1、1南水北调工程渠道混凝土衬砌施工技术研究摘要：以南水北调中线工程 S12 标的渠道衬砌为实例，通过对工程的概况、渠道衬砌混凝土的施工、聚苯乙烯泡沫板、土工布的铺设、施工缝的施工工艺的阐述探讨渠道混凝土衬砌的施工技术。 关键词：渠道、混凝土衬砌、施工技术 中图分类号： TU74 文献标识码： A 1 工程概况 南水北调 S12 标位于河北省新乐市境内，包括 4226m 总干渠渠道和1 座左岸排水倒虹吸及 3 座交通桥。工程等级为等，总干渠渠道为 1 级建筑物，建筑物设计防洪标准按 50 年一遇洪水设计，200 年一遇洪水校核，地震设计烈度 6 度。 渠道均为土渠段，过水断面为半挖半填型式梯形断面
2、，在渠道过水断面变化处设扭坡渐变段。全段设计纵坡 1/25000，设计流量为165190m3/s，过水断面边坡系数为 2.53.0，设计底宽 2021.5m。 渠内设计水深 5.0m，渠道过水断面采用现浇混凝土衬砌，衬砌高度至一级马道（或堤顶） 。一般土渠衬砌厚度边坡 10cm，渠底 8cm，河滩地段边坡、渠底均为 15cm，特殊部位适当加厚。衬砌板下铺复合土工膜加强防渗，防渗层下面铺设砂砾料或保温板防冻胀。渠基设置排水管网加2排水井。渠道的伸缩缝有通缝和半缝之分，分缝填料上部为明渠专用的聚硫密封胶，下部为聚乙烯闭孔泡沫板填充。 2 渠道混凝土衬砌的技术要求 2.1 衬砌混凝土强度等级为 C2
3、0W6F150，二级配，最大粒径 4cm. 2.2 渠道断面与衬砌平整度要求见下表： 表 1 渠道衬砌断面尺寸与衬砌结构尺寸允许偏差值 项 目 允许偏差/ cm 渠底高程 1 渠道中心线 2 渠底宽度 3 堤顶高程 2 渠底及内边坡平整度( 用 2 m 直尺检查) 8 m m/ 2 m 边坡衬砌斜长度 2 现浇施工, 渠道、渠底衬砌纵向分块长度 1 现浇施工, 渠道、渠底衬砌横向分块长度 3 现浇衬砌板厚度 -5%+20% 3 渠道衬砌混凝土施工 3.1 施工示意断面及施工工艺流程： 根据渠坡混凝土结构和分块特点（横缝为通缝，纵缝为切缝） ，按横缝分条带采用 Gomaco SL450 型成套衬
4、砌机沿渠道轴线方向跳仓浇筑，施3工工艺流程见下图： 3.2 施工的设备及配套设施： 采用两座 HZS50 拌合站,单阶式垂直布置，6m3 混凝土搅拌车运输到浇筑仓面，Gomaco SL450 型成套衬砌机沿渠道跳仓浇筑。 3.3 施工准备： 衬砌前，确保渠基、保温板、复合土工膜的验收合格及浇筑仓面的验收合格。拌合系统正常，运输搅拌车具备，衬砌机就位并经生产试验合格，空载运转正常。 3.4 削坡清基 渠坡整形利用挖掘机初步削坡整形，渠底用平地机找平，边坡及渠底预留 30cm 保护层，以保护原地基不受扰动，待下道工序开工前人工挂线清除。 3.5 铺设聚苯乙烯泡沫塑料保温板 聚苯乙烯泡沫塑料保温板是
5、作为该标段一本分渠道断面的保温层，另一段是采用铺设砂砾料作为保温层。 3.5.1 施工准备 采购合格的保温板，并附出厂合格证。 施工基层验收，施工基层施工完成后，经监理单位验收合格后，进行保温层施工。 施工机具：配备密齿手锯、壁纸刀、拉线、计量工具等设备。 3.5.2 施工工艺 4工艺流程：基层处理放线打磨修理、隐检铺设保温板。 处理基层：基层保持干净坚固，无油垢、无杂物。大风及雨天应停止施工。 放线：按照设计图纸测设保温板的安装位置。 保温板加工：根据现场地形，将保温板裁成符合要求的形状。 铺设：将保温板铺设在基层上，要求平整无翘曲渠道工程保温采用表面加糙的聚苯乙烯泡沫塑料保温板，进场材料均
6、应有合格证，并经监理工程师检验合格后方可使用；施工过程中随时检查平整度及板与板之间的接缝。保温板集中在综合仓库保存，使用时统一领取，统一出库，杜绝施工中的浪费；保存时，避免太阳光直接照射，造成材料变质。 3.6 铺设复合土工膜 3.6.1 准备工作 铺设前应清除铺设面上一切树根、杂草、块石、硬土块等，保证基层平整。基地上出现阴阳角时，应修圆，其半径不小于 0.5 米。每块铺设区域旁边备足回填垫层所需的细粒土，经监理工程师验收合格后方可铺设。 3.6.2 铺设方法 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。坡面上的土工膜铺设，
7、其接缝排列方向应尽量垂直最大边坡线，按自上而下的顺序进行铺设，土工膜铺设时不应过紧，留足余幅，便于拼接和适应气温变化，膜与基面之间要压平，不可有夹气、夹泥、夹水等现象。土工膜的搭接5长度不小于 10cm，为保证防水层整体质量，尽量减少土工膜搭接次数，且幅间横缝错开不小于 50cm，避免形成十字缝。铺设时在膜的边角处每隔 2-5m 布置一个 20-40Kg 的沙袋，加以保护。铺设过程中，作业人员不得穿硬底鞋及带钉的鞋，施工现场禁止吸烟、电气焊，不得将火种带入施工现场，车辆等机械不得碾压土工膜及其保护层。 3.6.3 土工膜的拼接 土工膜铺设采用粘结方式进行拼接；拼接前对粘结面进行清扫，做到无尘、
8、无水、无垢，土工膜平行对正，适量搭接。如需夜间施工时，土工膜焊接边用干净的砂布擦拭后再用吹风机吹干才能进行焊接，防止夜间潮气影响焊接质量。粘结过程中和粘结后 2h 内粘结面不承受任何拉力，严禁粘结面发生错动。土工膜粘结后，妥善保护以防受损。 土工膜铺设后要及时进行混凝土衬砌施工。 3.7 混凝土衬砌 3.7.1 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 70 cm, 防止骨料分离。铺料厚度宜掌握在
9、 20 cm 为宜, 设计板厚 10 cm 的摊铺厚度宜为 11 11. 5cm, 设计板厚 8 cm 的摊铺厚度宜为 9 cm。 3.7.2 振捣 6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( 2.53 m/ 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。 3.7.3 抹面压光 振捣完毕后, 采用 MG80 型电动抹光机进行粗
10、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 8 mm/ 2 m, 厚度允许偏差为- 5% + 20%。 3.7.4 养护 混凝土压光出面 618 h 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 d。干热多风天气施工时, 初凝前采用喷枪不间断地喷雾养护。 3.8 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
11、聚乙烯闭孔泡沫板。通缝宽 2cm, 半缝宽 1cm。 衬砌混凝土初凝后立即割缝，为防止基础面土工布受损采用预埋，将闭孔泡沫板叫工程通缝的尺寸，在泡沫板上钉上木条预埋在浇筑的混7凝土里，混凝土初凝后将木条取出，即可填聚硫密封胶。 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 S12 标段渠道衬砌的实施, 克服了人工衬砌施工速度慢、施工质量难以控制、施工工期长等缺点, 并完善了大型渠道混凝土衬砌的施工工艺, 实现了大型渠道衬砌施工的程序化、规范化作业。但在自动化程度上、施工标准化等方面还处于探索阶段，相关机械的配套比人工衬砌更加紧密，工序衔接点的施工要求更高，对施工作业人员的素质要求更高，据此各方面应有待进一步提高和探讨总结。 参考文献: 1SL26098, 堤防工程施工规范 S . 2NSBD2006, 渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程 S .
