李 鵬，李召朋

(中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，西安 710065)

1 工程概況

南水北調(diào)中線一期總干渠陶岔渠首至沙河南段工程淅川段Ⅶ標(biāo)段位于河南省鄧州市，渠段起點(diǎn)樁號44+700，終點(diǎn)樁號52+100，總長7.4km。該段主要建筑物包括明渠和建筑物兩類，其中，明渠渠道長6.86km，過水?dāng)嗝娌捎锰菪螖嗝?。渠道設(shè)計(jì)水深7.5m，渠道底寬15.5～20.5m。渠道過水?dāng)嗝娌捎没炷烈r砌，主要功能是減糙、防滲;襯砌板下鋪設(shè)土工膜，用于加強(qiáng)防滲;土工膜下布置排水系統(tǒng)(包括墊層、排水管、逆止閥等)，主要功能是排除地下水，保證襯砌穩(wěn)定。

2 渠道混凝土施工特點(diǎn)

南水北調(diào)工程沿線較長，各段地質(zhì)條件復(fù)雜，工期緊任務(wù)重。渠道的襯砌結(jié)構(gòu)及坡比不同，渠道混凝土襯砌厚度僅有8～10cm，為薄壁結(jié)構(gòu)，施工過程中，必須嚴(yán)格控制混凝土澆筑時段、施工工藝及養(yǎng)護(hù)、保護(hù)措施，避免出現(xiàn)混凝土裂縫。

3 渠道混凝土施工方案

渠道混凝土襯砌澆筑次序?yàn)橄冗吰潞笄祝旅婊炷敛捎肞H-23000C型坡面混凝土襯砌機(jī)襯砌方案，渠底混凝土采用QDCQ650型渠底混凝土襯砌機(jī)襯砌方案，建筑物施工占壓渠段采用人工組立模板襯砌方案。根據(jù)渠道混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，考慮襯砌機(jī)施工的連續(xù)性，采用切縫機(jī)切縫，上部2cm采用聚硫密封膠填縫，下部用閉孔泡沫板填充。

4 渠道混凝土施工

4.1 施工工藝流程

渠道混凝土襯砌生產(chǎn)性試驗(yàn)→施工測量→渠基排水→基礎(chǔ)處理→保溫板鋪設(shè)→土工膜鋪設(shè)→模板施工→混凝土拌制、運(yùn)輸→混凝土布料、振搗→混凝土壓光→混凝土收面→混凝土養(yǎng)護(hù)→混凝土切縫→伸縮縫施工→質(zhì)量檢測。

4.2 施工方法

4.2.1 渠道混凝土襯砌生產(chǎn)性試驗(yàn)

為了確保工程質(zhì)量和工程進(jìn)度，在渠道襯砌正式開工前，先進(jìn)行渠道混凝土襯砌生產(chǎn)性試驗(yàn)，通過該試驗(yàn)的成果來指導(dǎo)襯砌機(jī)襯砌渠道混凝土施工，為渠道混凝土襯砌施工提供指導(dǎo)性方案和理論依據(jù)，并從中得出較為合理的施工參數(shù)。

4.2.2 施工測量

渠道混凝土襯砌全程采用TCR-802型全站儀進(jìn)行施工測量，包括渠道削坡、渠底整平碾壓、保溫板鋪設(shè)、土工膜鋪設(shè)、模板施工、混凝土澆筑、混凝土切縫等施工過程?？刂茰y量包括渠道中心線、坡腳線、坡頂線、伸縮縫、下渠臺階混凝土中心線等，高程測量包括渠底縱向坡比和橫斷面、渠道邊坡坡比、混凝土厚度等。按照4m×4m方格網(wǎng)進(jìn)行，其測量結(jié)果采用打樁標(biāo)識，做好記錄和復(fù)核等工作。

4.2.3 渠基排水

盲溝開挖按設(shè)計(jì)要求走向順直，底部平整，挖深達(dá)到設(shè)計(jì)要求，開挖好的盲溝經(jīng)自檢和現(xiàn)場監(jiān)理檢查合格后進(jìn)行下一步施工。施工時先在盲溝排水管下部鋪設(shè)砂料，然后安設(shè)集水暗管，最后采用C15無砂混凝土管保護(hù)后進(jìn)行粗砂填筑，并分層壓實(shí)。

4.2.4 基礎(chǔ)處理

渠道土石方開挖時按照30cm進(jìn)行預(yù)留，待混凝土襯砌時進(jìn)行基礎(chǔ)處理工作。

坡面的基礎(chǔ)處理主要是削坡，采用1.0m3帶刮板的液壓反鏟進(jìn)行粗削坡，機(jī)械粗削坡后預(yù)留5cm左右，由人工嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)高程進(jìn)行掛線、人工精修整平。削坡后的平整度不大于1cm/2m。削坡土采用液壓反鏟在渠底裝車，10t自卸汽車運(yùn)輸至棄土場。

渠底整平，采用220HP推土機(jī)推土，3.0m3裝載機(jī)裝土，10t自卸汽車運(yùn)輸至棄土場。細(xì)整平采用平地機(jī)，測量后采用18t自行式振動碾碾壓。

4.2.5 基準(zhǔn)線設(shè)置

軌道式襯砌機(jī)一般利用上、下兩條平行于渠道中心線的軌道作為襯砌基準(zhǔn)線，基準(zhǔn)線縱向設(shè)置長度120m左右，定位樁間距一般為6m，其中彎道段定位樁間距一般為3m。基準(zhǔn)線的位置誤差為:水平誤差為±5mm，垂直誤差為±2mm。

4.2.6 模板安設(shè)

渠底和邊坡均采用槽鋼作為上、下邊模板，分別安裝在渠頂設(shè)計(jì)邊線、坡腳設(shè)計(jì)線、通縫分縫處。槽鋼采用φ10鋼釘固定，并按混凝土設(shè)計(jì)高程安裝，模板安裝高程誤差控制在3mm以內(nèi)。

4.2.7 復(fù)合土工膜的鋪設(shè)

復(fù)合土工膜沿垂直于水流方向鋪設(shè)，兩側(cè)預(yù)留光面膜進(jìn)行接縫，做到上游邊壓下游邊。復(fù)合土工膜采用TH-501型土工膜焊接機(jī)熱熔性焊接法拼接，個別部位采用熱風(fēng)焊槍修補(bǔ)。渠坡和渠底土工膜縱向搭接則主要采用高強(qiáng)KS膠“膠粘法”搭接方案。

4.2.8 襯砌混凝土施工配合比

根據(jù)生產(chǎn)性試驗(yàn)最終確定施工配合比進(jìn)行施工。

4.2.9 混凝土拌和、運(yùn)輸及入倉

混凝土拌和在HZS-60型強(qiáng)制式混凝土拌和站集中進(jìn)行，采用8m3混凝土罐車水平運(yùn)輸至工作面，通過布料機(jī)的上料皮帶輸送混凝土入倉。

4.2.10 渠道襯砌混凝土分塊、分縫

采用先渠道邊坡、后渠底的順序進(jìn)行襯砌施工。在邊坡或渠底每8m進(jìn)行一次分縫，而每隔4m的半縫在混凝土澆筑后采用切縫機(jī)進(jìn)行切縫。

4.2.11 混凝土布料和振搗

渠道邊坡混凝土襯砌機(jī)選用2臺套PH23000C型坡面襯砌機(jī)。該機(jī)型由混凝土布料機(jī)、混凝土振動成型機(jī)和人工抹面臺車三部分組成。

渠底混凝土襯砌機(jī)選用1臺套QDCQ650型渠底襯砌機(jī)，該機(jī)型由皮帶輸送機(jī)和渠底襯砌機(jī)組成。

a.襯砌機(jī)軌道安裝:根據(jù)襯砌機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾的滾輪間距渠道軌道安裝位置，坡面襯砌機(jī)在渠底和一級馬道布置襯砌機(jī)軌道位置;渠底襯砌軌道在渠底安裝。軌道基礎(chǔ)采用18t自行式振動碾壓實(shí)，軌道采用人工抬運(yùn)，人工鋪設(shè)，鋼鉚釘固定在地面上，其中心線和高程誤差控制在±2mm。

b.檢查襯砌機(jī)的高度和位置，空載試運(yùn)行是否正常;檢查襯砌板凳厚度，板厚與設(shè)計(jì)值的允許偏差為－5% ～+20%。

c.混凝土布料和振搗:專人指揮布料。坡面襯砌機(jī)采用8m3混凝土攪拌車接混凝土布料機(jī)，通過皮帶機(jī)傳入螺旋布料器進(jìn)行布料;渠底襯砌機(jī)采用8m3混凝土攪拌車接皮帶機(jī)，利用掛料器進(jìn)行布料。

坡面襯砌機(jī)振搗采用安裝在布料機(jī)上的振動器進(jìn)行。

渠底襯砌機(jī)采用安裝在襯砌機(jī)上的插入式振搗棒和人工操作平面振搗器聯(lián)合進(jìn)行混凝土振搗:渠底混凝土施工時，在鋪設(shè)好的保溫板和復(fù)合土工膜的混凝土基面上先安裝好渠底兩側(cè)襯砌機(jī)行走軌道后，方可進(jìn)行渠底混凝土襯砌施工。對襯砌機(jī)鋪設(shè)軌道部位人工布料后，采用插入式振搗器結(jié)合平板振搗器振搗密實(shí)。

d.襯砌機(jī)行走:根據(jù)布料、壓光或振搗、收面的速度人工控制行走速度。

施工過程中要特別注意:?齒墻、護(hù)肩、靠近模板和邊角處是機(jī)械鋪料和振搗的薄弱處，由人工輔助鋪料，并用插入式振搗器結(jié)合平面振搗器振搗密實(shí)，切實(shí)做到既不漏振，也不過振;?人工收面壓光時必須掌握好有利時機(jī)及時進(jìn)行抹光處理，使混凝土表面平整光滑;?控制振動碾壓時間，使混凝土不過振、漏振或欠振，達(dá)到表面出漿，不出現(xiàn)露石、蜂窩、麻面等。

4.2.12 混凝土壓光、收面

混凝土收面采用人工抹面臺車水平行走，人工4遍收面;混凝土面壓光采用混凝土振動成型機(jī)在坡面上下行走進(jìn)行壓光和人工操作磨光機(jī)壓光的聯(lián)合形式。

4.2.13 混凝土養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)水源主要采用儲水罐儲水，5t灑水車集中送水方式。

混凝土開倉澆筑前，必須對基面進(jìn)行灑水濕潤，以避免入倉的混凝土中的水分被基面所吸收;人工收面壓光后，在混凝土初凝前，及時覆蓋塑料膜、工業(yè)毛氈并安排專人進(jìn)行灑水濕潤，以防混凝土表面失水開裂;混凝土初凝后，及時采用噴霧器不間斷噴霧養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)天數(shù)不少于28d;高溫天氣澆筑的渠道混凝土采用噴涂養(yǎng)護(hù)劑結(jié)合覆蓋濕潤的土工毛氈保水養(yǎng)護(hù)方式;低溫時段澆筑的混凝土面宜采用一層塑料薄膜、雙層工業(yè)毛氈、一層草簾子及時覆蓋保溫養(yǎng)護(hù);多風(fēng)季節(jié)宜在混凝土初凝前安排專人進(jìn)行灑水車噴淋保濕養(yǎng)護(hù)。

4.2.14 混凝土切縫

采用切縫機(jī)進(jìn)行切縫施工。在邊坡切縫時，采用活動式專用切縫機(jī)軌道，便于切縫機(jī)行走。

切縫機(jī)采用臺階形布置方式，切縫順序?yàn)?先橫縫，后縱縫。其中，橫縫切縫順序?yàn)?先切割通縫，再切割半縫;縱縫切割順序?yàn)?先切割坡面下部，后切割坡面上部縱縫，其中邊坡靠近渠底處的兩條縱縫須和橫縫同步進(jìn)行切割，以免出現(xiàn)裂縫。

合適的切割時間應(yīng)控制混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的25% ～30%，即襯砌混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到1～5MPa時進(jìn)行，根據(jù)南水北調(diào)工程中的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出不同溫度條件下合適的切割時間，見下表。一般混凝土澆筑完成后最遲在48h內(nèi)應(yīng)完成混凝土橫縫切割，在72h內(nèi)完成混凝土縱縫切割。

南水北調(diào)工程渠道混凝土不同溫度切縫時間控制表

4.2.15 襯砌混凝土填縫處理

襯砌混凝土填縫處理包括:渠道襯砌混凝土聚硫密封膠填縫和閉孔泡沫板填縫兩項(xiàng)。聚硫密封膠由人工采用施膏槍進(jìn)行壓力注膠方案，其施工要點(diǎn)為:

a.人工用清縫機(jī)或森林滅火器清理縫內(nèi)的浮塵和雜物，并保持縫內(nèi)干燥。

b.分別將雙組分聚硫密封膠按A∶B=10∶(1～1.2)倒入臺案上，充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

c.注膠前在清理干凈的基面上均勻涂刷一層界面劑(底涂液)，待界面劑完全固化后再進(jìn)行注膠。

d.采用“T”字形嵌填的施工方法，用施膏槍將聚硫密封膠注入縫內(nèi)并用抹刀壓平。

e.施工時，配置好的聚硫密封膠必須在2h內(nèi)用完，否則會慢慢增稠而造成施工困難。

f.施工結(jié)束后在沒有完全硫化時，應(yīng)進(jìn)行充分養(yǎng)護(hù)、覆蓋，并避免雨淋、曝曬，10d內(nèi)不允許發(fā)生直接踩踏、過車及其他破壞性行為。

5 結(jié)語

南水北調(diào)工程調(diào)水規(guī)模、輸水距離均為世界之最，該項(xiàng)工程建設(shè)克服了南水北調(diào)工程長距離輸水、地形地質(zhì)條件復(fù)雜等困難，實(shí)現(xiàn)了渠道系列成套設(shè)備及施工工藝和工程技術(shù)在大型輸水渠道工程中的應(yīng)用，為下一步的渠道工程建設(shè)提供了有力的技術(shù)支撐，這將對提高南水北調(diào)工程的整體建設(shè)水平發(fā)揮重要作用?！?/p>