弧形坡脚梯形渠道混凝土衬砌技术

温彩霞

（临汾市汾西水利管理局 山西临汾 041000）

0 引言

临汾市汾西灌区是山西省八大灌区之一。七一渠是汾西灌区最大的输水灌溉干渠，但经过50年的运行，渠道渗漏严重，渠内淤积严重，过水流量不足，难以正常运行，有限的水资源不能充分利用，灌区经济效益不能正常发挥。为充分利用水资源，改善灌区工农业生产条件，增强临汾市工农业生产综合能力，经上级部门批准，对七一渠进行节水改造，衬砌形式采用混凝土弧形坡脚梯形渠，改变了以往梯形渠的形式，大大减少了渠底与边坡下半部的淤积量。

汾西灌区节水续建配套工程2011年第一批施工中，七一渠节水防渗采用了弧形坡脚梯形渠道混凝土衬砌的形式。混凝土衬砌使用了陕西咸阳重机厂生产的滑模衬砌机，该机不但能使混凝土衬砌表面平整，而且能使混凝土整体达到密实的效果，工程从内在质量到外观质量都达到了优良标准。现将弧形坡脚梯形渠道混凝土衬砌施工技术做一简单介绍。

1 渠道结构

本施工段在59+094～60+604处，该段设计为弧形坡脚梯形断面形式，渠深2.8 m，口宽11.22 m，渠底直线段长2.907 m，斜直段长3.577 m，连接弧线半径2.2 m，弧线长1.528 m，圆心角40°，渠道内边坡 1∶1.2，混凝土衬砌厚度 10 cm，渠道纵坡 1/4 000，糙率n=0.017。（见断面图1）。渠底每隔8 m设一道横向伸缩缝，弧形坡脚与渠底直段交界处两侧各设一道纵向伸缩缝，过坡每4 m设一道横向伸缩缝，伸缩缝采用2 cm厚塑料泡沫闭孔板。混凝土底部铺设500 g/m2的土工膜防渗，膜上铺2 cm厚M5水泥砂浆。

图1 弧形坡脚梯形渠道断面图

2 主要施工技术

2.1 修整土模

土模施工分两步进行，第一步：机械削坡。先用350型大型挖掘机将渠内淤泥、旧砌体、腐殖土全部清除，装车运到指定弃土场，然后根据设计断面进行施工放线。机械拆除时，预留10 cm保护层，然后采用55型小型挖掘机配合人工削坡。施工中采用先坡面后渠底的顺序对原渠道进行全断面机械式削坡整坡。当原渠底高程低于设计高程时，渠底回填土或河卵石压实；当原渠底高程高于设计高程时，需将原渠底拆除并压实后回填土或河卵石至设计高程。第二步：人工修整土模。机械削坡完工后，按设计尺寸分别在渠底和渠顶钉四个木桩，测出各木桩的桩顶高程，在木桩上标出设计高程位置，同一侧上下桩用线绳连接起来，此线为混凝土成型线，线下垂直12 cm为土模面，然后用人工从上往下整模。施工人员要随时检查严防超挖或欠挖，若出现超挖或土模原状低于设计尺寸时，用土补平夯实，夯实土压实度达到0.95，局部可用混凝土垫层或砌砖补平，保证土模质量达到设计标准，最后土模成型为梯形断面。

2.2 土工膜铺设

土模修整验收后，即可铺设土工膜。本段采用全断面铺设，按照先底后坡的原则，先铺渠底，沿渠道轴向铺设，根据设计渠底宽度确定土工膜的宽度，本段设计渠底宽度为4.5 m，选用5 m宽的土工膜铺设渠底；然后铺坡面，在渠底衬砌完成后，坡面现浇前铺设。先由一侧坡面开始连续进行，要求铺设平整、不扭斜、无折纹，严禁撕裂或刺破、压接顺序符合设计要求，接缝采用焊接的方式，坡顶用木桩钉牢防止滑落。土工膜铺设要有一定的松弛度并紧贴土模，铺设长度要与浇筑速度相配合，以免裸露时间过长，受日晒及人为破坏。

2.3 渠底混凝土浇筑

渠道混凝土浇筑时，先浇筑渠底直线段，根据设计尺寸沿轴向在土工膜上支设底板模具，两侧纵向用6 m长的10号槽钢固定。混凝土用小型机动车送输，入仓后人工进行平仓，用平板震动器振捣密实，然后用3.5 m长φ540的滚筒（滚筒内注铁砂两端封死，以增加滚筒的自重）在纵向模具上反复碾压出浆，人工收平压光。沿渠道轴向每间隔8 m设一道横向伸缩缝，衬砌从渠底一端开始连续进行。

2.4 边坡混凝土现浇

边坡采用滑模衬砌机进行现浇施工。混凝土浇筑前，先在已铺好的土工膜上每4 m支设一根边模，边模的数量应满足浇筑强度的要求，待混凝土强度满足要求后方可拆模重复使用。边坡混凝土浇筑采取分段分块跳仓浇筑，分Ⅰ序和Ⅱ序。即从渠道一侧开始，沿渠道轴线每4 m分一块，浇筑时浇一块隔一块，先浇筑的为Ⅰ序块，然后从另一侧返回。Ⅰ序块施工完后，再回过头来施工Ⅱ序块，利用Ⅰ序混凝土块作为Ⅱ序块的边滑模，Ⅰ序混凝土块强度必须达到75%以上才能进行Ⅱ序块浇筑。依此类推，循环往复。

渠帮较低的地段，混凝土从上部入仓，渠帮较高的深挖方地段混凝土从渠底入仓。采用人工平仓，填料时要控制好混凝土的盈亏量，以超过边模2 cm为宜，填满料后移动滑模机就位，滑模从渠底开始向上滑移，边移动，边振捣，滑模沿着边模均匀上升，在上升过程中要注意观察仓中有无亏料或多料的情况，如有局部亏料的要及时向仓内补料，有多料的部位要将余料清出。振捣一遍后，要对混凝土板进行认真修理，多清亏补。反复振捣两遍，使混凝土面板饱满密实，表面平整。为了确保渠道表面光滑，减小糙率，混凝土振捣完，利用原浆收面，后用木抹子将混凝土面打平，用铁抹子压光两遍。

为了加快施工进度，当滑模机开始振捣第一块时，同时可对下一块进行填料，这样可以大大节约时间，加快速度，但不能超填过多，最多一块，避免间隔时间过长，发生混凝土初凝现象。

3 结语

采用以上技术施工的弧形坡脚梯形渠道，表面平整、光滑，整体密实，保证了混凝土质量。使用滑模机施工省去了大量固定模板，不但节约了施工成本，而且提高了施工进度，保证了施工质量。经上级主管部门的验收，该渠道工程质量达到优良标准。采用原浆收面，面层与混凝土溶为一体，提高了混凝土的整体质量，渠道质量得到了保障，防渗效果明显，过水能力得到了明显提高，由改造前的4～8 m3/s提高到12～15 m3/s。说明弧形坡脚梯形混凝土衬砌渠道从设计到施工技术已经成熟，可以大力推广使用。