王 永 張榮娟

（中國水利水電第三工程局 陜西 西安 710016）

南水北調(diào)中線工程是一項(xiàng)以供水為主，兼顧防洪、發(fā)電和改善生態(tài)環(huán)境的多目標(biāo)跨流域水資源開發(fā)利用工程，是解決京津華北地區(qū)缺水的重大戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施，也是一項(xiàng)舉世聞名、造福子孫后代的民生工程。該工程采用明渠過水，并利用各種跨渠生產(chǎn)橋、交通橋、倒虹吸和渡槽來解決工程跨越各地的出行、灌溉、防洪等問題。做為工程施工關(guān)鍵的過水?dāng)嗝媲阑炷烈r砌技術(shù)，具有厚度薄、面積大、成型困難、養(yǎng)護(hù)要求高等顯著特點(diǎn)，因此研究選擇合適的施工工藝對保證襯砌質(zhì)量、提高襯砌速度具有重要意義。

1 工程概況

焦作2段是南水北調(diào)中線一期工程總干渠Ⅳ渠段（黃河北～羑河北）的組成部分，位于Ⅳ渠段的中南部，第三施工標(biāo)段總干渠長7.6km，渠道為梯形斷面，設(shè)計(jì)渠底寬度為9.5m～26.5m，渠道內(nèi)一級邊坡為1∶0.4～1∶3.5，渠底高程97.12m～96.79m，一級馬道（堤頂）寬5.0m，渠道縱比降為1/23000。渠道全段采用現(xiàn)澆混凝土襯砌，采用渠道襯砌機(jī)施工?；炷烈r砌厚度渠坡為100mm、渠底為80mm。渠道沿軸線每8m設(shè)一道通縫，4m設(shè)一道半縫，半縫深60mm?；炷烈r砌強(qiáng)度等級為C20，抗凍標(biāo)號F150，抗?jié)B標(biāo)號W6。

渠道全段（Ⅳ52+300～54+000段外）采用復(fù)合土工膜防滲。除石渠段外，渠坡防滲復(fù)合土工膜下均鋪設(shè)保溫板防凍層、防凍層下布置粗砂（砂礫料）墊層，墊層下布置有由軟式透水管與逆止閥組成的渠基排水系統(tǒng)。

2 混凝土襯砌前施工

2.1 渠道土方開挖、渠床整理

2.1.1 土方開挖

土方開挖采用的是常規(guī)開挖方法，即使用挖掘機(jī)分層開挖、自卸汽車運(yùn)輸?shù)姆椒?。其中總干渠土方段一級邊坡、渠底在開挖過程中均預(yù)留30cm～50cm保護(hù)層。

2.1.2 渠床整理

渠床整理先利用液壓反鏟（鏟斗改造成刮板狀）將預(yù)留保護(hù)層挖除，挖除時(shí)預(yù)留5cm～10cm厚度，然后利用襯砌機(jī)自帶削坡機(jī)精削坡或者人工配合液壓反鏟精削坡至設(shè)計(jì)高程。渠床整理到位后，利用振動(dòng)碾碾壓密實(shí)。

2.2 渠基排水系統(tǒng)

采用小型挖掘機(jī)配合人工沿開挖邊線開挖溝槽，然后在溝槽底部攤鋪砂墊層并夯實(shí)，其填筑厚度、相對密度等應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。隨后按設(shè)計(jì)要求安裝排水暗管及附件，安裝及土工布包裹、綁扎驗(yàn)收合格后，及時(shí)回填溝槽，保證回填密實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。

2.3 砂墊層鋪設(shè)

砂墊層采用布料機(jī)和人工配合挖掘機(jī)兩種方式攤鋪。設(shè)計(jì)邊坡砂墊層厚度5cm，合理虛鋪厚度為6.5cm～6.6cm。采用布料機(jī)攤鋪時(shí)，將合格砂礫料或粗砂運(yùn)至渠堤頂部，由坡腳向坡肩攤鋪到渠坡上。挖掘機(jī)鋪料時(shí)，應(yīng)分段放擋板，控制填料厚度，防止骨料分離。砂墊層應(yīng)平整并碾壓密實(shí)，相對密度不小于0.75，可采用在襯砌機(jī)上懸掛平板振動(dòng)器進(jìn)行碾壓，對于坡腳、坡肩等易欠振部位應(yīng)人工進(jìn)行輔助夯實(shí)。

2.4 保溫板鋪設(shè)

鋪砂完成后，重新校驗(yàn)控制樁的平面位置和高程，用水準(zhǔn)線標(biāo)出橫斷面起止線、坡頂、坡底鋪裝邊線，然后進(jìn)行渠坡保溫板的鋪設(shè)。保溫板應(yīng)自下向上、沿渠道軸線方向有序錯(cuò)縫鋪設(shè)，并確保保溫板緊貼基面，平整牢固。兩塊板接縫處的高差不大于2mm。

2.5 復(fù)合土工膜鋪設(shè)

應(yīng)根據(jù)不同坡面長度訂購復(fù)合土工膜。鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)使復(fù)合土工膜幅寬與渠軸線方向平行，由坡肩自上而下人工牽引滾鋪至坡腳，且應(yīng)沿渠軸線方向，按先下游后上游、上游幅壓下游幅的順序鋪設(shè)；鋪設(shè)齒槽部位的復(fù)合土工膜時(shí)，應(yīng)適度松弛，且與齒槽緊貼。復(fù)合土工膜的搭接采用焊接施工工藝。復(fù)合土工膜鋪設(shè)后應(yīng)及時(shí)覆蓋，防止被人為或機(jī)械刮傷及長時(shí)間暴曬。

3 襯砌混凝土施工

3.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)

工程采用焦作中晶水泥有限公司生產(chǎn)的P.O42.5水泥、濟(jì)源沁北電廠生產(chǎn)的Ⅱ級粉煤灰、山西黃騰化工有限公司生產(chǎn)的UNF-A型高效減水劑和HT-YF型引氣劑、焦作市萬里水利工程有限公司生產(chǎn)的砂石骨料。經(jīng)檢驗(yàn)混凝土原材料品質(zhì)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)要求見表3.1.1。經(jīng)室內(nèi)試驗(yàn)，確定混凝土設(shè)計(jì)配合比見表3.1.2。

3.2 渠道襯砌混凝土襯砌生產(chǎn)性試驗(yàn)

渠道襯砌混凝土應(yīng)集中拌制?；炷涟韬驼靖鶕?jù)渠道長度和混凝土施工強(qiáng)度要求布置。

渠道混凝土機(jī)械化襯砌施工應(yīng)先進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，試驗(yàn)段長度一般不小于100m。本工程采購了3臺襯砌機(jī)（1臺北京中城達(dá)公司生產(chǎn)的集削坡、鋪砂、混凝土攤鋪振搗、抹面為一體的渠道邊坡襯砌機(jī)，2臺山東蒙陰水利有限公司生產(chǎn)的集鋪砂、混凝土攤鋪振搗、抹面為一體的渠道邊坡襯砌機(jī)）。

通過生產(chǎn)性試驗(yàn)確定混凝土襯砌速度、振搗時(shí)間、抹面壓光的適宜時(shí)間和遍數(shù)、切縫時(shí)間等襯砌施工參數(shù)，確定輔助機(jī)械、機(jī)具的種類和數(shù)量，確定施工組織形式和人員配置，制定可操作性的施工組織方案。

3.3 混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸

混凝土生產(chǎn)前，對拌和站衡量系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)，保證拌和站配料計(jì)量精度滿足相關(guān)要求。

混凝土運(yùn)輸應(yīng)選用單車容量為8 m3～10m3的專用混凝土攪拌運(yùn)輸罐車。每班裝運(yùn)混凝土前，將車罐清洗干凈，保持罐內(nèi)濕潤并無積水。夏季高溫或冬季低溫時(shí)期施工，混凝土罐車要采取相應(yīng)的防曬、保溫措施。混凝土罐車在裝、運(yùn)、卸過程中嚴(yán)禁加水。

表3.1.1 渠道襯砌混凝土技術(shù)要求表

表3.1.2 混凝土設(shè)計(jì)配合比表

3.4 混凝土攤鋪、振搗

（1）施工現(xiàn)場安排專人指揮布料、攤鋪。布料前應(yīng)檢測混凝土拌和物的坍落度、含氣量、入倉溫度等合格，并濕潤料斗及輸送皮帶。罐車卸料時(shí)，混凝土自由下落高度小于1.5m。采用螺旋布料器布料，混凝土經(jīng)輸送帶運(yùn)至布料機(jī)接料口，進(jìn)入集料箱，開動(dòng)螺旋輸料器均勻布置。開動(dòng)振動(dòng)器和縱向行走開關(guān)，邊輸料邊振動(dòng)，邊行走、邊提漿、邊整平。施工時(shí)料位的正常高度應(yīng)在螺旋布料器葉片最高點(diǎn)以下，不應(yīng)缺料。采用皮帶輸送機(jī)布料時(shí)，保持各料倉的料量均勻。

（2）渠道坡腳齒槽、坡肩、周邊模板等部位，采用人工輔助布料攤平，軟軸和平板振搗器振搗。

（3）施工中嚴(yán)格按照生產(chǎn)性試驗(yàn)確定的施工參數(shù)進(jìn)行，做到混凝土不過振、漏振或欠振，達(dá)到混凝土深層振搗和表面提漿的效果。隨時(shí)檢查振搗棒的工作狀況，若發(fā)現(xiàn)襯砌后的面板上出現(xiàn)露石、蜂窩、麻面或橫向拉溝等現(xiàn)象，應(yīng)停機(jī)檢查、修理或更換振搗棒，并對已澆筑混凝土進(jìn)行處理。

（4）渠坡襯砌的頂部出現(xiàn)缺料、漏振時(shí)，應(yīng)及時(shí)人工補(bǔ)料，并采用振搗棒和平板振搗器輔助振搗。襯砌機(jī)進(jìn)入彎道施工，調(diào)整上下軌道行進(jìn)速度，保證襯砌機(jī)始終與渠道上口線保持垂直工作狀態(tài)。

3.5 混凝土抹面、壓光

（1）混凝土抹面壓光在渠道襯砌混凝土澆筑寬度約有4m～6m時(shí)開始。第一次抹面采用機(jī)械抹盤對混凝土面進(jìn)行平整和提漿，將裸露于表面的小石子壓入混凝土中，首次抹面時(shí)，混凝土表面較軟，自坡腳至坡肩進(jìn)行，抹盤以剛好接觸到混凝土表面為宜。抹光機(jī)每次移動(dòng)間距為2/3圓盤直徑，在連續(xù)作業(yè)時(shí)能保證不發(fā)生漏抹、表面均勻一致為宜。

（2）根據(jù)澆筑時(shí)間、天氣狀況、濕度情況，第二次抹面時(shí)間一般控制在第一次抹面15min～25min后。抹面中隨時(shí)用2m靠尺檢查混凝土表面的平整度，調(diào)整抹面機(jī)高度及斜度，保證抹盤底面與襯砌設(shè)計(jì)頂面重合，漿液厚度不應(yīng)超過1.5mm。

（3）第三次抹面為人工采用鋼抹子抹面，利用工作臺車作為人工抹面平臺，混凝土表面平整度應(yīng)控制在8mm/2m，抹面2～3遍，保證混凝土的表面平整、光潔。

（4）坡頂、坡底及坡面局部的位置全部由人工進(jìn)行抹面和收光，兩側(cè)有邊模的位置，采用人工及時(shí)進(jìn)行修理。

3.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

襯砌混凝土保證濕潤養(yǎng)護(hù)不少于28天。養(yǎng)護(hù)設(shè)專人負(fù)責(zé)，并做好養(yǎng)護(hù)記錄。

抹面完成后應(yīng)及時(shí)采用草簾、氈布、土工布等浸濕后覆蓋養(yǎng)護(hù)或采用噴施養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。

當(dāng)出現(xiàn)低溫或負(fù)溫天氣時(shí)，應(yīng)采用保溫棉被覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)。

3.7 伸縮縫施工

伸縮縫分為切縫、清縫、填充閉孔泡沫板、填充密封膠四工序。

3.7.1 切縫

切縫時(shí)間應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到1MPa～5MPa時(shí)進(jìn)行，具體時(shí)間根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定。切縫采用切縫機(jī)進(jìn)行，應(yīng)先切坡腳誘導(dǎo)縫，再切縱向通縫、橫縫，最后切割橫向通縫、半縫。通縫深度為0.9倍的板厚，半縫深度為0.5倍～0.75倍的板厚。

3.7.2 清縫

檢查伸縮縫滿足設(shè)計(jì)要求后，利用高壓風(fēng)（水）槍清除縫內(nèi)浮漿及碎渣等雜物。

3.7.3 填充閉孔泡沫板

在檢查縫壁干凈、干燥后，采用專用工具將閉孔泡沫板壓入縫內(nèi)。

3.7.4 填充密封膠

密封膠選用雙組分聚硫密封膠。注膠前應(yīng)將混凝土基面清理干凈，再在基面上均勻刷涂界面劑，待界面劑完全固化后再注膠。注膠應(yīng)飽滿，出現(xiàn)凸凹不平、氣泡等現(xiàn)象時(shí)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。密封膠表面干燥及固化期間，應(yīng)注意保護(hù)，避免雨水等浸入縫內(nèi)。

4 結(jié)語

南水北調(diào)工程渠道襯砌混凝土施工質(zhì)量關(guān)乎工程的使用壽命。工程開工以來，渠道襯砌薄壁混凝土施工技術(shù)引起了業(yè)內(nèi)學(xué)者和專業(yè)技術(shù)人員的廣泛關(guān)注。隨著現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備越來越先進(jìn)的趨勢，大型渠道襯砌機(jī)械化施工開始被推廣使用，使混凝土質(zhì)量較以前提高了很多，僅渠道襯砌混凝土來講，大面積使用襯砌機(jī)施工，有效提高了襯砌速度、節(jié)約了人力資源、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、加快了工程的建設(shè)，且通過嚴(yán)格控制各工序施工質(zhì)量，確保了混凝土的內(nèi)在質(zhì)量要求和外觀質(zhì)量要求，達(dá)到混凝土內(nèi)實(shí)外光的效果。

南水北調(diào)中線工程焦作2段第三施工標(biāo)段對渠道襯砌混凝土施工技術(shù)進(jìn)行了研究。采用研究成果有效的促進(jìn)了工程進(jìn)度，控制了襯砌混凝土面板厚度和表面裂縫，確保了工程質(zhì)量，降低了工程成本，取得了良好的效果。陜西水利

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