基于模袋混凝土护坡技术的港航整治工程实践方案设计

基于模袋混凝土护坡技术的港航整治工程实践方案设计
◎ 陈禺涵 张弘鑫 胡炜宁 许平凡 福州大学先进制造学院
摘 要：港航整治工程可有效维护港口航道正常使用功能，对于防范风险、优化功能有重要意义。

模袋混凝土护坡工作是港口航道工程中常见的建设工艺，具有诸多应用优点，因此在河流防护工程中得到广泛应用，本文以福建某港口航道整治工程为例，探讨模袋混凝土护坡技术的施工特点及原理、分析施工过程中的技术与质量控制要点，建立科学的施工实践方案。

关键词：模袋混凝土护坡；港航整治；施工设计；质量管理
港口航道在行船、停泊、保证港口正常使用等方面发挥重要作用，为消除港口航道对行船及停泊的不利影响，需要根据实际情况实施整治工程。

现阶段航港整治工程中，随着技术不断进步与研究深入，模袋混凝土护坡等技术应用到港航整治工程中。

与传统护坡工程技术相比，模袋混凝土护坡具有施工简单易行、施工快、适用范围广、耐冲刷能力强、能有效保护大面积边坡、整体护坡性能优越、稳定性卓越、耐久年限长效等诸多优势。

同时，该种材料所采用的护坡施工技术还具备在水下环境中进行施工的功能，因此在众多领域的防洪堤坝维护、边坡防护、港口维护、码头建设等大型防护工程中得到运用。

为探讨港口航道整治工程的实际施工方案，本文以福建某港口航道为例，设计工程实践方案，解决重点质量控制要点。

1.港口航道整治工程中模袋混凝土
护坡技术特征
1.1工艺原理
模袋结构在施工过程中能够实
现良好的透水效能。

将混凝土或水
泥砂浆直接注入其中，使得多余水
分穿过织物并顺利流经空隙，进而
降低水灰比，加快凝固速度，确保结
构的抗压性达到规范标准。

目前，模
压成型工艺得到广泛应用，尤其对
坡面、曲面以及水下混凝土进行浇筑
作业时，其优良施工效果得到充分展
现。

例如，为防止由于气候条件变化
带来的裂缝问题，在模袋两侧配置隔
离布等相关材料，采用设置伸缩缝的
方式可有效加以控制。

模袋防护结构实际施工过程中，
要注重对现场地质条件的精确掌控，
了解现场环境条件，结合具体的水利
工程建设需求，综合考虑各方面成本
因素，以满足设计方各类技术指标要
求，确保边坡结构的稳定性达标。

1.2施工优点及适用范围
水面工程建设领域，模袋混凝
土护坡技艺的流行主要凭借其简便
易行的特性以及快速高效的施工速
度。

模袋混凝土护坡技术能通过一
次喷灌成型的工艺完成施工，操作
过程简洁明了，缩短了施工所需时
间，有效缩减整个项目的工期。

采用
模袋混凝土护坡技术建造的水面工
程，能确保结构的稳定性和可靠性符
合标准，无需进行断航、截流等处理
措施，亦无需构建疏水引水设施或填
筑围堰结构；这一施工技术在不同的
地形条件下皆可适用，尤其适用于深
水护岸、护底等复杂结构形式，避免
了传统围堰施工带来的繁琐步骤，使
水下作业得以直接展开，并保障了施
工机械化程度的提升及整体结构性
能的达标，从而延长了结构的使用寿
命[1]。

从模袋的生产工艺流程来看，
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其简洁性为提升机械化水平奠定了坚实基础，降低了生产成本，进而提高了建筑项目的整体质量与效益。

2.施工实践案例分析
2.1基本信息
福建闽江南港口航道按内河Ⅳ级航道标准建设，工程位于福州市域内，起于闽江淮安分流口，经南港终点至马尾，整治航道长约35km，主要建设内容为疏浚工程、护岸工程、航标工程等。

最大通航船舶吨位为500t，双线航道宽度50m，单线航道宽度30m，航道水深1.9m，弯曲半径不小于330m。

已建成的闽江水口电站的建设，使电站大坝以下河道的来水来沙条件发生显著变化，坝下河段来沙量和含沙量骤减，潮流界和超区界上提，枯水期坝下月平均径流量增大，坝下最小流量增大。

枯水期侯官以下河段水流动条件较大幅度增强，闽江南北港低水位下跌。

水口电站的建成，拦截了占闽江流域86.0％的推移质泥沙，悬移质泥沙量和水体含沙量骤减，为南港航道的整治提供了条件。

2.2施工参数设计
土工织物模袋性能指标，材质选取为丙纶，充灌材料为C30混凝土，平均成型厚度为200mm，抗拉强度径向≥44kN·m-1，纬向≥40kN·m-1，承载比顶破强度≥3.5kN，垂直渗透系数为1.0*10-2－1.0*10-3cm·s-1。

模袋混凝土性能指标，根据模袋混凝土施工要求，本次航道整治工程所用模袋混凝土设计标准为C30级，参考水灰比例范围在0.60至0.65之间；集料颗粒尺寸控制在5至20毫米之间；塌落度设定值则为22厘米加上2厘米的偏差。

此外，水泥、粉煤灰以及碎石料与粗砂的配合比率均依据实验室内部测试结果而充分调整与确立，所有的施工操作流程与工程性能表现都严格遵循国家法规《水运工程混凝土施工规范》(J TS
202-2011)[2]。

3.施工过程及质量控制
3.1施工准备
在启动混凝土护坡工程的前置
步骤中，严格遵照施工规范的相关要
求预先制备模袋，保证每个模袋内部
填充充足且均匀的混凝土，实现安
全稳定的护坡技术，从而将施工过
程的总体品质提高到新的高度。

正式
开工前需关注几个细节问题：首先，
根据预定的护坡设施布置图，依循严
谨的设计规定进行施工，进而使得
整个工程项目能够顺利开展；其次，
坚决遵循工艺规划的设定原则，以
求最大程度地提升工程构造物的综
合性效能。

在现场施工环节，所有参
与者都应该按照设计方案的各种要
求来操作，保证整个施工流程顺利进
行。

再者，务必确保坡面结构显露在
外的表面保持整洁、干净，避免任何
杂质或异物的干扰，保证平滑度符合
验收标准，让模袋的铺设施工顺利展
开，并保证整体结构的性能与质量皆
达到行业内顶尖水平。

除此之外，在
生产厂家的模袋设计阶段，需采用预
处理程序并执行有效的加工工艺，
以确保持续满足施工现场的特定要
求。

最后，在建设场地的环境评估方
面要给予足够重视，例如深入了解当
地的地形特质等情况，同时还要做好
材料和设备的物流调度工作，以及护
坡前期筹备事项，确保所有资源材料
供应充裕，为项目施工的顺利进行保
驾护航。

3.2测量放线
测量及放线过程中，注重点包
括：首先，确保模板袋及护坡高度达
到施工质量标准所需的精密程度，需
执行严谨且细致的岸边坡度标高监
测任务，以确定被揭示出的位置误差
位于可接受的范围之内，注重对标尺
点的精准度量。

其次，在建立轴心线
监控网络的环节，运用高精度的全站
仪器进行操控，以便适应数据精度的
具体需要，除此之外，保证整个监管
网络的完整性和精准度，从而消除由
人工操作所引发的放样偏差现象。

进一步，遵循设计方案中严格规定的
各项要求开展工作，确保各个定位指
标误差得到良好掌控，维护放样精度
的优质水平，规避可能出现的严重偏
差问题。

最终，实际测量与放样作业
过程中，采纳粗放与精细放样紧密配
合的策略，以获取更高的放样精度，
进而达到设计标准的预定要求，为之
后港口航道护坡工程项目奠定坚实
的基础设施保障，满足相关工程技
术标准的具体要求。

3.3岸坡整修
岸坡整修过程中，需注重稳定性
与完整性，施工注重点包括：第一，
严格把控坡面平整度，力求达到约为
十厘米的标准，若存在任何偏差，则
应限制在4%误差范围内。

若这一环
节无法达标，将会影响后续模袋的
铺设效果。

第二，岸坡整修期间，确
保岸坡结构达到优越的密实度性能
至关紧要，这是因为岸坡常年遭受水
位扩张及冲击的压力，易引发下沉现
象，从而危及整个工程的长时间正常
运作。

唯有强化整修措施，以保障结
构的良好效果并规避洪水灾害隐患，
对此应对填土作业进行有效处理，确
保填土量满足规定要求。

第三，新坡
与旧坡之间处理，在坡底处理过程中
要清除额外土块，否则会影响结构的
稳定性与品质，滋生其他风险。

3.4模袋铺设
模袋铺设包括三个环节：首先，
确保模袋混凝土的边坡修整工作全
部就绪，然后依据施工大致走向，
在港口航道护坡处挖掘出深度以及
底宽均为1米的边界沟槽，此时，模
袋摆放的方向需保持合理的坡度比
例，即1:1.3；接下来是模袋具体铺
设，需按照预先设定好的铺设方位和
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珠江水运
2024年01月
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模袋的编码，将模袋放置到相应的位点之上，在修葺完善后的边坡上顺畅铺展，再利用缝合各模袋地面所配备的非织造土工织物使每一个模袋紧密相连；最后是穿管和打桩。

当所有模袋都已成功连接，需在模袋的上下两端预留的套管袖口中插入规格为直径60毫米的钢管，对模袋上端的土工织物可使用铁丝制成n型钉，再借助手拉葫芦牢固连接于固定桩之上，模袋的松弛程度可通过手动调整葫芦来实现，而在模袋下方，只需人工将钢管拖至水中，待钢管抵达预定位置后，模袋顺利展开，同时将模袋下口严谨绑扎，至于模袋上端的固定任务，则可通过设立桩基来实现[3]。

3.5模袋充填
第一，模袋敷设工程施工后，应自下而上分段逐步实施预留灌浆出口的浇捣作业，以确保工程下部的浇捣工程质量符合相关规范要求。

第二，填充作业过程中，需保证导管末端留置10米长的高压弹簧管，以保障与泵管及灌浆口之间的稳固联系。

当水上构造物通过工人操作进行船上吊装和软管移位时，对于水下部分则需要由潜水员进入内部并插入模袋进料口部位，使用铁丝捆扎加固，当软管发生转向变化时，其转角限制在70度以下。

在充填作业期间，应依次从水流上游至下游的顺序进行，充填速度应保持在每小时12至18米，施加的压力为0.2－0.3兆帕斯卡[4]。

每当完成一次充填作业后，务必使模袋内混凝土处于饱满状态，保持静待5分钟时间观察水面情形，然后再行充填并立即进行灌浆口封堵处理，采用内折式方法处理，以达到表面光滑和平整度达标的要求。

进行混凝土灌注施工时，应先从各单体结构段逐渐向其上下游方向的进料口中进行灌注施工，完成前一个灌注口浇捣工作后，需连接相应钢管和其他软管，以实现连续性的灌注施工过程。

为保证砼输送过程中实现
适时移位处理，从而确保整个施工
进程稳步推进。

灌注过程中，潜水员
需对水下情况保持密切关注，同时根
据模袋填充的现状，采取持续踩踏
措施以保证其能够顺畅地流动反应，
确保模袋内的混凝土得到充分的填
充。

当水上混凝土灌注作业完成1h
后方能清理模袋混凝土表面的杂质，
以确保其达到美观度的最高标准。

第三，所有充填作业全部完成
后，应对边坡结构实行踩踏处理，
以确保其水平程度符合相关规定需
求。

模袋混凝土结构具备足够的稳定
性，不会对后续的结构造成任何负面
影响。

第四，模袋混凝土护坡充填工作
完毕后，应保证顶部的宽度偏差控制
在20厘米以内，以及顶底部位的高
程偏差在高度差的-20～-40毫米之
间，混凝土结构表面的平整度偏差限
制在5厘米之内[5]。

第五，完成模袋混凝土充填施工
后，应利用探针进行厚度测量，以确
保所测数据的精确性符合相关要求。

第六，填充作业施工过程中，必
须确保混凝土具有优良的流动性能，
使其在模袋内能够正常地流动。

在此
次施工过程中，混凝土的坍落度大约
在230毫米，且其和易性表现良好。

第七，模袋混凝土初步凝固前，
应埋设排水管道，以保证模袋混凝土
护坡具备良好的排水功能。

3.6清理养护
对模袋进行冲刷施工，确保模袋
表面无浮尘现象，同时保持足够的清
洁度，以满足相关技术要求。

在此基
础上，严格控制模袋与基面之间的严
密程度，使之符合设计所规定的防
渗透性能。

另外，结合实地情况对模
袋进行有效的养护处理，以防止可能
出现的模袋破裂等不良状况。

模袋的
养护施工工作至关紧要，针对此项工
作所制定的具体操作规程及参数指
标要求：根据实际情况，采取有效技
术及其管理措施，防止模袋内部的混
凝土发生过快的干燥现象，因为一
旦混凝土过于快速地失去水分，会导
致其表面产生更多缝隙，这将直接
影响到防渗漏的工程效果。

【基金项目：自然资源部海洋生物
资源开发利用工程技术创新中心开放
基金（基金号：TIMBR202104）。

】
[1]殷壕.
的应用[J].中国水运,2023(07):89-91.
[2]冯琳.港口航道整治工程中的大体积混凝
土护坡施工技术[J].珠江水运,2023(13):10-
12.
[3]唐加俊,邹春霞,薛慧君,等.双掺合料
模袋混凝土的孔隙特征研究[J].硅酸盐通
报,2019,38(07):2274-2280.
[4]胡会文,胡修明,陈志文,等.模袋混凝土护
坡在河道工程中的应用[J].长江工程职业技术
学院学报,2010,27(04):10-11+13.
[5]赵彬,王超,李放.港航整治工程中的模
袋混凝土护坡施工技术研究[J].中华建
设,2021(01):103-104.
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