渠道混凝土衬砌施工

摘要：本文介绍了南水北调京石段S8标段渠道衬砌的施工工艺及质量控制标准，通过从工程施工的渠道基层清理、聚苯乙烯泡沫板铺设、复合土工膜铺设、混凝土机械化衬砌、伸缩缝施工工艺的阐述，以此探讨大中型渠道混凝土衬砌施工技术。

关键词：渠道混凝土衬砌施工

1前言

举世瞩目的南水北调工程正如火如荼的进行施工，中线工程从丹江口水库至北京1000多公里靠明渠自流入京。渠道采用保温板和砂砾料防冻胀、土工膜防渗、混凝土衬砌。传统的渠道衬砌大都采用人工衬砌，施工速度慢，施工质量难以控制，同时存在工期长、寿命短、维护费用高等缺点，特别是在渠道衬砌施工过程中，斜坡面衬砌混凝土的布料、平仓、振捣、抹面等问题很难解决。因此，如何使渠道的混凝土衬砌质量得到有效控制，实现标准化、程序化、规范化运作，对于广大参建者来说是一个课题。

2 工程概况和技术要求

2.1 工程概况

以南水北调中线京石段S8标段为例。南水北调中线京石段S8标段渠道长8Km，底宽21.5～23.5m，坡长15.5～24.1m，坡比为1:2和1:2.5两种，衬砌混凝土为C20W6F150，边坡衬砌混凝土厚10cm，渠底混凝土厚8cm。

2.2 技术要求

1）衬砌混凝土强度等级为C20W6F150，二级配，最大粒径4cm；

2）渠道顺水流方向在两坡肩与坡叉处和渠道中心为通缝，垂直水流方向每12m设一通缝，其余为切缝；

3）渠道断面与衬砌平整度要求见下表：

3 渠道混凝土衬砌

为使渠道的混凝土衬砌质量得到有效控制，实现标准化、程序化、规范化施工，选用衬砌机进行机械化渠道衬砌。拌合站拌制混凝土，混凝土运输罐车运输混凝土，衬砌机进行混凝土的仓内输送、布料、平仓、振捣、抹面等工作。

3.1 衬砌设备

选用HZS50型拌合站2套，8m3混凝土运输罐车，PMQ650型衬砌机及其它配套设备。

3.2 渠道衬砌生产性试验和检验

为检验混凝土衬砌机械性能和生产能力与实际生产能力相匹配的配套机械性能；确定混凝土衬砌机的适宜工作参数（包括工作速度、振捣时间、抹面压光的适宜时间和遍数以及切缝时间）；确定辅助机具种类和数量、劳动力定岗和定员；确定施工组织形式、施工组织方案、施工工艺流程；检验并确定混凝土的塌落度、含气量、水胶比和拌和称量等适应衬砌机械化施工的参数，在混凝土衬砌机械投入正常生产前进行了生产试验。确定了衬砌机适宜的工作参数、渠道衬砌施工工艺流程、混凝土的相应参数等。

3.3 渠道混凝土衬砌施工工艺

3.3.1施工准备

渠道衬砌施工前，先进行施工组织设计，施工临时设施系统具备运行条件。渠道衬砌基面（包括渠基、保温板和复合土工膜铺设）检验合格；仓面已验收合格；拌和系统运行正常，运输车辆已备；衬砌机已定位并经生产试验合格，空载运行正常。

3.3.2基层清理

（1）施工要点

渠道在开挖或填筑完成后，在混凝土衬砌施工前，按设计图纸和规范要求对坡面进行人工挂线精削坡到设计断面。渠底清基施工时，先用推土机清除预留保护层，然后人工挂线清基，渠底人工清基时预留5cm厚土料，经振动碾静碾压实后人工挂线清理。为防止渠坡或渠底遭人为破坏及雨水冲刷，削坡完成并验收后应马上铺设保温板或土工膜。

（2）控制标准

①渠道中心线允许偏差2cm；渠道边线允许偏差2cm；

②基层压实度：土基压实度不低于0.87，砂基相对密度不小于0.65；

③渠道基层开挖高程允许偏差-10～+5mm，渠底及内边坡平整度偏差值不超过1cm/2m。

3.3.3聚苯乙烯泡沫板

渠道削坡完成并验收后应马上铺设保温板。铺设前首先将保温板加工成1m×1m/块，这样就可以减少由于基层削坡不平而造成的保温板空鼓影响衬砌质量。

（1）施工要点及注意事项

首先应按设计图纸要求测设出保温板的铺设位置；基层清理干净，无油污，无杂物；铺设前先检查保温板质量，不准有掉角、断裂等缺陷；保温板用加工的木楔子固定，木楔子顶端低于保温板5mm，木楔子与保温板连接部位涂刷粘结剂防止保温板起鼓；保温板铺设完成后禁止人为踩踏、放置重物等。

（2）控制标准

铺设整齐平整、接缝严密、无翘曲，板面完整、洁净，两板连接处高差不大于2mm。

3.3.4复合土工膜铺设

复合土工膜铺设前清除基层上的一切杂物，防止其损坏土工膜，并检查复合土工膜的外观质量，不得有沙眼、疵点等质量缺陷。尽量选用大尺寸土工膜以减少接缝数量，从而保证防水质量。

（1）铺设

土工膜沿渠道横向铺设，搭接处上游块土工膜压下游块土工膜，边缘部位压紧固定。完成后留足搭接长度进行裁剪，弯曲处要特别注意裁剪尺寸，保证准确无误。渠底铺设时，人工滚放；渠坡按自上而下的顺序铺设。铺设平顺，留有足够余幅，松紧适度，以便拼接和适应变形与气温变化；同时不能过松以防形成褶皱。土工膜的搭接长度不小于10cm，为保证防水质量，尽量减少搭接次数，且幅间横缝错开不小于50cm，避免形成十字缝。

铺设顺序，先渠坡后渠底。为保证接头质量，在铺设渠底土工膜时，渠底土工膜选用定尺土工膜，即根据渠底宽度和两坡面土工膜预留尺寸，向厂家定做定尺土工膜，不用裁剪，直接连接，保证了接头质量，从而确保了防水质量。

施工时采取可靠的施工措施，确保复合土工膜不受损坏，如有损坏，立即修补。

（2）焊接

复合土工膜连接采用热熔法双焊缝焊接。焊接设备为TH-501型自动爬行焊接机。在焊接前先进行焊接试验，以确定焊接的焊机温度、行走速度等参数。根据现场试验一般焊机的温度调整为260～300℃，爬行速度为2档左右，天气情况有变时再做适当调整。焊接完成后形成双焊缝。焊接完成并检验合格后，利用手持缝纫机进行土工布的缝合。缝合松紧适度，严禁过松造成土工膜接缝的拉裂。

（3）注意事项

土工膜铺好后，严格避免日光照射，随铺随进行混凝土的浇筑；施工现场禁止吸烟、电气焊等，不得将火种带入仓面；施工人员禁止穿带钉鞋作业；严禁在土工膜上卸放混凝土护坡块体、打孔、敲打石料和引起土工膜损坏的施工；渠坡土工膜铺设完成后，将剩余部分卷到距坡脚0.5m处，并用塑料布覆盖，塑料布一端伸入坡脚齿槽内10～20cm，另一端用砂袋压住，以防在施工过程中破坏和污染土工膜。

3.3.5混凝土衬砌

（1）布料

拌合站拌制好混凝土后，由混凝土搅拌运输车运输至施工现场。混凝土拌合车直接通过衬砌机的皮带和布料小车将混凝土输送到仓内，并通过衬砌机的布料小车布料，卸料时，尽量降低混凝土的自由下落高度，选用PMQ650型衬砌机的下料高度为70cm，防止骨料分离。铺料厚度宜掌握在20cm为宜，设计板厚10cm的摊铺厚度宜为11-11.5cm，设计板厚8cm的摊铺厚度宜为9cm。

（2）振捣

布料并平仓完毕后，衬砌机前移，振捣梁进行振捣，根据混凝土的塌落度（一般1:2.5坡比，10cm板厚，混凝土塌落度控制在6cm为宜）控制振捣梁的行进速度（2.5～3m/min），振捣梁自坡脚至坡肩上行时振动，下行时将振捣梁提起不能振动，渠坡坡脚齿墙部位采用50型振捣棒振捣。

仓面内出现局部露石、蜂窝时，立即挖除或填补原浆混凝土重新振捣。

（3）抹面压光

振捣完毕后，采用MG-80型电动抹光机进行粗抹面，以表面平整、出浆为宜，一般粗抹两遍；终凝前再用抹光机抹光并配合人工压光，以外观平整、光洁、无抹痕为度。混凝土衬砌面平整度允许偏差为8mm/2m，厚度允许偏差为-5%～+20%。

（4）养护

混凝土压光出面6-18h后喷洒养护剂，并覆盖草帘或土工布洒水保湿；低温季节采取保温措施养护。养护时间不少于28天。干热多风天气施工时，初凝前采用喷枪不间断地喷雾养护。

3.3.6伸缩缝施工

本工程混凝土衬砌伸缩缝分为通缝和半缝两种。顺水流方向渠底中心和两坡脚处为通缝，横缝每12m为一通缝，其余均为半缝。设计要求伸缩缝上部2cm为聚硫密封胶，下部为聚乙烯闭孔泡沫板。通缝宽2cm，半缝宽1cm。通缝的泡沫板在支模板时浇筑混凝土前安装，半缝的泡沫板采用后塞法施工。

通缝在加工闭孔泡沫板时，在泡沫板顶部采用20×20mm（1cm宽缝采用20×10mm）聚乙烯闭孔泡沫板预留聚硫密封胶填缝位置。待相邻仓面混凝土补仓完成后，及时剔除20×20mm或20×10mm聚乙烯泡沫板条以备填塞聚硫密封胶。

半缝在切缝完成并检验合格后，用风水枪等工具将缝内的浮浆、碎渣等杂质清理干净。将聚乙烯闭孔泡沫板塞入缝内，留足聚硫密封胶的填充位置。

聚乙烯闭孔泡沫板施工完成后，进行聚硫密封胶的施工。用聚硫密封胶专用枪将密封胶压入缝内。

4 结语

通过在S8标段渠道衬砌的实施，解决并完善了大型渠道混凝土衬砌的施工工艺，并实现了机械化施工，同时，它也再一次印证了只有按规范施工，加强原材料的质量控制和施工的过程控制，才能保证渠道混凝土的衬砌质量，为创造优质工程打下坚实的基础。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。