1、1南水北调渠道衬砌施工技术探讨摘要：南水北调是国内大型的调水工程，采用明渠过水，渠道衬砌是施工中的关键技术。衬砌混凝土具有厚度薄、面积大的特点，在混凝土成型、养护方面具有独特的特点，因此选择合适的施工工艺是保证衬砌质量、提高衬砌速度的关键。 关键词：混凝土; 衬砌; 施工工艺 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 前言 ： 在施工阶段, 要保证南水北调工程渠道混凝土的衬砌质量, 除了正确合理的设计以外, 还需在施工阶段执行以动态控制为主, 事前预防为辅的管理办法, 做好提前预控; 对重点部位、关键工序进行动态控制。 施工准备 渠道衬砌工程施工前, 进行详细的施工组织设计, 充分做好
2、料场和拌合场等施工工地的布置及施工用电、用水、道路和机器设备的准备工作, 对试验和施工的设备进行检测和测试运行, 做好永久性和临时性的排水设施。 基层清理 2渠道衬砌工程施工前, 根据设计图纸对已开挖或填筑完成的渠道进行施工放样, 放样出渠道底脚线和渠口线共 4 条, 基层采用人工挂线精削。 1. 削坡 为保证设计断面内压实干容重达到要求, 渠堤填筑铺料时预留 50cm 余量, 在渠堤填筑完成后, 按设计线将坡面修整平顺。削坡的方法: 测设堤顶线和堤脚线, 沿设计堤顶线和堤脚线挂设准线, 人工按线清理到设计断面。 2. 清基 渠底清基施工时, 首先清除开挖时预留的土方保护层,由推土机进行清除堆
3、积, 装载机装 3m3 的自卸汽车外运。推土机清基时, 预留 5cm 后, 经振动碾、静碾压实后, 由人工挂线进行清理。按照渠坡浇筑的坡脚高程进行挂线, 同时坡脚之间进行高程加密布置, 防止由于线自然下垂而引起误差。人工清理使用齐头平锹, 按线清理至设计高程。为避免表面干燥和施工人为因素的践踏及雨水冲刷而造成的松弛和破坏, 渠道削坡应在混凝土浇筑前一天进行,削坡时应严格控制高程和表面平整度。如果削坡过量不能用浮土回填, 应采用与现浇同标号的混凝土填充或者新土回填夯实。 3. 渠道基层控制标准 (1) 渠道中心线偏差控制 2cm; 渠道边线偏差控制 2cm。 ( 2) 基层压实度: 土基压实度不
4、低于 0.87, 砂基相对密度不小于0.65。 3( 3) 人工削坡渠道基层开挖高程控制- 10+5mm; 渠底及内边坡平整度偏差值不超过 1cm/2m。 衬砌施工工艺流程 渠道衬砌采用机械化施工，本标段渠道衬砌机械化施工设备选用具有多项专利技术的大跨度振动滑模式渠道坡面衬砌机，现该设备已进场，现场组装已基本完成。该套设备具有简单实用，技术可靠，造价低，维修方便的特点。可以联合作业，也可以单机使用。在正常情况下，最大工作能力 15 m3/h，现浇混凝土质量满足设计要求。具体施工流程如图 1 所示： 图 1 混凝土衬砌机械化施工工艺流程图 主要施工环节和施工方法 渠道衬砌施工不仅仅指衬砌混凝土的
5、施工，还包括相关的辅助工序,如基面清理、保温板、土工膜铺设、伸缩缝施工等。 1. 基础面平整清理 削坡采用削坡机粗平，人工精平。在挖掘机前面安装刮料板，削坡将近达到标准时，在横向边坡上隔每 4 m 从上到下立钢筋桩，拉控制线，人工用铁锨冲出约 25 cm 宽的标准控制带，再沿纵向拉线控制进行削坡，削坡工具用窄长平面铁锨。渠道口（底）边线的允许误差：直线段20 mm；曲线段50 mm，平面位置用 GPS 定位，高程用水准器控制。削坡面4平整度允许偏差：20 mm/2 m，用 2 m 直尺检查。 2. 聚苯乙烯保温板铺设保温板铺设 铺设前对保温板进行检查，挑除缺角、断裂、尺寸不够、板厚偏差1 mm
6、 局部凹陷的材料，可将缺角、断裂的材料用于顶部变截面的拼接。为减少因板的变形导致的铺设后板缝宽度误差及有利于板面的固定，采取错缝梅花型铺设方案，从渠底向渠坡敷设，铺放整齐，板与板之间紧密结合。保温板铺设后保持板面完整、洁净，两板连接处的高差不得2 mm；不得踩踏、放置重物。当不可避免地要在保温板上作业时，先在其上铺设 3 cm 厚的防护木板（每 40 cm 横向平行钉防滑木条） ，然后再进行相关作业，或者穿平底软鞋在上面行走，同时在一级马道处拉设安全防护绳索。 3. 土工膜铺设 土工膜材料：渠道防渗采用 600 g/m2 (150 g/m20.3 mm150 g/m2)两布一膜复合土工膜作为防
7、渗材料，布为宽幅聚酯长丝针刺土工布。土工膜铺设：复合土工膜的铺设采用垂直于主干渠轴线，将成卷的土工膜穿入钢管，在钢管两头系上绳子，人工牵引绳子，将土工膜从一级马道反滚到渠底。铺设时注意张弛适度，采用波浪形松弛方式，富余度约为 1.5 %。随之拉平后再铺另一幅，左右幅拼接完成后，要求土工膜与保温板面贴实，平整无突起褶皱，并避免人为和施工机械的损伤。在铺设时，从下游往上游铺，要做到上游幅压下游幅，搭接长度为 10 cm。 5土工膜铺设施工要点:一是复合土工膜采用专车运输。装卸、搬运不得拖拉、硬拽，不得使用任何可能对复合土工膜造成损伤的机具，避免尖锐物刺伤;二是复合土工膜铺设人员穿软底鞋，严禁穿硬底
8、鞋或带钉鞋作业;三是堤顶预留的土工膜混凝土浇筑完成后及时进行路缘石安装封压，坡脚部位土工膜在混凝土浇筑前采用包裹进行保护，防止损坏和老化。 4. 混凝土衬砌 渠道衬砌混凝土分底板、边坡两部分。底板厚度 8 cm，向下依次为复合土工膜、5 cm 厚粗砂。护坡坡比为 1:2，混凝土衬砌厚度 10 cm，齿墙 30 cm40 cm，混凝土护坡下依次为复合土工膜、2 cm 厚聚苯乙烯板、5 cm 粗砂。本工程渠道混凝土浇筑工作量较大，为保证混凝土浇筑工期，同时提高混凝土浇筑质量，采用渠道衬砌机（SCFM05-II 型）进行坡面混凝土浇筑，底板采用梁式整平机整平，抹面机抹面，采用混凝土割缝机（GCFM0
9、5-I 型）按设计要求每 4 m 切半缝或通缝。 4.1 混凝土的布料 布料机入口处宜为 5070 mm。这样既能保证正常布料，又能保证混凝土能稳定在坡面上，不出现滑移现象。混凝土运输车辆卸料时,混凝土的自由下落高度1.5 m。采用皮带输送布料,料量分布应均匀。应控制布料厚度,松铺系数应根据坍落度的大小由试验确定, 当坍落度为 46 cm 时松铺系数宜在 1.151.25 之间。 4.2 混凝土摊铺、振捣 衬砌机宜匀速连续工作, 振动碾压小车上下行走速度宜为 36 6m/min。应控制振动碾压时间,使混凝土不过振,漏振或欠振,达到表面出浆,不出现露石、蜂窝、麻面。衬砌后的板面上出现局部露石、蜂
10、窝等现象,应立即人工填补原浆混凝土,重新振动碾压。进入弯道施工时,应保证衬砌机始终与渠道上口线保持垂直工作状态。 4.3 混凝土抹面压光 衬砌成型后的混凝土在混凝土初凝前进行抹面，由人工操作混凝土抹面机进行抹面。坡面混凝土抹面机桁架悬挂电动抹光机，沿衬砌坡面往返抹面,抹面压光在渠道衬砌混凝土浇筑宽度约有 34 m 时开始。初凝前及时进行压光处理,清除表面气泡,使混凝土表面平整、光滑、无抹痕。 4.4 混凝土切缝施工 采用定制的合金锯片切缝，斜坡宜由低向高处进行。边坡上先在横向伸缩缝上设固定点后，铺设切缝机轨道，再切割水平缝，切缝位置、深度由轨道控制，并在切缝位置用墨斗打线，明显标注伸缩缝位置，以便于控制。 参考文献： 1 DL/T5144- 2001, 水工混凝土施工规范 S . 2 DL/T5100- 1999, 水工混凝土外加剂技术规程 S .
