浅谈南水北调汤阴段渠道衬砌施工技术控制

摘要：结合南水北调中线汤阴段工程，本文从所处施工方法进行分析，提出施工质量控制的要点，从而提高南水北调工程的质量。

关键词：南水北调汤阴段；混凝土衬砌；渠道施工质量 ；施工方法；

中图分类号：C35文献标识码： A

引言

南水北调是缓解中国北方水资源严重短缺局面的重大战略性工程。我国南涝北旱，南水北调工程通过跨流域的水资源合理配置，大大缓解我国北方水资源严重短缺问题，南水北调意义重大。因此，只有采取良好的施工方法和加强渠道施工过程质量控制，才能保证渠道质量。

一、南水北调汤阴段工程概况

汤阴段是南水北调中线一期工程总干渠Ⅳ渠段（黄河北～河北）的组成部分，位于Ⅳ渠段中黄段的最北部，黄段总共分有10个设计单元，汤阴段是其最后一个设计单元。地域上属于河南省安阳市的汤阴县。渠段南起自鹤壁与汤阴交界，与总干渠鹤壁段终点相连接，北接安阳段的起点，

汤阴段工程渠道过水断面为梯形断面，内坡一级坡为1：2～1：3.25，挖方渠道一级坡以上边坡略陡于一级坡，填方及半挖半填渠道外坡为1：1.5～1：2.5。起点渠底高程为88.362m，终点渠底高程为87.045m，渠道纵坡为1/28000和1/23000两种, 设计底宽为10.5～18.5m。渠道为全断面衬砌，一般渠段混凝土衬砌厚度采用渠坡10cm，渠底为8cm。衬砌混凝土强度等级为C20，抗冻标号F150，抗渗标号W6。衬砌底部两端坡脚根据计算设宽0.30~0.5m、高0.3~0.5 m的齿墙，顶部设封顶板。混凝土衬砌板渠坡、渠底横缝间距均为4m；渠坡、渠底纵缝间距为3～5m，最大不超过5m，渠坡纵横缝及渠底横缝按伸缩缝与沉降缝间隔布置的原则设置。渠底纵缝均为通缝。分缝均采用矩形缝。伸缩缝为通缝，沉降缝为半缝，缝宽均为2cm。渠道防渗采用规格为600g/m2-800 g/m2的两布一膜。渠道衬砌采用铺设保温板的防冻措施，保温板采用聚苯乙烯挤塑泡沫保温板（XPS），本段保温板厚度为2.0～4cm。复合土工膜及保温板表面需采取加糙措施，同时为了满足渠基排水要求，在保温板与渠坡基础之间，采用铺设10cm、20cm厚砂砾石垫层。嵌缝采用聚硫密封胶填缝。

二、渠道衬砌施工方法

（一）渠道整理

渠道整理施工前，先由测量人员对渠道衬砌断面进行测量放线，确定削坡范围及削坡厚度，然后由渠道削坡机专业驾驶人员对削坡机进行定位，定位结束后再进行复测，以确保削坡厚度。渠道削坡过程应采用边削坡边清土的施工方法，削坡机削坡过程中，人工配合进行坡面剩余松土及局部遗留部位的渠坡清理，测量人员进行实时监测，及时调整削坡高度，保证渠坡修整的平整度要求。

（二）砂垫层施工

砂砾料用自卸汽车运输到现场，堆放在一级马道处，采用人工取砂砾料，从下到上在坡面上均匀摊铺布料。砂砾料摊铺过程中，用刮板粗削坡，然后人工进行精修坡。人工修坡时，分别在坡脚、坡肩、及坡面布设控制桩，顺渠道方向每5米布置一排，桩与桩之间线绳连结，把渠坡分成若干小块，线绳之间挂滑动线绳，人工移动，控制削坡厚度,并严格控制坡面平整度。 坡面修整完成后，采用3KW平板振动夯对坡面进行压实，压实时夯迹搭压宽度应不小于1/3板宽。压实过程中人工对出现的坑洼及时补平。压实后的坡面采用2.2KW平板振捣器复压一遍，对坡面进一步压实整平。

（三）保温板铺设

保温板采用合格厂家生产的，原生材料制成的聚乙烯闭孔泡沫板（密度≥90kg/m3，厚度20mm）。 保温板铺设过程中，按照从下至上的顺序进行铺设，铺设时要保证泡沫板间结合紧密，并采用竹签固定连接，防止后期施工过程中，泡沫板发生移位。

（四）复合土工膜铺设

保温板铺设完成后即可进行复核土工膜铺设，渠道采用576g/m2二布一膜复合土工膜作为加强防渗材料，其中膜选用厚0.3mm的聚乙烯土工膜；布选用宽幅（宽大于5m，150g/m2）聚酯长丝针刺土工布。进场的复合土工膜物理力学指标应满足招标文件和设计图纸的要求。

土工合成材料铺设应力求平顺，松紧适度，不得绷拉太紧，土工合成材料与基础及支持层之间应压平紧贴，避免架空，清除气泡，以保证安全。 土工膜铺设应在气温5℃以上，风力4级以下，无雨、无雪的天气施工，按流水作业的顺序分区分块进行，采用人工铺设，铺设时不应过紧，留足余幅，膜与基面之间要压平。土工膜的搭接长度不小于10cm，上游边压下游边，且幅间横缝错开不小于50cm，避免形成十字缝。

（五）模板安装

完成土工膜铺设后开始侧模安装，测量放样出面板横缝位置线和面板顶面及底面线，严格按设计线控制其平整度，不得出现陡坎接头。侧模及端头模板采用10#方钢，并在底部加焊Φ10钢筋。模板背面每隔2m焊接一根Φ10钢筋，每根长50cm左右，安装模板时，在背面钢筋上加压砂袋对模板进行固定。

（六）砼运输

渠道衬砌混凝土在拌和站集中拌制，用8m3混凝土罐车运至浇筑仓渠顶，由皮带布料机配合渠道衬砌机入仓浇筑。

（七）机械衬砌

混凝土衬砌浇筑前先调整衬砌机机架的坡比和高程，校核无误后进行浇筑。混凝土拌和物由混凝土搅拌运输车运送至布料机进料口，布料机再将砼熟料均匀地摊铺在衬砌面上。摊铺完成后，开动布料机配备的插板式振捣器将砼振捣密实，然后用振动成型机进行提浆、整平及进一步压实。浇筑过程中由专人进行现场指挥，观察铺料情况、向机械操作人员传递信息，掌握好振捣时间和机械行走速度。混凝土布料振捣完成后及时机械找平压光。在靠近模板及边角处是机械振捣的薄弱之处，要用人工采用插入式振捣器和平板振捣器进行补振。人工压光要掌握好时间，使表面平整光滑。

（八）人工衬砌

人工衬砌采用滑模进行施工，滑模的宽度为0.3m，长度为4.5m。模板采用定型钢模板，用矩形钢管作横向背楞。混凝土由溜槽入仓，每个仓号设溜槽1道，溜槽采用1.2mm 的铁皮卷制成倒梯形串联而成，下端接至滑模前端0.5～1.0m 处。溜槽应安放顺直，不应有过大的起伏，以防止砼在运输过程中溢出槽外，溢出槽外的砼应及时清除干净。随着砼面的上升，拆除多余的溜槽。砼入仓后采用人工平仓，φ30软轴振捣器振捣，振捣器在滑模前缘顺坡插入，不得靠在滑模上，振捣间距30cm，插入深度应达到新浇砼底部以下5～10cm，并且快插慢拔，防止漏振。振捣时间以砼不再下沉、不出现气泡、开始翻浆为准，并且应防止过振。每浇筑一层（25～30cm）滑模用人工提升一次 。

（九）压面抹光，养护切缝

砼浇筑后及时修整，采用渠道抹光机进行一次压面，待砼初凝前，采用渠道抹光机粗抹一遍，再用渠道抹光机精抹一遍，最后人工进行压光出面。抹面压光过程中用2m靠尺随时检测平整度，保证平整度偏差在8mm/2m以内。混凝土浇筑完成后立即采用塑料薄膜进行覆盖养护，并加盖草帘保温，保温养护时间不少于7天，混凝土养护时间为28天。 6.1.11切缝 。渠坡半缝采用切缝机切缝，切缝在混凝土抗压强度为1Mpa～5Mpa时施工，先用墨斗将需要切缝的位置打上线，切缝机沿线切缝。缝内安装50 mm的闭孔塑料板，在闭孔泡沫板上填充20 mm的聚硫密封胶。

三、渠道衬砌施工质量过程控制要点

上面已经讲述了施工技术方法，下面主要讲述一下施工质量控制的要点：

（一）渠道削坡及砂砾料铺填

在施工过程中，机械削坡、雨淋沟、冻土清除等不可避免的会造成渠床超挖，这个时候应对超挖部分采用砂浆找平，这样才能保证渠床的稳定性整体性，以防止后期不均匀沉降。

砂砾料铺填时坡脚以及齿墙周围，必须采取人工夯实，并且在铺料时应防止分离，保证大粒径砾石碾压密实。特别注意的是砂砾料含水要适宜，含水小，洒水湿润后再填筑，若已填筑作业面干燥，需要洒水湿润，从而保证很好结合。

（二）保温板及土工膜铺设

保温板铺设时保证紧贴基面，无架空、不下滑；固定材料通过保温板面钉入基面内，为防止破坏上层土工膜，固定材料顶部应嵌入保温板内。土工膜铺设特别要强调若焊缝出现脱空、收缩起皱及扭曲鼓包等现象时，必须将其裁剪剔除后重新焊接，出现虚焊、漏焊时，用特制焊枪补焊。

（三）砼衬砌

采用机械衬砌时衬砌机、抹面机、工作台车应同轨，轨道平行于渠道中心线，一般上轨

道在坡肩模板0.5m以外，下轨道位置在坡脚模板1.0m以外。浇筑时应安排专人负责指挥布料，卸料自由下落高度应不大于1.5m。 在齿墙、护肩、靠近模板和边角处由人工辅助铺料，并用Φ50插入式振捣器结合平面振捣器振捣密实，做到既不漏振，也不过振，现场必须及时收面，并进行抹光处理，使混凝土表面平整光滑。 采用人工衬砌时初凝前应及时进行压光处理，清除表面气泡，使混凝土表面平整、光滑、无抹痕。严禁洒水、撒水泥、涂抹砂浆。

（四）养护、切缝、嵌缝

值得注意的是在高温天气浇筑的渠道混凝土采用喷涂养护剂结合覆盖湿润的土工毛毡保水养护方式；低温时段浇筑的混凝土面宜采用双层土工毛毡、一层草帘子及时覆盖保温养护；多风季节宜在混凝土初凝前安排专人采用洒水车喷淋养护保湿养护。混凝土浇筑完成后最迟在48小时完成混凝土横缝切割，最迟在72小时后完成混凝土纵缝切割，保证切缝及时，防止裂缝。嵌缝前必须检查缝深、缝宽，确保聚硫密封胶充填质量，填充后的胶体应饱满，颜色均匀一致，胶层表面平整光滑，无裂缝、气泡、脱胶和漏胶现象。密封胶与伸缩缝粘接牢固，经养护完全硫化成弹性体后，胶体硬度应达到设计要求。

四、总结

南水北调中线工程的受很多方面的制约，渠道施工有很多方法，过程控制要点也有很多，但最终的结果还是工程整体要达到理想的效果。具体来说，在渠道砼衬砌过程中，要掌握好良好的施工方法，加强施工质量过程控制，还要要充分考虑到其他各个方面的因素，循序渐进，这样才能保证工程的顺利进行质量过硬，从而在今后顺利的投入使用。

参考文献：

[1] 张磊 闫浩 丁晓飞 赵伦. 浅谈南水北调渠道衬砌混凝土机械化施工技术[J]. 《建筑学研究前沿. 2013(03) .

[2] 范耀民 马军锋 祖金光. 南水北调中线工程渠道衬砌施工技术浅析[J].河南水利与南水北调2013(09).

[3] 赖国强.南水北调中线工程渠道混凝土衬砌施工技术[J].中国新技术新产品. 2013(15).

作者简介：

郭志才，出生于1985年10月，本科学历，工作单位：南水北调中线建管局河南直管建管局，助理工程师。

杨淑芳，出生于1988年10月，本科学历，工作单位：南水北调中线建管局河南直管建管局，助理工程师。