渠道混凝土機械化襯砌質量控制

□尹順超 □王冬冬 □劉紅星（河南水利建筑工程有限公司）

1.概述

渠道混凝土機械化襯砌是南水北調中線干線工程最大的一個施工項目，也是南水北調工程與其它水利工程最大的區別之一。渠道混凝土機械化襯砌，國內從南水北調東線山東濟平干渠開始試驗，到南水北調中線工程大面積推廣使用，僅10余年時間，在混凝土襯砌機結構、襯砌混凝土配合比、襯砌后切縫時間等許多方面尚需進一步試驗研究。根據在南水北調中線京石段應急供水工程和安陽段工程渠道混凝土機械化襯砌的施工實踐，總結了渠道混凝土機械化襯砌的特點，針對渠道襯砌混凝土容易產生的質量問題，采取了一系列措施進行渠道混凝土襯砌質量控制，并取得了良好的效果。

2.渠道襯砌混凝土特點

渠道混凝土機械化襯砌施工在施工配合比、混凝土入倉、振搗、施工縫設置及養護等方面，與普通混凝土有很大差異。與普通混凝土相比較，南水北調中線工程渠道襯砌混凝土有以下幾個特點：超薄壁（邊坡襯砌厚度為10cm，渠底襯砌厚度為8cm），表面積特別大；素混凝土，脆性大（無鋼筋拉結）；混凝土下部鋪設有土工膜、保溫板，其基礎為柔性基礎。對渠坡面與保溫板鋪設平整度要求很高；渠坡斜面澆筑（襯砌），坡比不一，對襯砌機的性能要求高；人工切縫與填縫，縱橫縫交叉，止水防滲要求高；襯砌混凝土以減糙為目的，表面平整度、光潔度要求高。

3.渠道襯砌混凝土容易產生的質量問題

3.1 渠道襯砌混凝土裂縫

混凝土裂縫是混凝土的通病，尤其是像渠道襯砌混凝土這種超薄壁結構，更容易產生裂縫。渠道襯砌混凝土裂縫的產生主要與下列因素有關：與襯砌機的性能有關，不同的襯砌機振搗密實度不同；與混凝土配合比有關；與施工時段有關，不同的施工時段，所產生的裂縫數量、寬度不同；與混凝土切縫間隔時間有關；與混凝土養護有關；與氣候環境變化有關，大風、寒流、氣溫突變等期間襯砌的混凝土容易產生裂縫。

3.2 襯砌厚度多數偏大

從南水北調中線京石段應急供水工程和安陽段渠道混凝土機械化襯砌施工經驗來看，襯砌機襯砌混凝土厚度普遍超出設計厚度，因而導致投資增大。故在渠道混凝土機械化襯砌質量控制時，應把襯砌混凝土厚度作為一項重點項目進行控制。

3.3 混凝土外觀

渠道混凝土機械化襯砌外觀質量要求高，襯砌厚度、密度、表面平整度、切縫寬度、深度以及密封膠填縫深度、順直度、外觀尺寸等較普通混凝土要求高，尤其是表面平整度（8mm/2m），不易達到規范要求。

4.渠道襯砌混凝土質量控制措施

渠道混凝土機械化襯砌，作為一項新的施工工藝，使用時間短，對襯砌機性能要求高，又存在混凝土容易產生的質量通病，故而其質量控制存在很大的難度。根據我們在南水北調中線工程京石段和安陽、新鄉段渠道混凝土襯砌的工程施工實踐，結合不同坡比、不同地質條件以及施工管理經驗，采取一系列措施進行渠道混凝土機械化質量控制，并取得了良好的效果。

4.1 嚴格控制渠坡整修與保溫板、土工膜鋪設質量

渠坡建基面由人工或削坡機進行削坡、整平。削坡后基面應清理干凈，無雜物，平整度滿足設計要求。雨淋溝和塌坡應進行補坡，并按設計要求壓實。建基面經“四方”聯合驗收合格后，方可進行下道工序施工。

保溫板鋪設前，按設計要求進行檢查，不應使用缺角、斷裂、尺寸不夠、厚度不均、局部凹陷的保溫板材；保溫板應鋪放整齊、與基面結合緊密，兩板連接處的錯臺應滿足設計要求；保溫板鋪設后要保持板面完整、潔凈，不應踩踏或放置重物。保溫板鋪設完成后，經監理方驗收合格，方可進行土工膜鋪設。

土工膜鋪設應滿足設計要求，保持自然松弛，與保溫板之間壓平貼緊，避免架空，嚴禁出現褶皺現象。搭接焊接牢靠，焊接面潔凈，無污垢、積水、砂土等雜質。邊緣部位要壓緊固定。土工膜鋪設完成后及時通知監理人員現場檢查，避免長時間暴曬。經監理人員檢查合格后，方可進行渠道襯砌混凝土施工。

4.2 渠道襯砌混凝土配合比

南水北調中線京石段應急供水工程設計單位所給定襯砌混凝土為二級配混凝土，實際襯砌施工中，發現二級配混凝土不僅容易產生混凝土分離現象，不利于收面，而且易產生裂縫，后通過試驗對比，將二級配混凝土改為一級配混凝土襯砌。試驗結果證明同樣配比中，將粗骨料由二級配改為一級配后，產生裂縫的幾率減少，也易于收面。使用一級配混凝土施工，不僅加快了施工進度，也提高了施工質量。據對京石段渠道襯砌混凝土裂縫統計，同等坡比、渠長情況下，二級配混凝土要比一級配混凝土產生裂縫高出30%～50%。因此，選用合適的配合比，是減少渠道混凝土機械化襯砌的裂縫數量，保證混凝土襯砌質量的主要技術措施之一。

4.3 混凝土拌和物（坍落度）質量控制指標確定

混凝土拌和物現場質量檢測項目主要為坍落度、含氣量、泌水率。含氣量、泌水率檢測符合規范要求即可，但坍落度值僅僅符合設計與施工規范規定的區間是不行的。渠道機械化襯砌混凝土均用混凝土攪拌運輸車運送混凝土至襯砌機進料斗，設計給定坍落度值為4～8cm。從實際施工經驗總結，坍落度值控制范圍宜為5～6cm，因為<5cm，混凝土攪拌運輸車卸料困難；>6cm，混凝土在渠坡面上易流動，增加襯砌難度。

4.4 混凝土運輸

施工單位應配備性能良好的混凝土攪拌運輸車輛，并根據現場實際施工情況（混凝土拌和站的生產能力、運距、車輛往返速度、車的載重能力）選用足夠數量的車輛進行混凝土運輸。結合南水北調京石段工程施工實踐，考慮到大型渠道機械化襯砌施工的特點（單位時間內襯砌設備的混凝土用量大），為保障混凝土澆筑施工的連續性，混凝土攪拌運輸車容量不宜小于6m3。

4.5 襯砌機設備的選用及安裝

襯砌設備應優先選用已在南水北調工程中使用且施工性能良好的襯砌機進行渠道襯砌混凝土施工。襯砌機應能適用于不同的坡度、坡長渠道混凝土襯砌，可一次完成渠道混凝土布料、振搗密實、提漿、成型，施工速度快，效率高，襯砌質量好。襯砌機安裝前，應仔細閱讀使用說明書，嚴格按照說明書的要求進行組裝，首次安裝時應有設備生產廠家的技術人員在場指導，安裝應遵循“先主體后附件，先機械后電器”的原則進行。設備安裝完畢后，應進行試運行，以檢查襯砌機的使用性能。

4.6 混凝土施工時段的選擇

高溫季節施工時應選擇早晨、傍晚或夜間進行施工，白天應停止施工。低溫季節施工時應采取添加防凍劑、加熱水等措施，以保證混凝土入倉溫度，同時，當水溫過高時，應嚴格控制混凝土原材料的投放順序，先加粗細骨料，后加水泥，以防止混凝土產生假凝。

襯砌施工中，遇到天氣突變（大風、干熱、寒流、大雨或暴雨）情況，原則上立即停止襯砌施工，并采取覆蓋防護措施。但當一個襯砌倉號尚未完成時，采取邊處理，邊覆蓋（已成型面），盡量減少暴露面積及時間。

4.7 混凝土抹面壓光

襯砌成型后，首先由工作臺車進行抹面，并在混凝土初凝前及時進行壓光處理，消除表面氣泡，使混凝土表面平整，光滑；其次在工作臺車抹面壓光后，由人工進行收面，根據施工現場實際情況，收面2～3遍，以保證混凝土外觀質量滿足規范要求。

4.8 混凝土養護

渠道襯砌混凝土濕潤養護不應少于28d。在干旱、多風、日曬的天氣或高溫季節施工時，要求采用草簾或氈布覆蓋進行保濕養護；低溫季節施工時，要求在混凝土表面覆蓋塑料膜，然后再用棉氈進行保溫，氣溫過低時，要求搭溫棚進行養護，防止混凝土凍融破壞。

4.9 混凝土厚度控制

襯砌機一般在槽鋼軌道上行走，槽鋼的厚度、高程就直接影響襯砌混凝土厚度，因而，應把其作為混凝土控制的要點，首先根據不同的坡比計算槽鋼鋪設的高程，并經現場監理工程師審查、復核，滿足要求后，方可使用。

4.10 混凝土切縫時間控制

為避免襯砌混凝土裂縫，混凝土切縫宜盡早進行，按照《水工混凝土施工規范》要求，混凝土抗壓強度未達到2.5MPa前，不得進行下道工序的倉面準備工作。根據南水北調中線工程京石段和安陽段施工實踐，切縫應在混凝土終凝時開始，此時混凝土強度低，切縫速度快，對鋸片的磨損小，具有較好的實用性和經濟性。因而，在施工時，應根據現場實際情況，要求作業人員及時進行混凝土切縫，控制混凝土裂縫。

5.結語

渠道混凝土機械化襯砌質量控制主要為襯砌機的選用、混凝土配合比、施工時間控制等。控制住人為因素，掌握所需技術能力，遵循自然規律，運用襯砌機的使用性能，通過抓質量，抓管理，有效的保證了渠道混凝土機械化襯砌的質量；并在南水北調中線京石段和安陽段襯砌工程中，取得了良好的效果。然而，渠道混凝土機械化襯砌歷時尚短，無論是施工工藝和管理水平，都存在著許多不足之處，仍需在以后的施工實踐中不斷的改進和提高。