混凝土衬砌渠道防渗技术研究

2017-08-16马惠

河南水利与南水北调 2017年7期

关键词：泡沫板渠道水利工程

□马惠

（信阳市南湾水库灌区管理处）

混凝土衬砌渠道防渗技术研究

□马惠

（信阳市南湾水库灌区管理处）

文章针对水利工程混凝土衬砌渠道渗漏防治技术，结合工程实例，在分析导致渗漏原因的基础上，提出相应的防治措施，最后通过深入分析，得出良好的防渗技术对于水利工程混凝土衬砌渠道在局部破坏后仍然能保持稳定性有决定性作用、是提高工程质量稳定性关键环节的结论，为确保混凝土衬砌渠道的合理性奠定良好基础。

水利工程；混凝土衬砌渠道；渗漏原因；防治措施

0 引言

大量工程实例证明，科学合理实施衬砌渠道防治技术是确保水利工程在发生局部破坏后仍能保持稳定性的关键，也是进一步提高水利工程使用寿命的有效途径，但我国对水利工程中混凝土衬砌渠道渗漏的防治技术措施的研究还有待进一步深入。对此，本文结合某水利工程的实际情况，基于渗漏原因，对防治技术措施做了如下分析。

1 水利工程实例概述

陕西省榆林市某水利工程，在混凝土衬砌渠道施工中，采用南水北调工程用到的混凝土C20W6F150，总长度为4 124 m，标段进口明渠底宽6.50 m，内边坡比为1:2.50，在实际施工过程中，渠道底部混凝土厚12 cm，边坡厚16 cm，每隔10 m一道通风，在5 m处设置一道切缝，深度控制是5 cm～8 cm。在具体衬砌过程中，渠道总宽度为5.20 m。整个渠道采用混凝土衬砌机械化施工，在保证衬砌质量避免渗漏发生的基础上，提高施工效率，在施工过程中，采用混凝土输送、布料等为一体的机械化施工。

2 渗漏原因

2.1 施工质量问题

在混凝土衬砌渠道施工过程中，施工单位一味追求施工进度，而忽略质量控制和管理。混凝土衬砌渠道是水利工程的一项基础工程，其主要施工流程图如图1所示。

当工程放样测量完成以后，要对坡面机械进行修整，包括：清理基坑杂物、加固和压实基础层等，从而避免渠道在后期使用过程中发生沉陷等问题，也能够提高水利工程渠道的承载能力和抗压能力，进而提高水利工程的整体质量，避免在后期使用过程中出现渗漏、裂缝等质量通病。如果在具体施工过程中没有按照设计流程操作，地基会出现不同程度的沉降，从而发生渗漏问题。

图1 混凝土衬砌渠道施工流程图

2.2 模板质量问题

在水利工程混凝土衬砌渠道施工中，不但要用到混凝土现浇技术，而且需要模板支护施工技术。保证模板质量对降低渗漏问题的发生有非常重要的作用，但是模板在安装过程中往往会出现安装不到位的问题，会在模板拼接部位留下较大的裂缝，从而引发衬砌渠道渗漏问题。

2.3 材料质量问题

水利工程是一项利国利民的综合工程，如果施工材料没有达到标准，就会对下游居民的财产和人身安全带来威胁，所以必须严把材料质量关。但是在具体施工过程中，有的施工单位为节省施工成本，往往采用价格低廉、性能较差的材料，比如：江苏某水利工程在2015年3月开始动工建设，9月就投入使用，但是在10月发现混凝土衬砌渠道发生不同程度的渗漏，相关部门介入调查，发现施工单位选择的材料严重不符合工程质量需求，使得混凝土衬砌渠道难以达到防渗漏的效果。这样不但降低了水利工程的质量，而且造成巨大的经济损失。

3 防渗技术措施

3.1 施工前准备

在水利工程混凝土衬砌渠道施工前，要先组织人员，对施工图纸进行审核，减少后期返工的现象发生，对临时施工设施、渠道衬砌面、仓面、混凝土配比、拌和系统、运输车辆等进行系统科学的检验，确保后期各项施工能持续进行。

3.2 基层清理

当渠道开挖完成以后，要根据衬砌渠道的图纸和具体规范需求，对渠道坡面进行挂线精削，中心线的位置和边线位置误差控制在设计图纸±2 cm，并对渠道底部的杂物进行清理，渠道底部预留出5 cm土料，通过振动碾压和静碾压以后，确保土基层压实度在0.94以上，砂基层的密度在0.72以上，进行人工挂线清理。由于水利工程施工周期长，为防止雨水等外界因素对渠道坡面和渠道底面的破坏，精削坡和清理工作验收完成以后，控制渠道高程操作误差控制在±10 mm。然后立即用土工膜进行全面铺设保护，严禁在土工膜上打孔、敲击石料。多出整体覆盖面积约50 cm，把土工膜一端放入坡脚齿槽当中约20～30 cm，另一端用沙袋压实，避免在具体施工过程中，被污染或者被破坏。

3.3 布料施工

在混凝土拌和站按照相应比例配置好混凝土之后，通过混凝土搅拌运输车运输到水利工程渠道施工现场，然后通过衬砌机和布料运输车把配置好的混凝土运输到仓内，在卸料时为确保混凝土质量，要尽量降低混凝土的下落高度，下料高度控制在60 cm～70 cm最佳，最大程度上避免混凝土在下落过程中发生骨料分离，降低混凝土的粘结度和硬度。铺料的厚度控制在20 cm(±1cm)。

3.4 混凝土振捣

布料平仓完成以后要立即进行振捣，根据混凝土的坍落度控制振捣频率。就陕西省榆林市某水利工程而言，其板厚为10 cm，混凝土布料厚度为11 cm（±0.50 cm），坡比度为1:2.50，所以应当控制混凝土振捣的速度为2.50 m/min（±0.50 m/min），从坡脚到坡肩进行振动，在上行过程中振捣梁进入混凝土中进行振捣，下行时提起振捣梁不进行振捣。

3.5 抹面压光

当混凝土振捣完毕以后，就可以进行粗抹面施工。陕西省榆林市某水利工程为提高抹面的效果，采用MG-80型号的抹光机进行抹面，通常情况下，粗磨2～5遍，以表明平整和出浆为标准。在混凝土终凝前进行第二次抹光，采用机械和人工相结合的方式进行抹光，以表明光洁平整，无抹痕为基准。在此水利工程混凝土衬砌面的平整度允许偏差为10 mm/2 m，混凝土厚度的允许偏差为-2%～+5%。

3.6 混凝土衬砌渠道养护

混凝土抹面压光8-20 h后要进行覆盖（草帘或者土工布）洒水养护，洒水的温度混凝土表面稳定控制在±15℃之间。如果在冬季施工，要采取科学合理的保温措施进行养护，防止混凝土表面冻裂引起渗漏现象，混凝土养护时间要控制在30 d以上。如果在夏季且多风的环境下施工，混凝土初凝前要采用喷枪进行不间断喷雾养护。

4 混凝土衬砌渠道伸缩缝施工

陕西省榆林市某水利工程混凝土衬砌伸缩缝从结构上而言，可分为通缝和半缝两大类，其中渠道底部顺着水流方向的伸缩缝选择通缝施工，每隔10 m设置一道通缝，其他位置的伸缩缝采用半缝施工。按照水利工程的具体需求，伸缩缝上部约3 cm为聚硫密封胶，下部为聚乙烯逼空泡沫板，为提高渠道衬砌质量，减少后期发生渗漏等问题，控制通缝的宽度为2 cm（± 0.30 cm），半缝宽度为1 cm（±0.20 cm），通缝泡沫板施工选择在混凝土浇筑前安装，而半缝的泡沫板施工采用后塞法。

在通缝加工闭孔泡沫板施工时，顶部采用2 cm×2 cm的聚乙烯闭孔泡沫板，为聚硫密封胶填封留出足够的位置，当混凝土浇筑完成以后，拔出聚乙烯泡沫板，通过聚硫密封胶进行回填。在半缝施工前，要先用相应的设备进行切缝，然后通过风水枪等工具把半缝中的浮浆等杂质清理干净，再把聚乙烯闭孔泡沫板塞入半缝当中，为聚硫密封胶填充留下足够的空间，当混凝土补仓完成以后，把聚硫密封胶压入半缝当中。