黔中水利枢纽一期工程明渠薄壁防渗混凝土施工探讨

赵德才，夏云东

(贵州省水利投资(集团)有限责任公司，贵州 贵阳550002)

1 明渠简介

黔中水利枢纽工程位于贵州省中部，是以灌溉和城市供水为主，兼顾发电等综合利用的跨流域调水大型骨干水利工程，一期灌区输配水干渠工程从水源大坝到贵阳凯掌水库总长 148.17 km，设计流量起点 22.75 m3/s、终点 4.05 m3/s ，主要构筑物包括渠道、渡槽、隧洞、管道等，其中明渠长59.8 km，主要断面形式为矩形，明渠结构主要为C10混凝土砌毛石，渠道两边内侧和底板采用10 cm厚C15混凝土防渗，每隔8m设置结构纵缝，最大净空断面4.7 m×4.85 m(宽 ×高)，最小断面 2.3 m ×2.4 m。

2 薄壁防渗混凝土主要施工特点和施工难点

黔中水利工程输配水全长达148.17 km，沿途沟壑纵横，地形崎岖，明渠更是多傍山而置，轴线弯曲无特定规律，坡降较小，在施工中存在较多难点。主要为施工战线长、作业点多，施工辅助设施不便集中设置;施工道路设置不便，交通困难，对于材料、设备等运输困难;渠道断面小，不规则曲线多，不利于机械化作业提高效率，如南水北调断面较大普遍采取滑模施工提高工作效率;工期紧、结构厚度小，单仓工程量较小(8 m3以内)，故对施工辅助材料模板等投入台套较多要求方能满足工期要求;沿线较长，拌合系统等辅助设施难以集中规划设置;防渗体混凝土厚度仅10 cm，混凝土入仓及浇筑振捣不便，且渠道防渗功能仅靠此承担，故对施工质量要求高。

3 施工方案选择

由于渠道较长，工期较紧，因此，就如何加快施工进度和确保施工质量成为方案选择的重点，在经过大量的实践和比较后，底板采取常规施工，侧墙采取移动组合大模板结合可移动排架固定支撑方式可缩短段循环施工时间保障施工进度，并对提高10 cm厚C15混凝土防渗施工质量有显著效果。

移动组合大模板结合可移动排架固定支撑方式即模板采用定制一定尺寸模板现场组合固定形成大模板，提高模板整体性可提高混凝土质量;支撑排架自带行走装置缩短工序时间加快进度;渠顶简易龙门吊整体吊装拼装大模板提高效率缩短工序时间。

采取移动组合大模板结合可移动排架固定支撑方式施工与其他常规施工方式比较

表1 三种方案施工性能对比表

据统计对比分析，采用移动组合大模板结合可移动排架固定支撑方式施工各种性能最优

3.1 工艺流程

采取移动组合大模板结合可移动排架固定支撑方式施工，按照8m每段循环作业，其工艺流程如图1。

图1 单循环施工工艺流程图

3.2 砌石面清理及定位

清理:砌石体在砌筑中表面依附有较多的松散混凝土，在施工前必须进行人工清理，用小锤将砌石面松散混凝土块体敲除后用大竹笤帚对砌石面进行清扫，最后用水对砌石面进行湿润清洗，确保砌石体面的清洁与湿润饱和，以便能与混凝土很好粘接咬合和不影响混凝土配合比，从而提高质量。

定位:即设置模板定位筋。根据线型结合混凝土厚度和高度，在砌石面上设置模板定位筋，设置三排，间排距结合单块模板尺寸，尽量使其处于模板拼接处，确保在浇筑过程模板固定及通过支撑提高模板整体刚度，定位筋设置见图2。

图2 定位筋设置图

3.3 模板系统工艺

整个模板系统主要分三各部分:组合大模板、移动支撑钢管排架、渠顶模板行走装置，模板系统见图3。

组合大模板:模板采用定制大模板拼装，单块模板尺寸需结合不同明渠断面合理设置并考虑人工搬运能力等，采取宽 1.2～1.5 m、高 1.5～2.0 m 比较适宜。模板拼装接缝采用5 mm后双面胶嵌缝紧压可防止漏浆，并采用蝴蝶扣连接相邻模板，采用背部背管(φ50钢管)将单块模板连成整体。

移动支撑钢管排架:采用φ50钢管组合移动支撑排架，长度9 m(大于浇筑段8 m)，宽度小于渠道净宽1m，每侧留足30～50 cm的活动空间距离，此距离利用顶托伸缩调节支撑固定模板，可方便模板拆除及人员立模作业，两侧排头、中、尾立管底部设置行走轮，作为行走装置。

模板行走装置:利用已施工两侧砌石墙体顶部作为行走通道，在其顶部设置无轨简易龙门吊作为提吊和移动安装组合大模板的行走装置，根据单侧模板面积计算，重量约1.5 t，无轨简易龙门吊可按照3 t设计制作。在施工中，模板拼装后不用拆散，利用龙门吊整体调运下一施工段安装，提高机械利用率，节省作业时间和人员工作量。

图3 整套系统作业图

3.4 混凝土浇筑控制

渠道线型较长，单段浇筑量较小，拌合系统较难统一成规模配置，应结合实际地形及交通情况，合理地设置小型拌合系统，利用小型罐车运输至施工作业点结合手推车在渠顶或渠底进行短距离运输入仓。

混凝土浇筑前必须对侧墙砌体进行洒水，使砌石体含水饱和，避免对混凝土配合比造成影响，消除此质量隐患。防渗混凝土结构尺寸较小，为便于混凝土入仓和保证混凝土质量，混凝土配合比设计中塌落度尤为重要，经多次现场试验，出机口塌落度控制在16～18 cm，运至现场后浇筑塌落度为13～15 cm，较为适宜。

浇筑采用手推车人工入仓，两侧墙对称上升浇筑，均匀下料，每次分层高度在0.3～0.5 m，单侧采用两台30软轴式振捣器人工均匀振捣，振捣工实行专人负责，严格振捣顺序和插入距离(0.3 m)，防止漏振或过振。

3.5 拆、立模及养护

为更大节约时间和提高设备利用率，增加作业效率，加快施工进度，针对渠道线型工程特点，采取一个班组3套支模系统跳仓浇筑施工。拆模时先松支撑排架顶托，人工推行移动支撑排架至新浇筑段，人工轻敲大模板至与混凝土分离并及时对模板进行清理和涂抹脱模剂，龙门吊移动调离模板至新浇筑段进行立模，模板就位准确后调整支撑顶托固定模板。

混凝土浇筑完成后立即采用麻布湿水覆盖养护，由于防渗混凝土结构较薄，拆模可能会对混凝土造成表面损伤，对此须严格控制拆模时间，太早会使混凝土着附与模板面带出影响质量，太迟不利于进度，经现场对此试验，采取18～20 h拆模最为理想，拆模后同样需持续进行养护，直至达到设计龄期。

4 质量控制要点

防渗混凝土结构质量要求较高，特别是混凝土因要求防渗功能，故不得有裂缝，过水特性要求混凝土外观平整光滑等。

在施工中对混凝土塌落度要求、振捣、模板稳定尤为重要。塌落度必须严格控制，在小空间(10 cm厚)浇筑砼如塌落度小、流动性差易发生空腔、麻面，塌落度过大，水化热较大，易发生裂缝等质量隐患;振捣人员必须指定，并特别做技术培训，作业中切记部分漏振和过振;模板需保证平整度和刚度稳定，防止浇筑中变形，影响质量。

图4 已施工完成渠道防渗混凝土

5 结语

采取移动组合大模板结合可移动排架固定支撑的方式对薄壁防渗混凝土施工适用性强，对渠道线型适应灵活，具有实用性强、使用工效高、进度快、经济效益明显且混凝土成型质量好等特点，在渠道防渗混凝土施工中值得借鉴和推广。