灌区渠道工程质量的控制与管理措施

2011-04-14郭学美孙兴超

水利技术监督 2011年4期

郭学美孙兴超

（山东省滨州市韩墩引黄灌溉管理局，山东滨州 256621）

工程质量控制管理是灌区水利设施高效稳定运行的生命线，是建设高质量 “惠民”工程的基本保障。项目质量贯穿于整个工程建设过程中，是建设、设计、施工、以及监理等单位部门相互协调控制管理的重要工作内容。从进场原材料到最终成品，从施工方案到施工措施等过程中，均必须重视工程质量控制管理，以保障工程项目建设高效稳定的进行。灌区渠道建设或节水改造工程项目，从表面看似乎只是简单的水能资源的引水灌溉，加上受传统重水库设施建设轻灌区质量管理理念的束缚，在灌区建设过程中，普遍存在建设各方对渠道工程质量不重视现象发生。实际工程中，由于灌区工程建设存在点多、面广、战线长等特殊性，工程建设区多处于丘岭地区，地形地貌地质条件较为复杂，加上对灌区地质勘测力度普遍较差，如果在工程施工建设阶段不加强质量控制管理力度，就会在施工过程中因设计质量和施工质量与工程特性不匹配而给工程留下巨大的安全后患，给后期运行管理带来很多麻烦，同时还会影响到灌区周围人民生命财产安全［1］。

防渗漏是灌区渠道工程建设质量控制管理的重要内部，国内外研究学者在渠道防渗漏课题中对新技术、新材料开展了大量的研究分析，也取得了相当多的研究成果，并在实际工程中得到广泛推广应用。混凝土衬砌是灌区渠道工程中一种较为理想的渠道防渗解决措施，可以适应不同的地质条件和各级渠道。在灌区渠道工程建设和后期运行管理中，需要加大对渠道防渗工程质量控制管理力度，保障渠道发挥出高效稳定的良好功能，有效避免各类“弃水”事故的发生，延长工程的综合使用寿命，充分发挥灌区防渗渠道在节水、节地、节工、增产等方面的经济效益。

1 灌区渠道工程施工质量控制管理

1.1 施工测量

在项目施工前，首先要进行施工测量以复核设计单位提交的工程建设区的坐标系统和高程系统。工程实际应用中通常采用附合测量法来复核交桩点的坐标、高程数据。当复核工作完成后，施工单位就会依据已有的复核成果，按照设计图纸要求沿渠线布置用于指导工程施工的加密桩。为了保障加密桩在施工过程中不受施工的影响，让工程顺利开工建设，需要将其尽量布置在坚固的地面上。用于轴线控制的加密桩布置设计时，应该采用前方交会法构成相应的小三角网，这样可以在保证轴线点精度的前提下便于轴线网点的系统布置。用于控制高程的加密桩布置设计时，主要采用闭合测量法，且加密桩的布置密度应按照每50m设置一个进行，这样既能方面现场施工的就近测量控制，又便于相邻点间施工误差的快速核对，以提高工程施工质量综合水平［2］。

1.2 防渗渠道开挖和回填

灌区渠道工程在进行大断面开挖时，首先利用相关的土方开挖机械进行成型粗挖工作，直至开挖断面基本成型。当要进行渠道断面混凝土浇筑时，就需要进行人工精削预留的开挖土层至标准断面，这样就可以在保持渠道土膜表面光洁的基础上，确保土膜中的水分不致大量蒸发，有效提高混凝土浇筑质量。在渠道开挖过程中，人工精削土膜间距应严格控制在10m，并在10m段两侧按设计要求挖出标准的浇筑断面，然后在两个标准断面间拉紧横线作为开挖参考线，从坡上至坡下逐一进行开挖工作。在开挖过程中，要同步用坡度尺进行逐段检查，反复修整，直至满足相关规范或设计要求，以提高渠道开挖工程的综合质量水平。

渠堤土方的回填是一项涉及内容较多的复杂工作。首先要清除渠道填筑范围内的所有杂物，然后进行洒水湿润工作，再分层摊铺经检验合格的不同回填土料，并按照要求进行分层夯实。在用打夯机进行回填土料夯实过程中，应该严格将铺土厚度控制在30cm左右，并通过相关的试验，严格将夯实后的回填土料的最优含水量和最大干容重控制在设计允许范围内［3］。

1.3 防渗混凝土浇筑

（1）混凝土定型模具。坡底混凝土防渗是灌区渠道防渗工程常采用的措施。在进行渠道断面设计时，由于不同渠段水力特性、工程地质条件等有所差别，因此，为了提高灌区渠道综合使用效率，不同渠段的断面结构也是不相同的，也就是说渠道坡底混凝土防渗结构由于其特殊结构要求，传统的建筑物定型模板不适应其多形断面的要求，需要根据混凝土结构形式按照设计要求自己设计。

灌区渠道浇筑混凝土中常用的定型模件大致包括：衬砌分块的四周档板、伸缩缝定型夹板、支撑支架、以及浇筑边坡用的外模等几类。底板和边坡顺水流方向的档板应该全部采用承插式结构，且混凝土档板材料应选用与混凝土厚度相匹配的槽钢，然后在槽钢上按混凝土设计分缝长度要求来焊接钢板，自制成承插槽口。在垂直与水流方向上用插在槽口伸缩缝夹板作为混凝土定型结构的两侧档板，且夹板尺寸应与伸缩缝设计尺寸相匹配。

（2）混凝土浇筑。在灌区渠道底板混凝土浇筑过程中，常规混凝土浇筑方法便可以满足相关规范或设计要求。对于边坡混凝土浇筑时，由于边坡受水力影响较大，其浇筑混凝土的配比要求是二级配粗骨料，而且在混凝土浇筑过程中，要在试验段进行多次现场同步试配。边坡混凝土的配比推荐为：粗骨料20～40mm石子与10～20mm石子两者间的掺放比为2∶8；水泥按每立方米用量为380kg配料。这样不仅可以确保用外模浇混凝土时，在进行振捣密实取模后，混凝土具有良好的定型结构，同时只需人工用原浆稍加平整修饰即可达到设计要求。

（3）混凝土拆模。渠道底板混凝土和边坡混凝土所用槽钢拆除时间应严格按《混凝土施工规范》要求进行操作。在混凝土浇筑过程中，虽然伸缩夹板作为混凝土浇筑过程中的一个附属构件，但它却起着混凝土定型模具作用。伸缩夹板为上宽下窄梯形断面结构，也就是说在混凝土冷凝过程中，其会受到混凝土不断固结挤压。如果当混凝土终凝后才进行拆除工作，就很难将其取出，因此，必须按照设计要求，在混凝土初凝前，用相应钩子插入伸缩夹板上表面预留的孔中，将其从混凝土中取出。伸缩夹板取出后，需要进行人工修饰混凝土缝面棱角，以保证渠道防渗混凝土总体外观质量水平［4］。

2 渠道混凝土衬砌裂缝预防控制管理

渠道混凝土衬砌工程施工工艺看似十分简单，但其所设计到的技术措施却较为复杂，尤其是渠道工程施工是一类典型的野外作业，加上建成后其处于露天、水下的运行环境中。也就是说混凝土衬砌施工质量水平受环境、工期、气候条件等因素影响均比较大，发生热胀冷缩、冻害破坏等问题也比较多，因此，需要加强对混凝土衬砌裂缝的预防控制管理力度。

（1）严格控制好施工材料质量：在工程施工过程中，根据工程图纸设计要求，选用适宜的水泥、骨料等原材料。渠道混凝土衬砌所需的水泥要选用符合相关规范要求的标准水泥，同时在施工过程中为了赶工期或其它原因造成急需用水泥时，应该选用稳定成熟的水泥产品。工程实际应用中，选用未成熟稳定的水泥是造成灌区渠道混凝土产生裂缝的最主要原因。在混凝土配制过程中，碎石骨料有利于水泥与粗骨料间进行有效粘结，可以增强混凝土的耐久度和强度，从而避免或减少混凝土裂缝的产生。混凝土中外径较大的石子，一方面可以减少混凝土的收缩，但另一方面外径较大的石子越多，就会给混凝土增加更多的薄弱面，使得混凝土的综合抗剪性能降低而发生裂缝。因此，在混凝土配置时，石子最大粒径应选择适中，且在级配上应选用连续级配的碎石，这样可以提高混凝土的综合质量水平，防止混凝土发生裂缝［5］。

（2）严格控制混凝土水灰比：在施工过程中，应严格按照设计要求控制混凝土的水灰比，并严格控制混凝土拌合时间不少于120s，以使混凝土搅拌均匀，增强其和易性。

（3）混凝土浇筑时间应避开高温和低温天气：在《混凝土施工规范》规范中，明确规定气温低于5℃或高于35℃时，不允许进行直接混凝土浇筑工作的，也就是说在该类温度范围内进行混凝土浇筑时，应采取相应的增温和降温措施，不然所浇筑的混凝土就会形成收缩裂缝和冻害裂缝，降低渠道混凝土衬砌的综合质量水平。

（4）加强养护：在混凝土浇筑过程中，保持一段时间范围内的温度、湿度等外部环境，为混凝土冷凝营造良好的硬化条件，这样可以防止混凝土出现裂缝，有效提高混凝土的综合质量。混凝土养护水平高低直接决定混凝土能否具有良好的性能水平，尤其是混凝土的早期养护，一方面需要采取相应措施保证混凝土免受不利温湿度变化的侵袭，避免其发生有害的冷缩与干缩裂缝质量问题；另一方面要充分利用水泥水化作用，保证混凝土达到预期设计的强度和抗裂能力，以提高混凝土衬砌的综合质量水平。

（5）做好渠道基础处理。实际工程中经常出现渠道基础变形沉降造成混凝土发生裂缝，大大降低了渠道混凝土的综合质量水平。渠道衬砌工程的基础是土基，也就是说在渠道土基工程中一般均含有挖方和填方，则无论进行挖方还是填方，其土基的密实度均必须达到设计或相关规范要求。在土方开挖工程中，应严格控制开挖质量效果，因此，在进行刷坡过程中，应该分为粗刷和细刷两个过程进行。在土方回填过程中，要坚决按设计和相关规范要求执行，除了要严格控制细土分层夯实质量外，还要保证回填土壤水份达到规范要求，以防渠道地基出现不均匀沉陷，造成混凝土发生裂缝，影响混凝土综合质量水平。

（6）应科学合理设计混凝土分缝。合理计算划分结构缝是消除混凝土由于热胀冷缩等原因造成不规律裂缝的重要措施。在一般灌区渠道混凝土衬砌工程中，通常4m设置横缝一条，且在进行纵缝设计时，应严格按渠道断面形状进行设置，以提高渠道混凝土衬砌的综合质量水平。