南水北調工程渠道襯砌機械化施工技術

楊建春 谷 峰 王金鳳

(中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙 410007)

1 工程概況

南水北調中線一期引江濟漢工程某標位于荊州市荊州區境內，渠道過水斷面為梯形斷面，渠坡襯砌頂高程為33.45 m，渠底高程26.2 m，渠底寬 56.16 m ～58.08 m。渠道邊坡坡比為 1∶2.0 ～1∶3.0。襯砌坡長16.21 m ～22.93 m，渠道采用 C20 W6 現澆混凝土襯砌，襯砌渠底厚8 cm，邊坡厚12 cm，其下為15 cm厚砂石墊層。襯砌坡腳部位設置混凝土腳槽，頂部設置混凝土鎖口石。底板、護坡上設φ5 cm排水孔。混凝土襯砌板橫向每12 m設置一條通縫，每4 m一條半縫，渠坡縱向全部為半縫;半縫寬1 cm深3 cm，采用30號瀝青灌縫。通縫下部用聚乙烯閉孔泡沫板填充，頂部2 cm用30號瀝青填充。

2 渠道襯砌施工方法

2.1 施工放樣

襯砌前測量隊按要求設置渠道襯砌平面控制點及高程控制點，放出襯砌機軌道的平面位置及軌道安裝高程。同時，根據混凝土襯砌厚度及砂石墊層厚度放出削坡位置及高程。

2.2 削坡

削坡采用挖掘機粗削，人工精修的方法。先將挖掘機的斗齒改造成平板狀，自下而上進行削坡，削坡至渠坡設計頂高程10 cm～20 cm時，采用人工進行精修。削坡產生的土體放至堤頂，統一運至渣場。

2.3 砂石墊層鋪設

砂石墊層鋪設采用挖掘機鋪料，人工輔助找平的方法。攤鋪時用自卸汽車將砂石料運至堤頂，采用反鏟將混合均勻的砂石料從下而上在坡面上均勻攤鋪布料，人工整平。整平時，分別在坡腳、坡肩及坡面布設控制樁，順渠道方向每6 m布置一排，樁與樁之間線繩連接，把渠坡分成若干小塊，線繩之間掛滑動線繩，人工移動，按照砂石墊層設計高程設置控制線高度，調整兩側槽鋼高程，人工用刮板在兩側槽鋼上移動，并嚴格控制坡面平整度。砂石墊層鋪設完成后，檢測砂石料均勻度、平整度、厚度。

2.4 立模

渠坡采用［12槽鋼自制鋼模，安裝模板時保證模板的高度及順直度。模板外側用鋼釬將模板固定。

2.5 混凝土襯砌施工

2.5.1 施工準備

施工前，對施工現場準備工作進行如下檢查:

1)檢查和校對原材料的規格和混凝土配料單是否與設計配合比相符合，各項指標是否合格;

2)校核軌道板高程和基準線位置;依照設計邊線立模板并加固牢靠。檢查拌和系統是否運轉正常，運輸車輛是否準備就緒;

3)在倉面起始位置調整好襯砌機機架坡比和高程，設定好襯砌機上、下液壓升降機構，板厚與設計值的偏差為－5%～+20%，空載試運行正常;

4)襯砌機、桁架抹面機和振搗棒等其他工器具準備情況及運行狀態正常。

2.5.2 混凝土拌和

混凝土拌和系統采用2臺HZS50型拌和機，平均生產能力30 m3/h，能滿足渠道襯砌需要。拌和站備有發電機和水池，保證水、電供應，襯砌過程中，各種原材料保證充足。每天襯砌開盤前，試驗室對砂石骨料的含水率進行測定后開具施工配料單。拌和站根據由試驗室簽發經監理審核的混凝土施工配料單進行配料。

2.5.3 混凝土運輸

襯砌混凝土采用混凝土罐車運輸，罐車容量7 m3。每次裝運混凝土前，將罐車內清洗干凈，保持罐內濕潤、無存水，每次施工完成后，將罐內的殘留物清洗干凈。

2.5.4 混凝土澆筑

1)布料、攤鋪。

渠坡混凝土施工采用河南洛陽麗銘產QDCQ650型襯砌機進行布料。布料前，現場試驗人員對罐車出口混凝土的坍落度進行檢測，坍落度滿足布料要求時方能布料。襯砌機布料不均勻及布料不到的地方人工及時進行補充，保證襯砌的厚度。

2)振搗。

襯砌機布料系統自帶振搗器，在臨時儲料倉布料達到2/3先開動高頻低幅振搗棒10 s～15 s后，再開動行走布料小車進行坡面混凝土襯砌工作，以保證混凝土料的振搗均勻、密實。襯砌過程中經常檢查振動設備的運行情況，嚴格控制振搗時間，使混凝土不過振、不漏振或欠振，達到表面出漿。振搗系統振搗不到位的部位人工及時用振搗棒進行振搗，至表面泛漿，上、下棱線順直為止。

3)機械抹面。

混凝土攤鋪寬度約有3 m～4 m時，可用抹面機進行抹面、收平、進一步提漿。首次抹面時，從下向上進行，抹面機的適宜高度以剛好接觸到混凝土表面為好。抹光機每次移動間距為2/3圓盤直徑，在連續作業時能保證不發生漏抹、表面均勻一致。抹面遍數為2遍。

4)人工收光。

用抹面機對混凝土表面進行磨平以后，用手指輕壓混凝土表面，當表面發硬，但稍有痕印時，便可進行人工收光。施工中選用工作臺車作為人工抹面平臺，工作臺車采用桁架焊接而成，可行走、可調節高度和坡比。人工收面壓光應在混凝土初凝前完成，消除表面氣孔、砂眼，使混凝土表面平整、光滑無抹痕。人工采用鋼抹子抹面收光2遍。混凝土表面平整度應控制在8 mm～2 m之內。

2.6 混凝土養護

混凝土養護主要采用灑水保濕養護，混凝土初凝后對混凝土面用毛氈布進行覆蓋，并對其進行灑水養護。低溫季節主要進行保溫防凍，混凝土初凝后先噴灑養護劑，后鋪設塑料薄膜，再鋪設毛氈布等進行養護。

2.7 伸縮縫施工

2.7.1 通縫與半縫

通縫采用預埋閉孔泡沫板的方式施工，施工前將泡沫板切割成寬度與襯砌混凝土板厚度相同的條帶(渠底泡沫板寬8 cm、邊坡寬12 cm)，在距泡沫板一端2 cm處進行再切割但不割斷，預埋時將距切割處2 cm泡沫板面朝上緊貼模板，固定安裝，再進行混凝土澆筑，待泡沫板兩側襯砌混凝土達到一定強度后，取掉上部2 cm泡沫板，按要求填充瀝青。

半縫施工采用切割機切割，切割前應按照設計要求分縫位置，用墨線在襯砌混凝土表面彈出切縫線，人工切割，按要求來填充瀝青。

2.7.2 縱縫與橫縫

1)縱縫切割。

縱縫采用簡易支撐架由坡腳開始向坡肩依次切割。簡易支撐架在已經切割完成的分縫內插入5 mm鋼板，鋼板上橫放8 cm的方管(方管內套有長度調控裝置)，方管上縱放8 cm槽鋼，根據待切縫處的位置設立支撐方管的長度，操作人員推動切割機在8 cm槽鋼上行走完成切割工作。

2)橫縫切割。

橫縫采取從坡上開始向下切縫的施工方式，在坡肩固定一手動轆轤，將轆轤上的鋼絲繩與切割機相連。將減速機固定在坡面頂部(需高出坡面線)，緩緩向下切縫，到底部時，用木板搭設起平臺，方便切割機行走。切割時，一人扶切割機，控制切割深度和順直度。另一人控制切割速度，勻速搖動坡肩上的轆轤，牽引切割機行駛。

2.8 排水孔施工

排水孔施工采取襯砌時預埋排水孔的施工方法。先將φ50 mm的PVC管切成12 cm(渠底8 cm)的小節，待混凝土澆筑找平后，再按照設計的要求在排水孔埋設部位采用φ48的圓木或鋼管(長約20 cm)打孔，后放入PVC管，再人工找平管口周邊的混凝土面，并抹光。

3 施工過程質量控制

1)削坡質量控制。

邊坡開口線及渠底線測量放線控制。削坡不允許欠挖，超挖深度不大于規范相關要求。

2)砂石墊層質量控制。

砂石料應適當灑水填筑，在鋪設過程中測量隊應全程跟蹤測量，確保砂石墊層厚度、表面平整度滿足要求，發現凸點及時人工清除。

3)襯砌施工質量控制。

襯砌過程中經常檢查襯砌厚度，如誤差超出允許范圍及時調整。質檢員對襯砌作業面進行全程盯倉，確保作業隊嚴格按照施工工藝及規范要求施工。試驗室做好出機口混凝土質量控制及抗壓試塊的取樣檢測工作。襯砌機廠家安排技術員常駐施工現場，負責襯砌機的操作檢修及調試等工作，確保襯砌機運行、使用正常。

4)抹面質量控制。

人工抹面要視氣溫和強度的變化而增加或減少人員以確保襯砌混凝土表面光滑平整。

5)伸縮縫質量控制。

按設計伸縮縫寬度購買混凝土切割片，及時切縫，施工過程中經常檢查切縫的寬度和深度，當不能滿足設計要求時及時更換鋸片。

6)排水孔質量控制。

排水孔預埋前先按照設計圖紙進行定位，在排水管安裝位置埋設排水管，埋設完成后及時對堵塞的排水孔進行疏通。

4 結語

渠道襯砌機在引江濟漢工程大型渠道坡面襯砌中襯砌成型好，效率高，表面平整，達到高效優質的效果。但是襯砌機購買的成本高，再利用率小，在購買前應建議進行經濟效果評價，使用過程注意機械的維護和保養，機械的正常運行對施工質量是至關重要的。

相較于南水北調中線干線，先邊坡后底板的施工順序，采用先底板襯砌后邊坡襯砌的施工工藝更適合地下水資源豐富、地下水位高、汛期長、設計渠道底板無土工膜、無保溫板的引江濟漢工程渠道施工。

［1］DL/T 5144-2001，水工混凝土施工規范［S］.

［2］DSB D5-2006，渠道混凝土襯砌機械化施工技術規程［S］.

［3］鄭懷剛，高 岳.南水北調S18標渠道岸坡機械化襯砌施工工藝［J］.南水北調與水利科技，2009(6):21-22.

［4］張躍松.南水北調渠道混凝土襯砌施工技術［J］.華北水利水電學報，2010(10):72-73.