)勞動(dòng)。此外，還應(yīng)當(dāng)清理巖面使其盡可能平整，從而為后續(xù)的施工提供良好的基礎(chǔ)和參考。

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 空腔填充

對(duì)于較大的巖溶空腔，需要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行清理，確保腔內(nèi)沒(méi)有雜物和松散巖石。清理后的腔壁應(yīng)平整干燥，并確保表面無(wú)積水。在清理后的空腔腔壁上埋設(shè)多層鋼筋網(wǎng)片，其數(shù)量、規(guī)格和布置密度需符合設(shè)計(jì)要求，以增強(qiáng)空腔的承載力和穩(wěn)定性。采用錨桿拉接免拆定型化模板，同時(shí)在凹巖腔內(nèi)部設(shè)置注漿孔，將泡沫混凝土澆筑至空腔內(nèi)部，填充應(yīng)均勻密實(shí)，減輕結(jié)構(gòu)負(fù)荷并提供一定的保溫隔熱性能。

3.2.2 錨桿和排水孔施工

錨桿可以通過(guò)將荷載傳遞到深層穩(wěn)定的地層或堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)中，增加地質(zhì)體的整體穩(wěn)定性和承載能力。其通過(guò)在土體中形成錨固力，有效地支撐和加固松散、疏松或不穩(wěn)定的土體。同時(shí)提供側(cè)向支護(hù)，防止土壤滑動(dòng)或坍塌，并增加土體的抗剪強(qiáng)度和整體剛度。因此，施工中需要在整個(gè)巖面上按照一定的間距均勻設(shè)置系統(tǒng)錨桿，增加邊坡的整體穩(wěn)定性。需注意，錨桿的布置間距需符合設(shè)計(jì)要求。而對(duì)于斷層帶兩側(cè)、相對(duì)破碎帶處、有傾向的危石處等邊坡薄弱地帶，則需要設(shè)置隨機(jī)錨桿進(jìn)行加固，提高整體抗滑能力[4]。在排水孔施工方面，采用風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，確?？锥吹馁|(zhì)量和準(zhǔn)確度?？讖酵ǔ?0mm，間距為4m，以滿(mǎn)足排水要求。排水孔以梅花型布置，增加排水面積和排水效果。斜率一般為i=0.1，出口處應(yīng)連接拍門(mén)式逆止式排水器，以降低倒灌和土壤流失對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。

3.2.3 坡腳施工

根據(jù)施工處地形，選擇竹膠板作為坡腳側(cè)模的面板，確保結(jié)構(gòu)牢固。使用方木作背肋和圍檁，內(nèi)拉外撐，增強(qiáng)坡腳的穩(wěn)定性。在與巖基結(jié)合部的外側(cè)鋪設(shè)石渣，防止混凝土跑漿，提高結(jié)合效果。施工前需要對(duì)巖基進(jìn)行徹底清理，去除松渣、浮石等雜物，保證混凝土與巖基的貼合度。可使用風(fēng)管吹凈施工區(qū)域的灰塵，確保施工環(huán)境整潔。對(duì)清理后的巖基進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐駶?rùn)處理，有利于混凝土的粘結(jié)和固化。澆筑時(shí)確?；炷梁穸染鶆?，對(duì)此可使用振動(dòng)器進(jìn)行混凝土的振搗，使其均勻分布并達(dá)到平整的表面。為提高坡腳結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量和耐久性，還需要對(duì)振搗后的混凝土表面進(jìn)行抹平、收面和壓光處理。

3.2.4 鋼絲格柵網(wǎng)安裝

鋼絲格柵網(wǎng)是一種由交織的鋼絲構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其具有高強(qiáng)度、耐腐蝕等特點(diǎn)，能夠有效增加混凝土的承載能力和抗拉強(qiáng)度，防止其開(kāi)裂和破壞，提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。具體而言，這種交織構(gòu)造可以有效約束混凝土的收縮和膨脹，減少由于溫度變化和水分損失產(chǎn)生的裂縫。在承重受力時(shí)，其能夠?qū)⒒炷恋膽?yīng)力均勻分散到整個(gè)結(jié)構(gòu)中，減輕集中荷載的影響，提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性能，并阻止裂縫的擴(kuò)展。在安裝前，首先需要確定位置并進(jìn)行造孔。在巖石中布置垂直架立筋，使用Φ16 鋼筋，插入巖石中的深度為20cm，間距為200cm×200cm。沿著渠道方向，同樣采用Φ16 鋼筋設(shè)立5 道架立筋，鋼筋骨架與錨桿之間焊接連接，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性[5]。使用吊車(chē)將鋼筋網(wǎng)片提升至倉(cāng)面，焊接、架設(shè)鋼筋骨架后按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行綁扎。確保鋼絲格柵網(wǎng)的穩(wěn)定性和牢固性，將側(cè)面、迎水面的保護(hù)層厚度設(shè)置為5cm，為護(hù)坡結(jié)構(gòu)提供有效支撐和保護(hù)。

3.2.5 防滲土工膜鋪設(shè)

防滲土工膜主要用于防止水或其他液體滲透到土壤中。在鋪設(shè)前，應(yīng)當(dāng)首先檢查并測(cè)量需要鋪設(shè)的區(qū)域，選擇對(duì)應(yīng)尺寸的防滲膜，提前運(yùn)輸至施工平臺(tái)。通過(guò)清理和平整處理，清除表面上的雜物、碎石等，確?；灼秸麍?jiān)實(shí)并清除尖銳物，以免損壞土工膜。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋪設(shè)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用從上往下推鋪的方式使其平整、順直，土工膜與基面之間沒(méi)有空隙或破損，同時(shí)避免任何不規(guī)范的操作。在兩塊土工膜連接處，使用專(zhuān)用接頭將其對(duì)正、搭齊，確保接頭牢固可靠，不會(huì)發(fā)生滲漏。如果土工膜出現(xiàn)破損或劃傷，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，以保證整體的防滲性能。鋪設(shè)完成后，及時(shí)檢查鋪設(shè)質(zhì)量，確認(rèn)土工膜的搭接牢固、平整，無(wú)明顯褶皺和波紋。此外，還要做好防滲土工膜與其他結(jié)構(gòu)（如鋼筋骨架）的連接密封工作，確保系統(tǒng)的完整性和可靠性。

3.2.6 模板安裝

根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高和定位要求在坡腳及坡頂處掛線(xiàn)，通過(guò)放樣測(cè)量確保模板安裝位置準(zhǔn)確。以網(wǎng)片骨架為參考面安裝滑軌側(cè)模支架，將最下端模板吊入后根據(jù)澆筑速度自下而上逐個(gè)安裝。補(bǔ)倉(cāng)施工的情況下可直接裝模，為解決拉桿較多、倉(cāng)面狹小的問(wèn)題，可以考慮拉鉤式螺桿與邊坡預(yù)埋筋拉結(jié)[6]。需要注意的是，確保模板的水平、垂直和整體穩(wěn)定性。檢查并調(diào)整模板之間的連接，確保嚴(yán)密密合，避免泄漏漿料。模板安裝完成后需進(jìn)行驗(yàn)收，確保安裝質(zhì)量和位置準(zhǔn)確。同時(shí)進(jìn)行必要的加固和調(diào)整，以保證模板的穩(wěn)定性和可靠性。

3.2.7 混凝土施工

對(duì)于需要大面積均勻澆注的石質(zhì)渠段邊坡而言，可將混凝土分塊進(jìn)行澆筑，通過(guò)跳躍式的方式依次進(jìn)行，以確保施工的連續(xù)性和穩(wěn)定性，即跳倉(cāng)澆筑[7]。首先根據(jù)施工要求和尺寸，按照伸縮縫將整個(gè)施工區(qū)域劃分為相對(duì)均勻的小塊，通常以一定長(zhǎng)度（比如4m）為單位進(jìn)行劃分。從施工起點(diǎn)開(kāi)始，首先進(jìn)行坡腳混凝土澆筑，確保坡腳的穩(wěn)固和承重能力。接著依次向上跳躍式進(jìn)行混凝土的澆筑。對(duì)此施工人員可使用混凝土泵或者其他輸送設(shè)備將混凝土送至施工點(diǎn)，在每個(gè)施工單元內(nèi)進(jìn)行均勻的澆筑。在完成一個(gè)倉(cāng)面的混凝土澆筑后，即刻轉(zhuǎn)移到下一個(gè)倉(cāng)面，同時(shí)對(duì)上一個(gè)倉(cāng)面的模板進(jìn)行安裝加固，以保證施工的連續(xù)性和穩(wěn)定性。根據(jù)施工計(jì)劃和設(shè)計(jì)要求，循環(huán)進(jìn)行澆筑和模板安裝加固的工作，直至完成整個(gè)施工區(qū)域的渠坡混凝土施工。注意選擇混凝土運(yùn)輸以及入倉(cāng)方式，澆筑完成后也要注意拆模時(shí)機(jī)。為確保迎水面具備一定承重能力，需要待混凝土硬化，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求70%以上。對(duì)此可以試拆頂層模板觀察混凝土硬化情況，以確定是否可以進(jìn)行拆模操作。

結(jié)語(yǔ)：

本文所研究的定型化模板鋼筋混凝土施工技術(shù)具有模板化和預(yù)制化的特點(diǎn)，可以快速搭建鋼筋模板和澆筑混凝土，大幅度提高施工效率。相比于傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)搭建模板和人工澆筑混凝土的方法而言，其能夠減少施工時(shí)間，加快工程進(jìn)度，降低施工成本。預(yù)制模板和標(biāo)準(zhǔn)化的施工過(guò)程能夠保證每個(gè)護(hù)坡結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確一致性，減少施工中的尺寸偏差和工藝失誤。同時(shí)，模板設(shè)計(jì)和制作過(guò)程受到嚴(yán)格控制，可以確保護(hù)坡結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。預(yù)制模板的重復(fù)利用和工程模塊化的設(shè)計(jì)理念也能夠減少材料浪費(fèi)，提高資源利用率。此外，這一技術(shù)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，可以通過(guò)調(diào)整模板和施工工藝來(lái)滿(mǎn)足不同地理環(huán)境和工程要求，在未來(lái)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。