鲁山南1段输水渠道混凝土衬砌的质量管控

张 国 平， 范 金 东， 万 国 卿

(中国水利水电第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

南水北调中线干线工程鲁山南1 段全长13.451 km，其中渠道长13.05 km，是其主要组成部分。根据设计文件，膨胀土区采用单层钢筋网片混凝土，边坡及底板衬砌厚度均为15 cm;其余非、弱膨胀土渠道均为素混凝土，边坡衬砌厚度为10 cm，底板衬砌厚度为8 cm。鲁山南1段多数为薄壁素混凝土结构，占线长、地形、地质及气候条件复杂，质量控制难度较大。为规范和指导渠道混凝土衬砌施工管理，确保工程质量，项目部结合施工实际需要，遵照南水北调相关指示性文件制定并实施了一系列质量管控措施。

2 所实施的质量管控措施

(1)对混凝土主要材料进行检验。

混凝土总碱含量不大于2.5 kg/m3；水泥选用大型回转窑生产的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，碱含量不大于0.6%；粉煤灰选用烧失量、需水量比较低的Ⅱ级以上散装粉煤灰；砂、石骨料的物理力学性能指标经试验检验满足设计与相关规范要求,不属于碱-碳酸盐反应的活性骨料。

(2)渠道衬砌生产性检验。

渠道混凝土机械化衬砌施工时应先进行生产性施工检验，检验段长度为100 m，以验证试验配合比混凝土和易性、含气量、坍落度等指标，确定衬砌速度、振捣时间、抹面压光的适宜时间和遍数、切缝时间等衬砌施工参数，以及辅助机械、机具的种类和数量、组织形式和人员配置，依此指导现场施工。

(3)混凝土生产质量控制。

拌和站操作人员定期校验拌和系统的称量精度，随时检查拌和站的运转情况。开盘前按规定的频率对原材料进行检测，并根据检测出机口与浇筑仓面混凝土的坍落度计算坍落度损失，确定加水量。施工中严格控制骨料的超逊径。混凝土生产严格按照施工配合比通知单进行配料，严禁擅自更改配合比。

(4)混凝土运输。

混凝土搅拌运输车单车容量为10 m3。运输车配置数量按照浇筑需求及拌和站的拌和能力、施工进度、运量、运距及路况综合确定。混凝土搅拌运输车在装、运、卸过程中严禁加水。每班装运混凝土前，将车罐清洗干净，保持罐内湿润，但罐内不能存水。

(5)衬砌施工。

衬砌分机械衬砌和人工衬砌。

机械衬砌段衬砌机、抹面机、工作台车利用同一轨道，轨道平行于渠道中心线铺设，上轨道布置在坡肩模板0.5 m以外，下轨道位置在坡脚模板1 m以外。钢轨铺设在枕木上，枕木间距0.8 m。轨道铺设的质量是保证衬砌混凝土质量的关键，衬砌机安装完毕在轨道上反复行走几遍，使轨道处于稳定状态。衬砌机轨道坡降与渠道坡降保持一致，衬砌前和衬砌施工中应经常校核轨道的方向和高程。衬砌机安装由厂家指导完成，调试采取“先分动，后联动；先空载，后负荷；先慢速，后快速”的原则完成，确保机械设备正常运转。

渠道衬砌模板的横向通缝采用宽度与衬砌混凝土厚度相同、相互连接为整体的槽钢作为侧模。齿槽和坡肩模板采用定型钢模板，并与渠道横向通缝模板相连。模板采用压设砂袋的方式固定。在混凝土衬砌施工过程中，测量人员随时对模板进行校核，以保证混凝土分缝顺直。

混凝土采用搅拌运输车运输，卸料自由下落高度不大于1.5 m。布料采用螺旋布料器均匀布料，边输料、边振动、边行走。布料宽度达到2～3 m时，开动成型机，启动工作部分开始二次振捣、提浆、整平。坡肩、坡脚齿槽和周边模板位置由人工辅助布料。

施工中严格按照生产性施工检验确定的振捣时间、工作速度等参数执行，做到混凝土不过振、漏振或欠振，达到混凝土深层振捣和表面提浆的效果，有利于混凝土抹面和整平。衬砌施工中若发现衬砌后的板面上出现露石、蜂窝、麻面或横向拉沟等现象，立即停机检查、修理或更换振捣棒，并对已浇筑混凝土进行处理。对初凝前的混凝土进行补振，初凝后的混凝土进行清除并采取填补混凝土的方式重新振捣。混凝土表面出现带状隆起表明振动碾压小车高度设置有误，应及时调整并重新碾压。进入弯道施工应注意调整上下轨道行进的速度，保证衬砌机始终与渠道上口线保持垂直工作状态。

对于渠道与桥梁建筑物结合部位以及边坡的踏步等部位采用人工衬砌施工，溜槽布料，人工平仓，振捣梁及平板振捣器振捣，齿槽部位采用插入式振捣棒振捣。

抹面施工中，机械衬砌段分4次抹面完成，抹面压光在渠道衬砌混凝土浇筑宽度约为3～4 m时开始。第一次抹面采用抹盘平整和提浆，将裸露于表面的小石子压入混凝土中。将第二次抹面时间控制在第一次抹面15～25 min后，使用抹盘找平。抹面中随时用2 m靠尺检查混凝土表面的平整度，调整抹面机高度及斜度，保证抹盘底面与衬砌设计顶面重合，浆液厚度不超过1.5 mm。第三次采用抹片抹面，以提高衬砌混凝土表面的光洁度。第四次采用人工用铁抹子抹面，并配备2 m靠尺检测平整度，将混凝土表面平整度控制在8 mm/2 m。人工采用钢抹子抹面，为2～3遍。人工衬砌段采用刮杠粗找平，抹面机抹面，人工收面，钢抹子抹面压光。

(6)混凝土养护。

衬砌混凝土抹面完成后，及时采用毡布浸湿后覆盖养护。湿润养护时间不少于28 d。

(7)特殊天气施工。

特殊天气施工主要包含风雨天气、高温天气和低温天气施工。

风天施工采取棉毡覆盖防护，防止塑性收缩裂缝的产生，拌和站适当调整混凝土出机口的坍落度。

雨天，砂石料场应做好排水通道，浇筑仓面应准备好防雨覆盖材料，以备突发阵雨时遮盖混凝土表面。当浇筑期间降雨时，浇筑仓面搭棚遮挡以防雨水冲刷。降雨停止后必须清除仓面积水，不应带水抹面压光作业。降雨过后，若衬砌混凝土尚未初凝，在对混凝土表面进行适当处理后才能继续施工，否则按施工缝处理。雨后继续施工，需重新检测骨料的含水率，并适时调整混凝土配合比中的加水量。

高温季节施工时应合理安排浇筑时间，选择早、晚浇筑，避开高温。当日最高气温超过30 ℃时，拌和站采取加冰、料仓采取骨料预冷、增加骨料堆高、骨料表面洒水降温、掺加高效缓凝减水剂等方法降低混凝土的入仓温度，保证入仓混凝土温度不超过28 ℃。

低温季节施工时，当日平均气温连续5 d稳定在5 ℃以下或现场最低气温在0 ℃以下时，不宜施工。低温季节施工采取骨料堆高、覆盖保温材料、热水拌和、掺加防冻剂等措施。

3 质量控制与检测

图1 机械检查

通过上述质量管控措施的宣贯和实施，加之过程严控和各种责任追究的检查和考核，促进了南水北调鲁山南1段衬砌混凝土的质量，经检查检测渠道混凝土衬砌厚度、平整度、顺直度及密实度、强度等均满足设计及合同规定要求。质量管控后的实施情况及效果见图1～4。

图2 采用棉线控制高程及顺直度

图3 采用靠尺检查平整度

4 结 语

图4 渠道实体及外观质量满足质量要求

南水北调输水渠道薄壁混凝土质量控制必须从源头抓起。笔者认为：只有对每一道工序做好过程控制，才不会出现板面开裂、收面凹凸不平、厚度不一、线性不顺畅等质量问题。为规范和指导鲁山南1段渠道混凝土衬砌施工管理，确保工程质量，项目部结合南水北调工程建设相关的规程、规定、标准，制定了对应的管控措施，结合该工程关键工序考核、质量责任追究办法、质量关键点监控一并检验、考核，促进了质量管理。通过采取上述措施，预防和减少了薄壁混凝土施工质量问题的发生、发展和恶化，从而为线性工程质量管理，尤其是水利工程输水长渠道质量管控总结了经验。