浅谈南水北调渠道混凝土衬砌的施工质量控制

刘晓勇 王昭晖

摘要：渠道输水是南水北调中线干线工程主要输水方式，本文以南水北调工程中某标段为例，列举了渠道混凝土工程质量的影响因素，并探讨混凝土衬砌施工质量控制要点。

关键词：南水北调；渠道混凝土衬砌；施工质量控制

一、工程概述

南水北调工程中工程量最大、施工难度大、占线最长的项目是渠道工程。总干渠渠道多为梯形断面型式，边坡坡率一般为2.0～2.5，特殊段为3.0～3.5；南水北调工程A至B段设计水深为7.0～8.0m，渠道底宽10.5～25.0m。为保证渠道设计输水能力，并防止滋生杂草，渠道过水断面采用糙率较小的C20混凝土进行全断面衬砌，渠坡衬砌厚度为10cm，渠底为8cm，衬砌混凝土采用现浇方式，同时在衬砌板下设置复合土工膜、反滤料进行防渗。

二、渠道混凝土工程质量的影响因素

（一）渠道削坡

渠道削坡是控制混凝土衬砌质量的关键，压实后的渠坡宜采用削坡机削坡整平，条件不具备时可采用反铲粗削并预留一定厚度保护层，采用人工精削至设计层面。渠道削坡的质量控制主要需要做好以下两个方面：1，渠口（底）边线允许偏差为直线段不超过20cm，曲线段不超过50cm；2，削坡后平整度要求达到每2m不超过1cm。一般人工削坡很难达到要求，因此，对于坡面不平整的地方，可以在坡面上铺一层粗砂或砂砾料，用刮板将其刮平并用平面振动器振实。

（二）衬砌基面整理

基面必须坚实，开挖面应按设计要求进行处理，回填段严格按照设计要求填筑碾压，使填筑完成后渠堤的沉降量降到较小，堤身在最短时间内沉降到稳定状态。保证在混凝土衬砌过程中及衬砌完成后基面的沉降不会对衬砌混凝土造成破坏。

（三）衬砌混凝土的坍落度

根据现场实际情况，衬砌混凝土的入仓坍落度应控制在70～90mm。冬季施工时由于坍落度损失较小，出机口坍落度应控制在90mm左右，既能保证混凝土顺利进入搅拌车，又能保证施工现场顺利浇筑；夏季施工时由于坍落度损失较大，出机口坍落度应控制在100～120mm，方能保证施工现场顺利浇筑。

（四）衬砌混凝土的养护及割缝

充分养护和及时割缝是保证混凝土衬砌质量的有力措施。采用切割机切缝施工，在衬砌混凝土抗压强度为5MPa左右时（一般是一天）切缝最好，通缝宽2cm、半缝宽1cm。渠道衬砌混凝土初凝后就应用草帘、毡布等及时覆盖，并洒水养护可有效保证混凝土强度和防止衬砌混凝土产生裂缝。衬砌混凝土应保证湿润养护不少于28天，避免产生温度裂缝及干缩裂缝。

三、南水北调渠道混凝土衬砌的施工质量控制

（一）削坡

削坡之前应对较松软土或填土地基在上部结构施工前进行必要的夯实和加固，且应使基面受力均匀；削坡时，由测量员统一指挥在渠坡上冲筋，每10～15m沿垂直于渠道方向冲一道筋，拉网格线并设专人指挥。削坡需自上而下进行并保证压实，保证基面削坡的平整度。

（二）保温板铺设

挤塑聚苯乙烯泡沫板到场后，应先检查保温板的外观表面是否色泽均匀、平整，无明显收缩变形和膨胀变形，无明显油渍和杂物。按照南水北调相关标段在进行保温板固定时所用的竹签固定，易于在浇筑混凝土时造成土工膜刺破等现象，经多次试验和各方讨论后，确定了采用8#铁丝制作的“U”卡扣（为5cm×5cm×5cm）固定。在固定过程中相邻两块板固定各数不少于10个。两板連接处的高差不大大于2mm，板面应平整，对于局部有漏洞或缝隙的部位，采用裁剪的保温板边角料进行补充，确保大面无明显的缝隙。

（三）复合土工膜的铺设

复合土工膜施工之前首先要对复合土工膜的焊接工艺进行试验，抗拉强度至少不能低于母材的80%，从试验得出适应与现场实际操作、施工的一些技术参数。复合土工膜材料尺寸为5.5m×50m，渠坡、齿槽、路缘石底部铺设的土工膜共约16m，为使土工膜浪费减少到最低限度，在铺设时先将土工膜按尺寸、匹幅铺好，膜与膜之间不能有褶皱，每卷土工膜长度要比实际的长度要长，复合土工膜垂直于水流方向铺设，膜与膜重合10㎝进行焊接。在铺每趟时将焊接接头预留好后用剪刀剪断。土工膜铺好后要进行固定，土工膜的作用主要是防水，坚决杜绝用尖锐的材料固定，最好使用土、石头或其它重物将其压紧，以免被风吹走。

准备工作完成后进行土工膜的焊接，焊接工艺及控制参数根据试验结论进行实施，先用封口机将最下层的土工布缝合，再用热楔焊焊机对夹膜进行焊接，焊机温度控制在300～350℃范围内，行走速度控制在0.8～1m/min之间，温度过高会导致土工膜被烫伤，温度过低土工膜不能结合，导致焊缝不合格；焊机行走速度过快或过慢也会导致土工膜焊接不合格，夹膜焊缝检测采用充气法，并经监理工程师现场检测，焊缝合格后将上层土工布用封口机缝合。铺设好的复合土工膜由专人看管，防止被人为或机械刮伤，保持表面清洁。为方便施工人员行走、土工膜又不被破坏，应制作行走梯放在渠道坡面，根据实际施工情况进行移动，这样即避免土工膜被破坏，又能使现场施工人员在坡面上行走，解决因土工膜被破坏所造成的经济损失和返工。

（四）机械与人工衬砌

渠道机械衬砌采用华洋研发生产的渠道坡面衬砌机。坡面振动布料机采用螺旋传输布料，插板式振捣器，有效摊铺宽度25.3～29m，行走速度8m/min。上下行走速度5-8m/min，纵向行走速度6m/min，振动辊旋转速度400转/min，输料器旋转速度115转/min。

混凝土浇筑前先调整衬砌机机架的坡比和高程，校核无误后进行浇筑。混凝土拌和物由混凝土搅拌运输车运送至布料机进料口，布料机再将砼熟料均匀地摊铺在衬砌面上。摊铺完成后，开动布料机配备的插板式振捣器将砼振捣密实，然后用振动成型机进行提浆、整平及进一步压实。

浇筑过程中由专人进行现场指挥，观察铺料情况、向机械操作人员传递信息，掌握好振捣时间和机械行走速度。混凝土布料振捣完成后及时机械找平压光。在靠近模板及边角处是机械振捣的薄弱之处，要用人工采用插入式振捣器和平板振捣器进行补振。人工压光要掌握好时间，使表面平整光滑。

人工衬砌采用滑模进行施工，滑模的宽度为0.3m，长度为4.5m。模板采用定型钢模板，用矩形钢管作横向背楞。混凝土由溜槽入仓，每个仓号设溜槽1道，溜槽采用1.2mm的铁皮卷制成倒梯形串联而成，下端接至滑模前端0.5～1.0m处。溜槽应安放顺直，不应有过大的起伏，以防止砼在运输过程中溢出槽外，溢出槽外的砼应及时清除干净。随着砼面的上升，拆除多余的溜槽。砼入仓后采用人工平仓，φ30软轴振捣器振捣，振捣器在滑模前沿顺坡插入，不得靠在滑模上，振捣间距30cm，插入深度应达到新浇砼底部以下5～10cm，并且快插慢拔，防止漏振。振捣时间以砼不再下沉、不出现气泡、开始翻浆为准，并且应防止过振。每浇筑一层（25～30cm）滑模用人工提升一次

（五）伸缩缝处理

伸缩缝表面的清洁程度对聚硫密封胶的黏合性有很大的影响，处理不好会造成黏结失败，将直接影响防渗效果。因此，在填充聚硫密封胶前需对伸缩缝面进行处理，除去伸缩缝面的灰尘、油污，表面保持干燥。对不规则缝面使用手持式切割机进行处理，使用高压风枪将伸缩缝内的尘土、混凝土余渣、沙土等杂物清理干净。伸缩缝处理完毕后，涂抹界面剂，涂胶前先在伸缩缝表面两侧粘贴胶带，使其与涂胶区分隔，以免污染，预贴的胶带纸在涂胶完毕后去除。

（六）面板养护

混凝土浇筑完成后立即采用塑料薄膜进行覆盖养护，并加盖草帘保温，保温养护时间不少于7天，混凝土养护时间为28天。

参考文献：

[1]魏喜，远张响.浅谈渠道人工衬砌的施工质量控制要点[J].城市建设理论研究（电子版），2013年24期.

[2]焦康.浅谈南水北调渠道混凝土衬砌施工质量控制要点[J].城市建设理论研究（电子版），2013年28期.