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模袋混凝土施工中如何把控充灌压力与厚度均匀性?

2025-12-06

模袋混凝土施工中如何把控充灌压力与厚度均匀性?

模袋混凝土施工核心技术:充灌压力把控与厚度均匀性控制指南

模袋混凝土的充灌压力与厚度均匀性直接决定防护结构的抗冲强度、耐久性及工程质量,二者相互关联又需精准调控。结合《水运工程模袋混凝土应用技术规范》(JTS/T 159—2021)及工程实践经验,需建立 “前期适配 — 过程精调 — 动态监测” 的全流程控制体系,具体方法如下:

一、前期准备:奠定压力与厚度控制的基础条件

1. 模袋与混凝土参数适配设计

  • 模袋选型与结构确认:根据工程场景选择对应类型模袋,如河道护坡用无反滤排水点模袋(厚度 150-200mm),海岸工程用带反滤排水点的铰链块模袋(厚度不小于 250mm);模袋需预设吊筋带控制厚度,吊筋间距按设计厚度精准排版,确保充灌后上下层织物间距均匀,形成稳定的厚度约束框架。

  • 混凝土配比优化:采用高流动性、低收缩性混凝土,坍落度严格控制在 20±2cm,添加减水剂与粉煤灰提升和易性,骨料粒径不超过模袋孔径的 1/2(通常≤15mm),避免堵塞泵管影响压力传递;水下施工时需掺入抗分散剂,确保混凝土强度损失率<10%,保障压力作用下的均匀填充。

2. 基面与模袋铺设预处理

  • 基面平整度控制:清除坡面杂物、淤泥,采用压实设备处理基础,陆上坡面用 3 米直尺检测平整度,间隙不超过 20mm,局部凹陷不超过 50mm;水下基面由潜水员配合清理,确保模袋与基面密贴,避免因基底起伏导致局部厚度偏差。

  • 模袋固定与密封性保障:按设计尺寸铺设模袋,采用锚杆或砂袋锚固四角及边缘,纵向搭接宽度不小于 300mm,横向搭接不小于 200mm,接缝处重叠缝制或用搭接布处理,防止充灌时移位或漏浆影响压力分布;铺设后用经纬仪复测边缘位置与顶面高程,偏差分别控制在 ±50mm、±30mm 以内。

二、过程控制:充灌压力与厚度的精准调控方法

1. 充灌压力的分级把控策略

  • 基准压力设定:常规工况下充灌压力控制在 0.2~0.3MPa,泵管出口设置减冲挡板避免局部压力骤增;当设计厚度≥600mm 时,可将流量加大 50%,压力保持不变,通过延长充灌时间实现均匀填充;泵送距离不超过 50 米,避免因管路损耗导致末端压力不足。

  • 动态压力调整:充灌初期以低流量(10~15m³/h)启动,待模袋初步鼓起后逐步稳定压力;接近盈满时降低流量至 5~8m³/h,暂停 5~10 分钟待水分、空气排出后再补灌,防止压力骤升撑破模袋;出现局部鼓胀时,立即换仓充灌或减缓速度,配合人工踩踏疏导压力。

  • 设备与操作协同:采用强制式搅拌机与电子计量装置,确保材料计量偏差控制在水泥 ±1%、骨料 ±2% 以内,避免混凝土和易性波动影响压力传递;泵管与充灌口系牢固定,操作人员全程观察模袋受力,及时调整张紧装置平衡压力。

2. 厚度均匀性的多维控制手段

  • 充灌顺序与分区管理:采用 “由下而上、逐仓连续” 的充灌顺序,陆上施工从已充填的相邻模袋处开始,水下施工由中心向四周展开,单区充灌间隔不超过 30 分钟,防止混凝土初凝导致填充不均;实行分区跳仓施工,每完成一个仓格立即检测厚度,合格后再进行下一仓格。

  • 实时厚度监测:充灌过程中用插钎法实时检测厚度,每 10m 设置一个检测点,确保厚度偏差≤±2cm;模袋充灌完成后,采用钻孔取芯法复核,每 500m² 检测 3 点,芯样直径 100mm,偏差控制在设计厚度的 ±10% 以内,且z小厚度不低于设计值的 85%。

  • 异常处理措施:发现局部厚度不足时,在混凝土初凝前通过备用灌口补灌,补灌压力比基准值降低 0.05MPa;若出现褶皱或脱空,立即停止充灌,用人工踩踏或振捣棒(陆上工况)辅助压实,重新充灌至设计厚度。

3. 特殊场景的专项控制方案

  • 水下施工管控:由潜水组配合展开模袋并拉紧四角,采用两次充灌法,充灌至设计厚度的 50%,待模袋贴合基底后补灌至满,全程通过水下摄像头监测充盈状态;充灌后及时施工压脚棱体,防止水流冲击导致厚度变形。

  • 陡坡与水位变动区处理:坡度>1:1.5 的陡坡段,在模袋两侧设置挡块保障边缘垂直,充灌时每上升 1 米检测一次厚度;水位变动区选择 290g/m² 以上的复合模袋,充灌后覆盖土工布保湿养护≥14 天,避免干湿循环导致厚度收缩不均。

三、质量验收:压力与厚度控制的验证标准

  1. 压力相关质量指标:充灌过程中无模袋破裂、漏浆现象,压力波动幅度≤0.05MPa;SF₆气体压力监测(若采用)显示无异常泄漏,模袋表面滤水孔排水通畅,无压力积聚痕迹。

  1. 厚度验收核心要求:外观检查无明显褶皱、鼓包,表面平整度用 2m 靠尺检测,间隙不大于 8mm;钻孔取芯检测显示厚度均匀,芯样密实无孔洞,抗压强度平均值不低于设计值,z小值不低于设计值的 90%。

  1. 综合性能验证:充灌完成 7 天后检测早期强度,28 天检测强度,每 500m³ 留置 6 组试块;抗冲刷性能测试显示,水流流速≤5m/s 时无结构破损,满足工程设计要求。


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