懷柔水庫隧洞出口渠道防滲工程施工技術(shù)

龔杰民

摘要：懷柔水庫隧洞出口渠道0+000-0+174段原渠道工程于1960年10月開工，1961年3月完工。原渠道設計為土渠，為半填方渠道。70年代中期進行了混凝土襯砌改造，河底寬8米，邊坡1：1.7-1：2渠底至坡頂高差3米，渠道縱坡4.4/10000，糙率0.025，設計流量20立方米/秒。但經(jīng)過多年的運行，工程老化日趨嚴重，目前坡面及河底混凝土出現(xiàn)多處破損、斷裂、空鼓、、塌陷、下滑、封頂墻傾斜，填方段滲漏隱患多處，影響了渠道正常運行。為保證渠道輸水及人民生命財產(chǎn)安全，按現(xiàn)行規(guī)范和功能要求，需對破損渠道襯砌進行拆除重建。20世紀90年代以來，隨著北京市京密引水管理處服務首都供水職能的轉(zhuǎn)變，防滲抗凍的渠道襯砌得到廣泛應用。隨著現(xiàn)代水利工程施工技術(shù)的發(fā)展，渠道襯砌工程使用了部分新型施工工藝和施工材料，由于混凝土襯砌防滲效果好，一般能減少90%以上的滲漏量，且耐久性好，強度高，便于管理，適應性強，在一定程度上提升了渠道項目的施工質(zhì)量。懷柔水庫隧洞出口渠道襯砌工程的實施，消除了安全隱患，為京密引水渠的安全運行提供了可靠的保障。本文以懷柔水庫隧洞出口渠道混凝土防滲襯砌改造為例，結(jié)合近年來發(fā)展的施工工藝，介紹了渠道混凝土防滲襯砌的主要項目施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：懷柔水庫;渠道混凝土襯砌;施工技術(shù)

緒論

水利工程項目是社會經(jīng)濟建設過程中的重要基礎設施，能夠給生產(chǎn)生活帶來較大影響。20世紀90年代以來，隨著北京市京密引水管理處服務首都供水職能的轉(zhuǎn)變，防滲抗凍的渠道襯砌得到廣泛應用。現(xiàn)階段，社會的不斷進步、時代的快速發(fā)展，推動了現(xiàn)代化水利工程建設的迅速發(fā)展，也提高了對水利工程基礎設施的要求，其中渠道防滲抗凍等性能對于北方的輸水渠道，尤為關(guān)鍵。在高標準水利工程建設活動進行中，渠道混凝土襯砌是目前較為常見的一種水利施工形式。

1.施工測量放線

1.1引測水準點

從周邊國家水準點引測到施工現(xiàn)場水準點，選擇既能滿足施測要求又不影響材料運輸與存放。

1.2計算開挖設計高程

縱向每隔9米布置一排橫斷面控制樁共5根（渠底中心一根，坡腳各兩根，坡頂各兩根）共21個橫斷面，分別計算出每個斷面每根樁的混凝土面高程、開挖面高程、20線高程。

1.3施測20線高程

用水平儀根據(jù)施工現(xiàn)場水準點做后視測設出每一排橫斷面的5根控制樁共20線，紅漆標注，作為控制每道工序的基準高程控制點。

2.拆除、開挖、削坡、找平

2.1舊混凝土面層及齒墻拆除

按照設計要求“原渠道混凝土拆除時應保持原有20厘米厚砂礫料墊層不動”渠坡采用長臂挖掘機自下而上拆除，隨拆隨裝車外棄。待所有的渠坡開挖削坡完成后拆除外運渠底及齒墻。所有施工機械應避開測量控制樁。

2.2開挖、削坡

2.2.1渠坡開挖、削坡

渠坡開挖的理論挖深8.3厘米，為避免二次削坡或開挖，采用人工開挖，厚度安排專人控制。在已經(jīng)測量好的控制樁進行掛線，人工進行清坡。根據(jù)已經(jīng)測量好的高程控制線，每隔4m鋪砌一根5cm*10cm的木方，木方必須按線找平（滿足做法厚度），然后用一根5m長的5cm*10cm鋼方作杠尺，以實現(xiàn)鋪砌好的木方為基準進行過杠找平，余料裝車外運。

2.2.2渠坡開挖、削坡

渠底開挖的理論挖深3.0厘米，做法同渠坡。

2.2.3質(zhì)量控制

嚴格控制開挖工程量。根據(jù)水利工程的相關(guān)規(guī)范要求渠底或渠坡一旦因為超挖造成回填，就要按相關(guān)規(guī)范要求進行踏步式回填，這樣無論是對質(zhì)量、工期乃至于經(jīng)濟都會造成不必要的損失。測量放線時做到渠底、渠坡的橫縱坡與原河道平順交接;渠底與渠坡之間陰角順直，坡面平順。渠坡削坡時，根據(jù)設計要求，渠坡襯砌總厚度230mm。在人工削坡及整平測量厚度時應與坡面垂直方向進行測量，以保證每層設計做法的厚度。粗砂進場應仔細檢查沙粒均勻，不能含有泥土，以保證有良好的透水性。找平時應從坡頂向下過杠，找平后盡量不要上人進行踩踏。

2.3齒墻開挖

渠底兩側(cè)齒墻基礎開挖。齒墻的斷面尺寸為0.4cm*0.6cm，為了盡量不擾動齒墻周圍的土質(zhì)，選用了0.4m寬的挖溝機械進行機械開槽，以保證齒墻的截面尺寸。機械開挖時應隨時檢測齒墻基槽的寬度、深度，以保證齒墻的截面尺寸符合設計要求。

3.防滲、防凍基層處理

1、施工工藝

本次設計渠坡襯砌做法是鋪墊30mm厚粗砂找平層，鋪50mm厚聚苯泡沫板（不小于25kg/m3），鋪復合防滲土工膜（300g/m2/0.3mm/300g/m2）進行焊接。為了保證不破壞已經(jīng)做好的粗砂找平層，鋪聚苯泡沫板時從渠底逐漸向上鋪設，盡量不踩踏已經(jīng)做好的粗砂找平層。鋪設聚苯泡沫板時隨鋪隨用專用馬丁連接扎牢，以免被風吹散，并做好成品保護工作，嚴禁用鐵鍬、尖鎬等銳器將聚苯泡沫板損壞。聚苯泡沫板鋪裝完成后及時鋪裝土工膜，土工膜應隨鋪裝隨焊接，焊接采用專用熱熔式焊縫機，焊接的搭縫長度為10cm，焊接完成后使用專用的加壓設備進行加壓試驗（土工膜焊接加壓試驗強度一般不小于0.15MPa）。

2、施工控制要點

施工材料進場前，嚴格檢查進場材料是否滿足設計要求，生產(chǎn)廠家資質(zhì)、合格證等技術(shù)資料是否齊全、有效，確認合格后方可使用。施工時應注意模板支撐時要輕拿輕放，不得將土工膜弄壞，模板加固應使用沙袋壓牢，嚴禁使用木樁或鋼筋。

4、渠坡混凝土澆筑

1、施工工藝

渠坡混凝土澆筑不比渠底混凝土澆筑，要求混凝土既要保證混凝土有良好的和易性，而且流動性不能過大，為此必須嚴格控制好混凝土的塌落度，經(jīng)過反復試驗澆筑渠坡混凝土塌落度應在14cm左右為宜。渠坡混凝土振搗，為了振搗密實而且保證面層平整，首先采用50型振搗棒進行振搗，然后過杠，再用平板振搗器進行振搗找平，這樣既保證了混凝土的整體密實又能避免混凝土過杠后的松動，從而滿足混凝土的強度要求。混凝土抹面首先選用電抹子加壓盤抹面，飾面層的石子及砂漿充分的融合在一起避免起砂，然后卸掉壓盤直接用電抹子抹面見光，邊角部位采用人工用鐵抹子感光壓平。

2、施工控制要點

用振搗棒振搗時應掌握好振搗時間，既保證混凝土振搗密實，又要盡量減少混凝土流動，采用平板振搗器時應保證平板振搗器均勻緩慢地移動，不得長時間停留在一處，造成混凝土流動過大。使用電抹子時應注意，必須2個人配合使用，因為在斜坡上施工，電抹子無法保證按操作工人的意思平緩移動，所以必須用另外一個人在渠頂上用繩子上下拉動，加上操作工人的操作才能將所交的混凝土面抹平，但應注意2人必須配合默契步調(diào)一致避免發(fā)生危險。

5、混凝土分縫

1、施工工藝

甲縫（橫縫）：渠道邊坡每9m分橫縫、渠底每4.5m分橫縫;縫寬20mm，內(nèi)填聚乙烯閉孔泡沫板、外部使用雙組份聚硫密封膠封堵。甲縫（縱縫）：渠道邊坡與渠底接縫、邊坡與肩墻接縫，渠底中間縱縫，縫寬20mm，內(nèi)填聚乙烯閉孔泡沫板、外部使用雙組份聚硫密封膠封堵。甲縫的施工方法：⑴為了保證甲縫的準確位置，應在模板支撐時將準備澆筑的混凝土平面尺寸減少1cm;⑵甲縫制作首先將閉孔泡沫板按要求裁至15cm寬，然后在12cm處再裁一道1.5cm深的假縫，目的是混凝土澆筑完成后便于起出甲縫上面的3cm，便于灌注甲縫上面的雙組份聚硫密封膏;⑶甲縫安裝分縫模板拆除完成后，待混凝土強度達到30-40%時開始安裝甲縫，安裝方法是將裁好的甲縫立貼在混凝土的立面上，然后用鋼釘槍將甲縫釘在混凝土的側(cè)立面上。整個甲縫的制作安裝完成。

乙縫（縱縫）：渠道邊坡沿坡面自上往下每2m設一道縱縫，縫寬20mm，采用瀝青木板填縫，填縫頂部距護坡面20mm，為暗縫型式。乙縫的施工方法：乙縫的制作及安裝方法相對簡單，首先將買好的斷縫板根據(jù)設計尺寸段好（每塊長度1.8m），然后用瀝青油進行浸泡，浸泡時間不低于2小時，然后取出晾干備用。乙縫的安裝應與混凝土澆筑同時進行，為了保證乙縫的安裝位置準確，我們的安裝方法是先將混凝土澆筑振搗完成，再將乙縫處的混凝土挖出，然后將2cm瀝青板放入，然后再將板兩側(cè)的混凝土恢復振搗磨平。

丙縫（橫縫）：渠坡每9m甲縫中間設5倉，每倉中間設4條丙縫，縫距1.8m，縫寬5mm，采用改性瀝青防水卷材填縫。丙縫的施工方法：為5mm厚改性瀝青防水卷材，分別購買3mm厚和2mm厚兩種瀝青卷材，然后裁至15cm寬以備丙縫安裝使用。具體安裝方法與甲縫安裝方法相同，先拆除模板，待混凝土強度達到30-40%時用鋼釘槍將丙縫所用卷材釘在混凝土側(cè)立面上。應注意本次設計丙縫厚度為5mm，所以要將事先裁好的3mm厚油氈條和2mm厚油氈條并在一起進行裝訂。

2、施工控制要點

甲、乙、丙縫安裝位置符合要求必須順直，使用材料必須符合設計要求;甲縫和丙縫在安裝時一定要與混凝土面平齊，以保證跳倉澆筑時混凝土面層平順;乙縫安裝時既要保證每倉之間順直，又要保證乙縫瀝青板上的混凝土埋深符合設計要求（2cm厚）。分縫起到了應力釋放的作用，及時切縫能有效地減少裂縫的產(chǎn)生，切縫的時間要盡早，一般要在2天之內(nèi)完成。

6、混凝土養(yǎng)護

1、施工工藝

現(xiàn)場養(yǎng)護采用塑料薄膜覆蓋、棉布覆蓋保水的方法進行養(yǎng)護。混凝土澆筑并抹面完成后及時用塑料薄膜、棉布進行覆蓋，以保證混凝土內(nèi)的水分不會被迅速蒸發(fā)。同時，隨時根據(jù)氣溫變化情況進行澆水養(yǎng)護。

2、施工控制要點

澆水養(yǎng)護時使自來水能夠在混凝土表面與塑料薄膜之間長時間保存，在養(yǎng)護期內(nèi)一定要保證混凝土表面濕潤，但養(yǎng)護時要注意澆水的時段控制，中午溫度較高時不宜對混凝土進行養(yǎng)護，避免溫差大產(chǎn)生裂縫。

7、混凝土裂縫預防措施

渠道襯砌為大面積薄板結(jié)構(gòu)，由于溫度應力、混凝土干縮、基礎沉降等原因容易產(chǎn)生不同程度的裂縫。除了對混凝土面板進行切縫外，在施工過程中也應該采取其他的預防措施。對于溫度應力形成的裂縫，應該優(yōu)化混凝土配合比，減少水泥用量降低水灰比，改善骨料級配，摻入減水劑、引氣劑，保證混凝土的流動性和保水性，避開高低溫時段澆筑。對于塑性收縮裂縫，應優(yōu)選早期強度較高的普通硅酸鹽水泥，初凝前做好灑水噴霧養(yǎng)護，高溫有風條件下注意遮陽、擋風。

結(jié)論

混凝土渠道防滲襯砌改造的施工工序較多，涉及多個方面。其中最為關(guān)鍵的是要實現(xiàn)防滲抗凍的設計功能目標。由于混凝土的特性，在施工過程中容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，因此必須要嚴格把關(guān)施工工藝和工序，對于混凝土的配比、澆筑、養(yǎng)護等過程進行有效管理，做好混凝土裂縫的預防措施。此外，復合土工膜的使用能夠有效提升渠道的防滲效果，其鋪設、連接、保護等工序也不可忽視，應重點關(guān)注。

渠道襯砌圖紙如下：

參考文獻

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