江苏信安水下工程有限公司
一、模袋混凝土在天津市水利建设中的试验应用
1.引滦明渠大张庄段模袋混凝土护坡
该段工程位于引滦工程大张庄段输水明渠左岸,进行了6500m2的模袋混凝土工程,模袋形式为带滤点型,模袋混凝土设计厚度为12cm,充灌材料为流动混凝土,设计抗压强度为20MPa,混凝土设计抗冻标号为D150。现场从边坡清淤清坡开始到全部工作完成,仅用20天时间,模袋混凝土充灌施工过程仅用8天时间即告完成。该工程主要特点为打破了带滤点型模袋只能充灌砂浆,不能充灌混凝土的国外施工经验的束缚,采用带滤点型模袋充灌流动混凝土,应用效果非常好,降低了材料成本,提高了技术应用价值。
2.引滦黎河模袋混凝土跌水坝试验应用
引滦黎河大安乐庄桥上跌水坝段河底宽70m,设计输水流量60m3/s。坝址处5年一遇洪水流量为240m3/s,10年一遇洪水流量为380m3/s,大安乐庄桥上跌水坝设计控制流速为1.0m/s。本工程设计按输水流量60m3/s设计,输水流量75m3/s校核,坝体横断面结构形式为实用堰型,顶宽3.0m,上游侧边坡坡比为1∶2,现浇模袋混凝土伸入上游河底,下游侧边坡坡比为1∶1,模袋混凝土一直伸到消力坎形成消力池。为约束水流减轻对护坡底部冲击,堰顶两侧设计高出堰顶1m的戗台,由混凝土预制块构成。
为了更好地了解模袋混凝土跌水坝的水流、消能防冲特征,进一步优化消力池、海漫及防冲槽的结构形式,***工程设计的质量和跌水坝工程运行的***,进行了混凝土跌水坝水工模型试验。试验要求对正常输水及5年一遇、10年一遇洪水条件下的跌水坝的水流流态、水深、流速、冲刷情况进行研究,以提高消能效果和优化上、下游水流的衔接方式。
经过室内的多方案试验比较,采用方案为:在距跌水坝堰顶7.5m处设高0.45m、宽0.45m的一道消力坎,在距消力坎5.1m处设一排高0.45m、平面尺寸0.3m×0.3m的消力墩,间距为0.3m。该方案在正常输水及5年一遇、10年一遇洪水流量情况下的消能效果和水流衔接条件皆良好。使海漫末端的水流流速、水深调整到与下游河道的水流流速、水深基本一致,可减轻对防冲槽的冲刷破坏,***工程安全。
河底跌水坝坝体基础利用原有的跌水坝基础,坝坡面覆盖一层300g/m2无纺土工织物,然后覆盖织物模袋以充灌混凝土,顺河道方向布置,每块模袋材料之间搭接布宽50cm,其中河底模袋混凝土厚30cm,两岸边坡采用15cm厚模袋混凝土,混凝土的设计抗压强度为25MPa,混凝土设计抗冻标号为D150。坝下游消力池模袋混凝土通过混凝土之间的分缝以降压,从而提高稳定安全系数。
1998年5月首***行分段围堰法施工,采用推土机开挖,人工找平、清理、整平河底及两侧1∶5边坡,砌筑消力坎、消力墩及两侧戗台,坝后端及消力池、海漫边坡铺设一层无纺土工织物做反滤层。从6月2日开始进行左岸河底、边坡护面的模袋混凝土充灌施工,混凝土坍落度控制在23~25cm之间,相应配套搅拌机2台,要求供应混凝土搅拌料不能间断30分钟,增强模袋混凝土的整体防冲抗浮能力。至6月13日模袋混凝土充灌施工全部完成。随后进行土工网石笼软体排防冲槽施工成型,***进行模袋混凝土跌水坝整体工程的封顶等整理工作,模袋混凝土工程量为870m3。在1998年6月大汛前,历时1个月,现场模袋混凝土浇筑仅用8天即告完成。通过以上工作,即完成引滦工程黎河模袋混凝土跌水坝试验工程。
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