植草袋护坡的设计和施工

　　土工模袋护坡是利用高强绵纶丝机织成的双层被状织物袋作为柔性模板，其内压力充灌混凝土或水泥砂浆，硬化后形成高强度的板块，已广泛使用于有掩护海港护岸和河道整治的大面积护坡工程。其主要特点是土工模袋可根据工程地形地貌加工制作，保证混凝土等充填料的形成；适用于水上、水下施工，不需构筑围堰，能在各种现场条件下组织施工，尤其是适用于沿江江堤、沿海海岸的防护；该护坡整体性好，无需大型的机具设备，施工中不影响通航，施工速度快、劳动强度低；防护面不需常年维修、维修费用少。因此，土工模袋护坡具有较高的推广价值。

　　1设计

　　1.1岸坡稳定计算

　　岸坡稳定性验算和安全度要求应符合《港口工程技术规范》规定，在验算时不考虑土工模袋混凝土的影响。

　　1.2土工模袋护坡厚度的确定

　　土工模袋护坡厚度的确定，可分别按下列方法计算，取其中最大值。

　　(1)护浮动所需厚度的计算

　　t≥0.07CHω

　　Lω/B×γω/(γe-γω)×(1+m2)/m

　　式中:C—面板系数，大板块取1.0，有滤点板块取1.5；

　　 Hω、Lω—分别为波高和波长，mm；

　　B—垂直水边线护面长度，m；

　　γω—水的容重，kN/m3；

　　re—混凝土或砂浆的有效容重，kN/m3；

　　m—边坡角α的余切，m=ctgα。

　　(2)护冰推力所需厚度计算

　　t≥pitiKsHi(1+mfcs)/1+m2(ksm-fcs)-HiCcs1+m2］

　　式中:pi—水平冰推力，kN/m2；

　　ti—冰层厚度，m；

　　Hi—冰层以上护面垂直高度，m；

　　Ccs—护面与坡面的粘结力，kPα；

　　fcs—护面与坡面的摩擦系数(无资料可取0.5)；

　　Ks—安全系数，一般取3.0。

　　1.3模袋护坡抗滑稳定性验算

　　假定模袋护坡沿坡面方向滑动(见图1所示)，抗滑稳定安全系数可按下式计算:

　　图1

　　Ks=W3+W2COSθ×tgφ/W2sinθ

　　=L3+L2COSθ×tgφ/L2sinθ

　　式中:Ks—抗滑稳定安全系数，一般不应小于1.5；

　　W3、W2—分别为坡面、坡脚模袋混凝土的重力，kN/m3；

　　L3、L2—分别为模袋在坡面、坡脚的长度，m；

　　θ—坡角(°)；

　　φ—模袋混凝土与坡面土界面之间的摩擦角(无试验资料时可取0.6～0.8)。

　　1.4土工模袋护坡的排水设计

　　土工模袋护坡应根据坡面水的出流量来确定滤水点分布的数量；当选用无滤水点土工模袋时，应增设渗水滤管。

　　1.5土工模袋护坡的构造要求

　　(1)顶部。一般宜采用浆砌块石保护，对于有地面径流的坡顶，应设置截水沟或其它防止地表水侵蚀土工模袋下部基土措施。

　　(2)底部。海岸斜坡护岸，底端应设压脚棱体或块体；河岸宜使模袋下端伸过设计冲刷线以下0.5m或抛石保护，以防冲刷。

　　(3)侧翼。应开沟槽，将两翼模袋埋入沟槽中。

　　(4)相邻两块土工模袋接缝，应垫设土工布，土工布与土工模袋的搭接长度应不小于50mm。

　　2施工

　　2.1土工模袋护坡施工前的准备

　　(1)熟悉设计文件，编制施工组织设计。

　　(2)根据设计图纸，现场地形，设计标准段和异型段土工模袋加工尺寸图，委托生产厂家加工。

　　(3)布设施工基线、高程控制点。

　　(4)施工机具、设备组织、施工便道、管道铺设等。

　　2.2坡面整修

　　土工模袋护坡冲灌成型后美观与否，很大程度上取决于坡面修整的质量。现对天然泥面、抛石坡面分述如下:

　　2.2.1天然泥面、坡面

　　(1)水上坡面修整。在测量放样的基础上，首先用机械进行开挖，并保证土坡面留有20cm厚的保护层，切忌超挖回填，然后进行精细放样。采用人工方式进行坡面修整，必须做到坡比达设计要求，河口线顺直，坡面平整，不能有块石突出或凹坑，不能有树根及其它尖锐杂物，以免刺破土工模袋，影响冲灌质量。对部分回填部位应做到分层夯实，以确保回填土干容量达到设计要求，对于水位变动区的回填，首先采用块石回填，然后用碎石找平。

　　(2)水下整被。由于水下土方由液压抓斗挖泥船施工，坡比及超挖等都难以控制。因此，必须在测量放样基础上设立水尺，沿河岸方向每隔10m设置一排样标，沿河道垂直方向每隔1m设置一排样标以便挖泥船尽可能以较小的台阶将边坡开挖成设计边坡。然后由潜水员用高压水枪将水下台阶式坡面冲成一致。

　　2.2.2抛石坡面

　　(1)坡面表面应用二片石、碎石进行整平，表面平整度:水下部分不宜大于150mm、水上部分不宜大于100mm。

　　(2)坡面水下部分整坡应由潜水员配合整平、检查。

　　2.3铺设土工模袋单元

　　(1)施工前必须确定沿水流方向为施工方向，然后沿岸线施工方向铺设土工模袋单元，第一次铺设至少四个单元，异型单元必须对号入座，施工的程序方向与单元搭接布同向。

　　(2)坡项距模袋穿管布外侧1m左右，沿岸线方向设置钢管桩一排(间距1～2m)，用倒链与模袋上端穿管布内钢管连接，以调节模袋施工冲灌时的动态张力，确保模袋冲灌厚度一致。坡顶模袋要有一定的富余量，使单元施工结束时上端控制在设计益，富余量凭经验而定，一般为3%，并在第一单元施工时修正确定。

　　(3)随模袋铺展，及时压设砂袋或碎石袋，对于受风浪影响较大的坡面，砂袋宜用绳索接成串，对水下部分铺设，应由潜水员配合进行检查。

　　(4)土工模袋铺设后应及时冲灌混凝土或砂浆。

　　2.4混凝土及其配合比设计

　　土工模袋混凝土配合比和原材料，除符合《港口工程混凝土施工规范》规定外，还应符合下列要求:

　　(1)粗骨料的最大粒径符合表1规定。

　　(2)土工模袋混凝土塌落度不宜小于20cm，同时还应在混凝土泵管道出口处取样，该值还需在施工充灌时视施工情况作动态调整。

　　土工模袋混凝土粗骨料允许最大粒径表1

　　2.5土工模袋混凝土冲灌

　　(1)混凝土充灌前首先应用清水冲洗湿润管道，然后用水泥砂浆润滑管道。

　　(2)陆上部分的模袋充灌在冲灌前应洒水湿润。

　　(3)混凝土充灌应从已充灌的相邻块处开始，沿自下而上、从左向右的次序进行，充灌过程中应及时调整模袋上缘的拉力，确保土工模袋护坡厚度一致。

　　(4)充灌速度应控制在10～15m3/h范围内，出口压力以0.2～0.3MPα为宜，当护坡坡度较缓，混凝土充灌向下流动困难大，应用潜水员配合采用人工踩挤的方式，使混凝土向下流动，达到充灌成型的目的。

　　(5)土工模袋混凝土充灌将近饱满时，应暂停5～10min，待模袋中的水分析出后，再冲灌至饱满。

　　(6)土工模袋充灌成型后，应及时用水将模袋表面和滤点孔内的灰渣冲洗、清理干净，并进行养护。

　　3土工模袋护坡质量控制

　　3.1土工模袋的检验与验收

　　(1)厂(供)方应逐批提供出厂合格证明和国家认可的质量检测试验单位出具的技术性能鉴定书或试验报告。

　　(2)土工模袋进场时，应对其规格尺寸、缝制质量和外观的缺陷等进行检查。

　　(3)主要物理及技术性能应按下列要求抽查复验:

　　①每批抽样一块(但不超过5000m2)。

　　②当设计有要求时，按设计要求抽样。

　　3.2土工模袋混凝土的强度检验

　　土工模袋混凝土试件应在充灌口取样，取出的混凝土应先灌入与模袋相同的织物布袋中(布袋尺寸为150mm、长1500mm)，灌入长度1200mm，吊置10～20min，取出装入标准试模成型。

　　3.3土工模袋护坡施工的检验标准

　　土工模袋护坡施工的允许偏差、检验数量和检验方法见表2。

　　表2