浅谈引江济汉进口渠道衬砌施工技术

□ 张君成（葛洲坝集团第二工程有限公司）

1 工程概述

引江济汉作为南水北调工程湖北境内水源补偿工程，是从湖北省荆州市李埠镇龙州垸处引长江水至潜江市高石碑处、补济汉江下游流量的一项大型输水工程。引江济汉进口段引水渠道长2.35km。渠道过水断面为梯形，渠底宽度120～350m，两级马道，内坡边坡系数1:3。根据设计文件，0+400～2+350段内坡采用现浇C20混凝土衬砌保护，衬砌厚度为内坡10cm，渠底8cm，衬砌至37m高程马道。

混凝土衬砌板横向、纵向每条通缝的距离均按3.50m设置，渠坡每两条通缝间设置一道半缝，通缝宽度均为1cm，渠坡通缝内填1cm厚沥青杉板；半缝宽度为1cm，深度为7cm。

2 渠道衬砌施工工艺流程

施工准备→施工放样→渠床整理→土工布（牛皮纸）铺设→衬砌机械就位→混凝土浇筑→混凝土抹面压光→混凝土养护→混凝土切缝→排水孔施工→质量检测→单元验收

3 渠道衬砌施工方法

3.1 渠床整理

削坡之前对松软土或回填土进行夯实，确保渠床满足要求。采用挖掘机、推土机粗削和人工精削的方式进行渠床整理。粗削时，沿坡脚线和坡肩线上每10m设一控制断面，每断面≥5点，预留10cm左右的保护层；人工精削时，每断面先采用人工修整宽15～30cm标准断面（顺坡方向），测量人员采用GPS现场测控，间隔2～3m设置一标准断面，在标准断面间用质量好的尼龙绳挂线，人工自上而下进行削坡作业，测量人员随时检查坡面是否符合设计要求，标示出不合格位置及时修整，确保人工精削坡面满足要求。

3.2 土工布铺设

渠坡混凝土衬砌前铺设一层土工布，垂直渠轴线铺设，自下游向上游方向顺序铺设，由坡肩自上而下铺至坡脚。铺设时采用编织袋装土随铺随压，验收合格及时安装侧模。土工布裁剪考虑渠坡坡长、坡肩锚固长度、预留长度之和；裁剪整齐平顺，保证搭接宽度>30cm。

3.3 牛皮纸铺设

渠底混凝土浇筑前进行牛皮纸铺设，铺设在无大风、雨、雪天气铺设，编织袋装土随铺随压，按浇筑仓位进行，人工松铺，牛皮纸与基面之间要压平但不紧绷。牛皮纸的铺设顺水流方向，搭接宽度≥10cm，上游边压下游边，必须错缝铺设，不能形成十字缝。

3.4 人工混凝土衬砌

3.4.1 模板安装

根据设计图纸渠道伸缩缝间距要求，分缝模板的位置与通缝重合。渠坡侧模及端头模板采用10#槽钢，渠底为8#槽钢，，每隔2m在槽钢底部加焊10cm×30cm钢板，与槽钢底部平，提高模板的稳定性和承载力。安装模板时，在背面打30～50cm木桩对槽钢进行加固。混凝土浇筑时值班模板工随时对模板进行检查，保证模板稳固无变形移位。

3.4.2 混凝土布料

渠道衬砌混凝土采用拌和站集中拌制。混凝土施工时用混凝土搅拌车运至浇筑部位37.00m马道顶部。安排专人负责指挥布料，车辆卸料自由下落高度≤1.50m。布料时采用自制的溜槽入仓，溜槽采用1.20mm厚铁皮卷制成倒梯形串联而成。

渠底采用反铲转料的方式直接入仓浇筑，基面承载力较低时采用小型机动翻斗车或人工推车入仓浇筑，采用沿渠道轴线条带跳仓浇筑等方式。振捣梁辅以平板振捣器对底板混凝土振捣找平。边角部位采用Φ30mm插入式振捣器振捣。

3.5 渠坡机械衬砌

3.5.1 衬砌机综述

机械衬砌采用大跨度综合型震碾式渠道混凝土浇注机，由浇注机主体、行走系统、升降调坡系统、布料系统、衬砌系统、安全操作系统组成。

3.5.2 衬砌机安装调试

首先铺设两条20m长的轨道，进行拼装，现场按照加工编号进行组装。拼装完后进行整体结构调整，调整合格进行空载联动试车，试车结束后，报请监理验收，经监理确认无误后，进入作业面施工。

3.5.3 混凝土布料

混凝土运输至浇筑部位底部，沿浇筑方向自下而上布料；浇筑带班人员负责指挥衬砌机行走、布料。

3.5.4 混凝土衬砌

混凝土衬砌由衬砌机匀速连续完成，行走速度控制在3～6m/min，根据现场浇筑情况调整，提高衬砌机混凝土摊铺机构行走速度可增大混凝土铺设量，铺设效果需满足要求；衬砌过程中经常检查混凝土振捣机构的工作情况，以防止漏震，当出现壅料时，人工及时整平；靠仓位周边模板及已浇混凝土采用人工铺料、平整,同时加强振捣，保证混凝土衬砌质量；进入渠道衬砌变线施工区域，调整轨道使衬砌机与渠道轴线处于垂直。

3.6 坡肩、坡脚和周边施工

坡肩、坡脚和周边的施工必须专人负责。人工布料平整，使用插入式振捣棒或手提式平板振动器振捣。插入式振捣棒振捣模板周边时，振捣间距≤15～20cm。使用靠尺、两端拉线控制坡肩及坡脚的折线，确保折角平顺整齐美观。加强已浇混凝土棱角保护，防止棱角破坏。

3.7 抹面施工方法

3.7.1 人工抹面

施工中使用钢管和槽钢制作的抹面平台。由经培训考核合格的专人进行抹面压光，现场配备2m靠尺用于检查混凝土表面平整度，平整度≤8mm/2m。人工使用钢抹子抹面2～3遍。

3.7.2 抹面机抹面

渠道衬砌混凝土浇筑宽度约有3～4m时开始抹面压光。第一次使用抹盘抹面，对混凝土表面进行平整、提浆，宜自坡脚至坡肩进行，人工检查修补；15-25min后进行第二次抹面，抹盘找平；随时用2m靠尺检查表面平整度，抹面机高度、斜度及时调整，保证混凝土表面与衬砌设计线重合，厚度超过1.50mm的浆液人工清理；人工局部修补后，使用抹片进行第三次抹面，提高混凝土表面的光洁度，混凝土表面强度满足养护要求后及时覆盖养护。

3.8 混凝土养护

面板养护根据季节、气温不同，采用对应养护措施。低温覆盖、高温洒水。衬砌混凝土采取草苫、草帘、毡布等覆盖保湿养护，养护所用水源来自渠道31m高程马道井点降水井，养护时在渠道左右马道或堤顶布置1～2m3水罐各一个，利用软水管将水流至混凝土养护位置。

3.9 伸缩缝施工

渠底混凝土衬砌纵向通缝采用预留的方法，横向通缝采用切割机切割；渠坡横向通缝采用预留的方法，纵向采用切割机切割或预留；半缝均采用切割机切割的方法。

3.9.1 通缝预留方法

伸缩缝采用材质较好、且尺寸规格符合要求的沥青杉板。根据施工图纸进行测量放线，依据测量点、线进行安装固定及校正，防止变形和倾斜。

3.9.2 混凝土切割机切割法

半缝及通缝使用混凝土切割机切割，测量人员按照施工图纸测放设计分缝线，操作人员在混凝土表面用墨斗弹出切缝线，先切割通缝，后切割半缝。切缝应在衬砌混凝土抗压强度>5MPa时施工，切缝作业时不得损坏混凝土表面。

3.10 排水孔施工

3.10.1 施工工艺

测量布孔→钻机钻孔→冲洗→孔内充填中粗砂→验收

3.10.2 设计要求

按照设计要求，渠坡每块混凝土衬砌板上均设置排水孔，其排水孔设计要求详见图1。

图1 排水孔样式图

3.10.3 钻孔施工

钻孔的机械采用水钻机，能方便定位，保证孔位和孔向。钻孔孔位、孔径、孔深与设计图纸一致，孔位与设计位置的偏差满足设计要求。钻孔完成后，及时冲洗，及时充填中粗砂，严谨异物填入孔中。

4 衬砌混凝土裂缝防治

控制好混凝土坍落度。当坍落度过大时，易产生收缩裂缝。

控制好切缝时间，衬砌完成后要及时地进行切缝，以防止混凝土产生裂缝，随着气温的升高而缩短，反之将延长。切割缝时，以先通缝后半缝、先横缝后纵缝的原则进行施工，每一条缝必须连续切割，不得中断。

现场要准备足够量的草帘子、水罐等相关养护材料，衬砌浇筑一段就养护一段；在混凝土终凝之后，及时洒水养护。

严格控制水灰比，可掺入高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。

5 总结

引江济汉进口渠道属大型现浇混凝土衬砌引水渠道，基本无类似工程施工经验可借鉴，针对大断面薄壁现浇混凝土施工，通过施工前期的参观学习、技术交流和调研，采用人工衬砌和机械化衬砌相结合的方法，因地制宜合理组织施工，加强原材料检测和工序质量控制，确保混凝土渠道衬砌的施工按时完成，积累渠道衬砌施工经验，为类似工程提供参考依据。