水利工程渠道襯砌施工技術探討

崔 亮

（甘肅省張掖市水務局黑河干流管理總站，甘肅 張掖 734000）

0 引言

在水利工程中，為了提升渠道的輸水能力，并延長其使用壽命，在施工建設過程中，應積極采用混凝土襯砌技術。尤其是一些老舊水利工程設施，經過多年的運行，輸水能力和安全性能已顯著降低，為了提高其輸水能力，應及時進行維修養護[1]。本文結合某水利工程項目中的渠道施工過程，對混凝土襯砌施工技術進行詳細分析。

1 工程概況

黑河草灘莊水閘樞紐，位于甘肅省河西走廊中部，張掖市甘州區西南22km 處，是修建在黑河干流上的第一座攔河閘，規劃控制灌溉面積為116 萬畝。黑河草灘莊水閘樞紐屬大（二）型工程，設計洪水重現期為100年，洪峰流量2880m3/s，校核洪水重現期為1000 年，相應洪峰流量4890m3/s。樞紐的主要作用是抬高水位，防止泥沙入渠，保證下游的灌溉引水和安全泄洪。樞紐閘前最大蓄水量為156 萬m3。1987 年6 月，主體工程建成投入試運行，1991 年9 月通過竣工驗收，工程總投資1308 萬元。樞紐進水閘位于泄洪閘右側，采用側向布置形式，進水閘引水方向與河道主流之間的夾角為40°，通過漿砌石引水裹錐，將主河道引入東、西干渠。

黑河草灘莊樞紐工程及其配套的黑河西總干渠沿線，大部分為村莊和農田，渠道右側的沿渠道路，已經演變成為村民的主要交通道路，但由于渠道斷面大，且多為深挖方渠道，為了消除因交通事故和意外事故造成的渠道臨時停水，確保渠道持續正常運行，需對渠道進行襯砌施工。

另外，經過近30 年的運行，引水裹錐表面的漿砌石沖刷嚴重，大部分銹蝕，在進水閘一側基礎底部的漿砌石逐漸開始脫落，今年春季工程檢修時發現，漿砌石開始逐漸連片脫落（見圖1），危及引水裹錐安全，必須進行維修，補充加固脫落的漿砌石。同時，樞紐上游左導墻與泄洪閘14#孔左邊墩，基本分布在一條直線上，長140m，高14m，頂寬1m，底寬2.5m，迎水面為直墻，導墻表面的漿砌石沖刷嚴重,在靠近泄洪閘一側底部的漿砌石，逐漸開始脫落（見圖2），危及導墻安全，必須及時進行加固維修，消除隱患。樞紐泄洪沖砂閘后，采用短護坦加深齒墻防沖的組合式消能。自2013 年4 月，除險加固主體工程完工以后，為了防止樞紐泄沖閘在汛期下泄的超大流量洪水對下游短護坦防沖齒墻基礎的沖刷，每年都在泄洪沖砂閘后拋擲一定數量的混凝土四面體，對齒墻基礎進行加固維護。9 月初工程進入集中向下游調水期，經檢查，發現泄洪閘下游短護坦防沖齒墻基礎的沖刷加劇，亟需拋擲混凝土四面體，減少沖刷。

圖1 樞紐前右裹椎底部安全隱患

圖2 樞紐前左導墻安全隱患

2 渠道襯砌加固維修施工方案要點

由于該工程施工區域面積較大，內容較多，不僅要進行渠道襯砌，還要加固維修引水裹錐以及靠近泄洪閘一側底部的導墻漿砌石，并對齒墻基礎進行加固維護。由于施工區域地形條件較為復雜，部分施工區域遠離道路，所以需要修建一些臨時道路。同時渠道斷面比較大，受地形條件的制約比較嚴重，部分只可以供行人和小型機械通過。為確保施工進度和質量，施工方案擬定引水裹錐以及靠近泄洪閘一側底部的導墻漿砌石加固維修工作與干渠施工同步進行，且干渠施工需要多點同時施工。

2.1 樞紐前右裹椎底部和左導墻底部修復

對樞紐前右裹錐底部和樞紐前左導墻底部進行修復過程中，先將待修復區域表面已經松動或者銹蝕嚴重的漿砌石鑿除，然后用水清洗干凈[2]，采用環氧樹脂砂漿、鋼筋和錨固膠重新粘補卵石，使其恢復至原樣。

2.2 樞紐泄洪沖砂閘后加固維護

對泄洪沖砂閘1#～14#防沖齒墻下游10m 范圍內拋擲一定數量的混凝土四面體，四面體之間采用連接筋進行連接，運用裝載機進行吊裝并拋擲。四面體的規格統一為：垂高為1.63m，底面邊長為2m，體積為0.94m3，自重為2.2t。在樞紐工程泄洪沖砂閘后下游500m 處的右岸河灘現場加工制作。針對壩后沖坑采用機械回填的方式予以處理，最后進行場地平整[3]。

2.3 地基土石方施工

渠道襯砌施工中，地基處理質量直接關系到水利工程渠道能否正常運行。渠道地基土方施工，先進行清表和清淤，再進行土方開挖，最后回填[4]。土方開挖過程中廢棄的土方，統一運輸到廢料場處理。支渠土方開挖，采用小型挖掘機輔助人工進行。局部開挖量比較小的部位，需要人工開挖，而對于泄洪閘，分水口等位置需要借助機械開挖。石方的處理，采用小藥量爆破法。

2.4 渠道襯砌施工

本次水利工程渠道襯砌施工工程量比較大。干渠部分的混凝土襯砌，按照先底板后邊坡的順序完成，部分渠段在完成施工之后，還需要噴射混凝土。支渠由于斷面比較小，采用全斷面一次性新立模的澆筑方式。渠道襯砌澆筑方式為分段跳倉式，襯砌施工采用分段開挖，分段完成的方法。此外，本次水利工程渠道襯砌施工中部分渠段的施工道路條件差，不利于大型車輛通行，襯砌混凝土采用攪拌站集中拌制。根據混凝土拌和方式的不同，采用小型自卸運輸車或是人工推車的方式進行運輸，確保混凝土順利入倉。

3 渠道襯砌混凝土施工技術

3.1 模板制作與安裝

在水利工程渠道防滲漏襯砌施工中，需要使用到模板。在實際操作中，渠道斷面一致或變化不大時，一般使用滑動式模板施工，扭曲面或起伏的基礎部位，一般使用固定式模板[6]。為此，施工人員要根據現場的具體情況，選擇合適的模板，在進行模板安裝操作時，必須確保準確、嚴密，避免在后續混凝土澆筑時，出現漏漿的情況，為渠道襯砌施工質量的提升提供支撐。

3.2 混凝土的配制

在防滲襯砌施工中，混凝土配制材料質量的控制工作直接關系到混凝土配制的質量。操作人員需要嚴格控制水泥、骨料以及水的質量。首先，水泥質量的控制，水泥是混凝土配制的基礎原料，所占比例較大，操作人員根據工程的實際需求，選擇符合要求的強度等級的水泥，并合理預估水泥的用量，避免出現浪費的現象；其次，骨料的選擇，應通過實驗來決定選擇何種級配的骨料，確保選擇的骨料能夠滿足施工的需求[7]；最后，水的選擇，根據施工需求選擇飲用水，或者是比較干凈的地表水或地下水。

3.3 混凝土拌和及運輸

在進行混凝土拌和時，首先應仔細核對原料的數量與種類，然后按照設定的順序，將其逐一投放到拌和設備中，進行充分地攪拌，確保混凝土的性能達到預定的標準。混凝土遠距離運輸時，應選擇專用的運輸車，到達施工現場后，經檢查合格，才可以進行澆筑施工[8]。

3.4 混凝土澆筑和養護

在混凝土澆筑過程中，首先要做好入倉鋪料工作。施工技術人員必須細致檢查渠底的砂礫石墊層是否合格，避免混凝土直接澆筑在土基上，確保無誤后，混凝土才可以入倉。混凝土混合料被卸到倉內時，操作人員應及時進行平倉振搗作業，避免混凝土發生堆積。具體來說，就是工人運用刮杠，將混凝土刮平。如果倉里有粗骨料堆疊情況，需要將堆集的粗骨料均勻分散到砂漿較多的位置，而不能將混凝土砂漿直接覆蓋在上面，以免出現麻面蜂窩。

水利工程施工中，混凝土的澆筑過程是先渠坡再渠底[9]，澆筑過程采用伸縮縫分塊澆筑的方式。在進行渠面傾斜面澆筑時，應按照由低至高的順序進行澆筑，最后再進行收面施工。完成混凝土澆筑施工后的12h之內，必須進行混凝土的養護工作。養護時，可以在其表面覆蓋土工布、草簾或者塑料薄膜等材料，然后根據天氣情況，定期灑水，保證混凝土周圍的濕潤程度能夠滿足其硬化的要求，從而提升渠道防滲漏性能。

4 結束語

本研究以張掖市黑河草灘莊樞紐維修養護項目為例，對水利工程渠道襯砌施工技術進行了深入的探討。該技術應用在一些老舊水利工程設施，對其進行維修養護，可以極大地提升其輸水能力和安全性。而在實際應用中，應努力提升水利工程渠道襯砌施工質量，從而保證水利工程可以更好地發揮功效，提升水資源的利用效率。