1、工程概況

　　丙村水電站位于梅縣丙村鎮上游，主要建筑物有擋水壩、泄水閘、電站廠(chǎng)房及船閘等，左岸有梅坎鐵路通過(guò)。工程分兩期施工，一期枯水期低水圍堰維護右岸廠(chǎng)房、7孔半泄水閘施工，并開(kāi)挖左岸灘地船閘基礎至58.0m，同時(shí)向左拓寬河床形成寬約40m的明渠，進(jìn)行一期工程導流。

　　導流明渠在施工過(guò)程中，由于各種原因，如征地不夠，導致開(kāi)挖邊坡由1：1改為1：0.4，上游邊坡壩上0-135處存在一沖溝，受河水沖刷影響，明渠邊坡上游出現塌方，同時(shí)，開(kāi)挖的邊線(xiàn)距離梅坎鐵路最小距離僅25m，嚴重威脅著(zhù)梅坎鐵路及附近村民的安全，因此，在汛期到來(lái)之前，做好左岸邊坡的防護尤為重要。

　　2、明渠邊坡防護設計與施工

　　2.1丁壩的設計與施工

　　為改變水流流向，減小汛期洪水對邊坡的直接沖刷，于壩上0-075～壩上0-150處設一丁壩，丁壩左側接明渠開(kāi)挖邊坡，右側接一期縱向低水圍堰。

　　丁壩采用大塊石碾壓填筑，塊石塊度大于40cm，底部寬度為14.6m，高度為4m，頂部寬度為5m，滿(mǎn)足壩頂通車(chē)要求，丁壩斷面見(jiàn)圖2。

　　由于施工臨設全部集中在右岸，因此，在梅江水位較低（約▽60高程）時(shí)，利用一期低水縱向圍堰儲存的廠(chǎng)房開(kāi)挖塊石料，由一期縱向圍堰（壩上0-75）斜向上填筑一條可供行走的石渣路與左岸明渠邊坡（壩上0-150）相接，考慮到在施工期間，一期上橫圍堰還不能破除，必須在石渣底部埋設涵管（管徑1.2m，一節1.0m），每排10m，共10排，石渣路施工期間面上可以過(guò)水，左岸護腳和護坡結束后，選用大塊石對道路加高擴寬成丁壩設計斷面。

　　2.2模袋砼護坡設計與施工

　　由于明渠開(kāi)挖邊坡由設計的1：1改為1：0.4，整個(gè)邊坡頭重腳輕，在水流的影響下，邊坡腳必然形成掏刷，針對這一問(wèn)題，對開(kāi)挖邊坡腳進(jìn)行塊石壓腳處理，對邊坡進(jìn)行石渣覆蓋，護腳和護坡的迎水面均采用模袋砼進(jìn)行防沖。壓腳塊石設計邊坡為1：1.2，底寬10.5m，填高4m；護坡石渣填筑于壓腳塊石上，設計邊坡為1：1.2，底寬6.3m，頂寬1.5m，填筑至▽68高程，護坡底設一寬1m的檢修馬道。護坡及壓腳處理見(jiàn)圖１。

圖１護坡斷面圖

　　a）模袋砼結構設計

　　模袋形式的選擇

　　護坡的砼模袋根據工程等級、施工條件、風(fēng)浪和水流狀況、資金和施工設備以及外觀(guān)要求等確定選用無(wú)錫前達工業(yè)用布公司的WQC框格帶排水點(diǎn)型的機織模袋，其技術(shù)指標見(jiàn)表1-1。

　　厚度確定

　　模袋砼護坡主要承受風(fēng)浪荷載�？共ɡ朔�定要求的板厚可用式（1-1）計算。

　�。�1-1）

　　式中：t為模袋砼厚度，m；η為系數，一般開(kāi)縫板可取0.075；H為計算波高，m（取H1％）；γc為砼容重，kN/m³；B為順坡方向的砼板長(cháng)度，m；L為計算波長(cháng)，m；m為坡比；γw為水的容重，kN/m³。

　　計算結果：t=0.05m=5cm，考慮到坡面變形，水流沖刷及施工因素，從構造上要求，砼護坡的厚度不宜小于10cm，本工程模袋砼護坡厚度取t=15cm。

　　抗滑穩定性校核

　　按極限平衡法計算模袋砼沿坡面的抗滑穩定安全系數：

　�。�1-2）

　　式中：-安全系數，土基按GB50286—98規定的土堤抗滑穩定安全系數（表1-2）取值；

　　R、T-模袋沿坡面的抗滑力與滑動(dòng)力（kN）；

　　α-坡角；

　　f-模袋與坡土間的摩擦系數，可取0.5；

　　L1、L-模袋砼下端水平長(cháng)度、上端水平長(cháng)度（m）。

　　表1-2  護坡安全系數

　　計算時(shí)取模袋與坡面土之間的界面為滑動(dòng)面進(jìn)行，計算結果=1.38，滿(mǎn)足要求。

　　排滲核算

　　機織模袋的每個(gè)排水點(diǎn)面積僅4c㎡，其排滲能力應滿(mǎn)足下式1-3、1-4要求：

　　qg≥Fsq（1-3）

　　qg＝naKgi（1-4）

　　式中：qg為每延米寬度模袋排水點(diǎn)的單寬排水量，m³/s；Fs為安全系數，可取Fs≥1.2；q為每延米坡長(cháng)的單寬出流量，m³/s；n為每延米有效排水的排水點(diǎn)個(gè)數；a為排水點(diǎn)的面積，㎡；Kg為排水點(diǎn)的滲透系數，m/s；i為排水點(diǎn)處的作用平均水力比降。

　　計算結果：qg=2×10^-7m³/s，Fsq=7.5×10^-7m³/s，排水點(diǎn)的排水能力不足，應加設排水孔。排水孔的間距取4m，孔徑取Ф50mm，孔底設土工織物濾層。

　　頂部和底部結構

　　在梅江水流和雨季匯水沖刷下，護坡側面邊界、底部邊界形成掏空，會(huì )影響模袋護坡整體穩定性，直接影響護坡安全，因此，模袋頂部、側邊采取順坡挖溝、模袋折角及回填砼處理，底部邊界作大塊石壓腳處理，邊界處理見(jiàn)圖4。

　　b）護坡施工

　　塊石壓填施工

　　護坡塊石壓填采用分層施工，每層厚1.5m，▽65.5高程以下采用自卸汽車(chē)直接卸渣到施工面，按照設計邊坡，推土機推平，公路碾振動(dòng)壓實(shí)，▽65.5高程以上采用自卸汽車(chē)直接卸渣到施工面附近，挖掘機鋪填，公路碾振動(dòng)壓實(shí)，塊石壓填完成后，選用細渣鋪填在坡面上，對突出的塊石予以清除，人工修坡至設計坡度。

　模袋砼施工

　　施工準備：包括備足所需材料和設備、平整坡面、現場(chǎng)就位、放線(xiàn)定位、開(kāi)挖頂腳基槽、測量水下施工水深和流速等。泵送施工主要設備是砼攪拌機和砼泵等，見(jiàn)表1-3。由于模袋尺寸須根據設計坡面進(jìn)行確定，在石渣壓填前根據設計邊坡按岸線(xiàn)上游~下游方向劃分單元，然后根據編制單元進(jìn)行定制加工。

　　鋪設模袋：邊坡修整完畢后，開(kāi)挖頂部邊界和側面邊界溝槽，并按岸線(xiàn)施工方向鋪設模袋單元，有異型單元要對號入座，鋪設模袋時(shí)，坡頂平段溝槽前設錨墩或可回收鋼錨體，用手動(dòng)葫蘆收緊模袋。模袋應在各片連接的底面鋪非織造土工織物。各片間連接底面的非織造土

　　工織物采用縫接，土工織物在坡頂處可用8號鐵絲制成的n形釘固定。順水流方向鋪土工織

　　圖2邊界處理圖

　　物時(shí)，搭接帶亦應固定。

　　按預定位置順坡準確展開(kāi)模袋，扎緊下口，上下兩端設樁固定。機織模袋上沿連接松緊器，掛在固定樁上，如圖5所示。

　　充灌砼：充灌攪拌機的內壁和模袋內事先用水適當潤濕，再按要求的配比裝料攪拌。拌和好的砼應測定坍落度，合格后才能灌入模袋內。

　　模袋砼用砼泵充填。充填按自下而上和左、右、中的順序進(jìn)行。

　　模袋在充填過(guò)程中模袋的收縮可由松緊器控制，模袋在灌上部2m模袋時(shí)松開(kāi)上端的固定樁，讓模袋沿坡面充分收縮，然后再灌至坡頂。排水管，在充灌完成1h后將排水管按設計要求插入。

　　模袋砼充灌過(guò)程中應注意和解決如下幾個(gè)問(wèn)題：

　　防止堵塞事故，應隨時(shí)檢查砼級配和坍落度；防止過(guò)粗骨料進(jìn)入和堵塞管道；防止泵入空氣，造成堵管或氣爆；充灌應連續，停機時(shí)間一般不得超過(guò)20min。

　　圖3機織模袋鋪設示意圖

　�。╝）平面圖；（b）斷面圖

　　泵與充灌操作人員之間應隨時(shí)聯(lián)系，緊密配合，充灌到位后及時(shí)停機，以防充灌過(guò)程產(chǎn)生鼓包或鼓破。出現鼓脹時(shí)，應及時(shí)停機，查找原因并處理。

　　隨時(shí)檢查坡頂鋼樁是否牢固，以防充灌過(guò)程中模袋下滑。

　　灌完一片后，移動(dòng)設備，按上述步驟進(jìn)行下一片的充灌施工。應特別注意兩片間的聯(lián)接、靠緊。

　　施工過(guò)程中做好記錄和取樣、成形，然后進(jìn)行強度測定。

　　砼施工中，根據模袋的部位設三組配合比和漸變坍落度，底部水下平段采用自流平水下不擴散水下砼，斜坡段采用常規泵送砼，坡頂平段采用加大坍落度砼。砼設計參數見(jiàn)表1-4。

　　砼澆筑過(guò)程中，需人工沿砼流線(xiàn)腳跺模袋體，防止砼堵塞模袋體，從而使模袋鼓起破壞，砼轉段時(shí)（平段轉斜段或斜段轉平段），應適時(shí)調整配合比，通過(guò)改動(dòng)砼坍落度增加砼內摩擦

　　力或流動(dòng)性，砼灌填坡頂平段時(shí)，須專(zhuān)人跟進(jìn)，砼灌滿(mǎn)一角時(shí)，及時(shí)割除模袋錨鏈，使模袋砼拐進(jìn)溝槽中，灌滿(mǎn)單元模袋后，在轉泵管前將該單元回填砼澆筑完，從而確保砼施工質(zhì)量。

表1-3                主要施工機械

　　表1-4                  模袋砼設計參數表

　　砼澆筑過(guò)程中，需人工沿砼流線(xiàn)腳跺模袋體，防止砼堵塞模袋體，從而使模袋鼓起破壞，砼轉段時(shí)（平段轉斜段或斜段轉平段），應適時(shí)調整配合比，通過(guò)改動(dòng)砼坍落度增加砼內摩擦

　　力或流動(dòng)性，砼灌填坡頂平段時(shí)，須專(zhuān)人跟進(jìn)，砼灌滿(mǎn)一角時(shí)，及時(shí)割除模袋錨鏈，使模袋砼拐進(jìn)溝槽中，灌滿(mǎn)單元模袋后，在轉泵管前將該單元回填砼澆筑完，從而確保砼施工質(zhì)量。

　　養護：全部護坡施工完成后，進(jìn)行坡頂、坡腳和上下游兩側接頭的回填處理，同時(shí)進(jìn)行護面砼的養護。一般養護期為7天，要求在此期間護坡表面處于潤濕狀態(tài)。

　　3、幾點(diǎn)總結

　　模袋砼水下平段根據施工實(shí)際需要采用自流平水下不擴散砼，其強度遠超過(guò)C15；

　　泵機的管道與模袋的聯(lián)接宜采用膠管，模袋灌口的直徑與膠管外徑匹配，為了便于灌注時(shí)膠管與模袋的聯(lián)接，有時(shí)為避免模袋的灌口經(jīng)受不住填充料的摩擦而破損，需在膠管與模袋聯(lián)接處做好附件，以保證連續灌注。

　　模袋砼水下沖填時(shí)，應采用流動(dòng)性較好的砼，可使砼較易充灌到位，同時(shí)注意水下模袋布的錨固牢靠，在水深較大或水下流速較快時(shí)，可借助潛水員水下定位和輔助砼充灌。

　　模袋施工采用砼一次灌注成形，具有整體性好，施工簡(jiǎn)便，速度快，防護面不需要常年維修，成形后的坡面美觀(guān)大方。

　　模袋施工時(shí)無(wú)須圍堰，可水上水下直接施工，機械化程度較高，施工的坡面面積大，穩定性好。但同時(shí)，應注意砼充入模袋時(shí)水分較多，經(jīng)過(guò)2～3h后，水分排出，易造成砼厚度不足，致使護坡面厚度不均勻，同時(shí)縱橫方向均會(huì )發(fā)生收縮，使坡頂的模袋砼埋入溝槽的深度減少。因此，充灌過(guò)程中應充分保證砼的充灌飽滿(mǎn)而又不至于使模袋鼓爆。

　　由于采用模袋砼護坡，左岸導流明渠搶在汛前完成護坡加固，保證了電站施工安全渡汛和梅坎鐵路的安全運行，比原施工單位提出的方案節省了大約100萬(wàn)元；鑒于此，右岸雷公坑300多m渠道兩側邊坡也采用模袋砼，搶在汛前完成了護襯加固。

　　模袋砼在丙村水電站的成功應用，也是在梅州地區的首次應用，引起了當地水利、公路、煤礦、鐵路等部門(mén)的重視，對模袋砼技術(shù)的推廣普及，無(wú)疑起了推動(dòng)作用，必將越來(lái)越發(fā)揮出它巨大的社會(huì )和經(jīng)濟效益。