鋼筋混凝土襯砌施工技術(shù)及其在水利灌區(qū)渠道改造中的應(yīng)用

張全鋒

（甘肅山丹水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅 山丹 734100）

0 引言

目前，尚有部份灌區(qū)采用土渠輸水的方式，水資源滲透到地下，形成嚴(yán)重浪費(fèi)。采取有效的防滲渠道襯砌技術(shù)對(duì)這類輸水渠道進(jìn)行改造，能加快推進(jìn)灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程的建設(shè)進(jìn)程，改變當(dāng)前的灌溉現(xiàn)狀。近幾年,隨著灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目的實(shí)施,干渠及部分支渠得到了一定程度地改造,不僅增加了灌區(qū)水的利用率，還延長(zhǎng)了渠道的使用年限。常用的防滲渠道襯砌技術(shù)有磚石混凝土襯砌技術(shù)、砂礫石混凝土襯砌技術(shù)、模筑混凝土襯砌技術(shù)和鋼筋混凝土襯砌技術(shù)。本文僅對(duì)防滲效果優(yōu)良的鋼筋混凝土渠道襯砌施工技術(shù)進(jìn)行分析。

1 水利灌區(qū)常見(jiàn)的防滲渠道襯砌施工技術(shù)

1.1 磚石混凝土襯砌技術(shù)

我國(guó)在灌區(qū)防滲渠道工程建設(shè)中，最早采用的就是磚石混凝土襯砌技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)在具體使用中，主要采用人工砌筑，導(dǎo)致渠道襯砌中時(shí)常會(huì)存有較大縫隙，難以有效防滲水與止水。伴隨各項(xiàng)新襯砌技術(shù)的出現(xiàn)，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越少。

1.2 砂礫石混凝土襯砌技術(shù)

砂礫石混凝土襯砌技術(shù)，對(duì)于襯砌材料并沒(méi)有過(guò)高要求，一般可以就地取材，以最大程度節(jié)約材料成本，也是因?yàn)榇隧?xiàng)特點(diǎn)，砂礫石混凝土襯砌技術(shù)的應(yīng)用非常普遍。在實(shí)際操作中，可以直接將灌區(qū)周邊的碎石與混凝土進(jìn)行混合攪拌，直接用于襯砌。此項(xiàng)技術(shù)特別適用于地域偏遠(yuǎn)的山區(qū)，但是砂礫石襯砌對(duì)于土質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松軟的灌區(qū)不宜采用。

1.3 模筑混凝土襯砌技術(shù)

該項(xiàng)襯砌技術(shù)早前廣泛應(yīng)用在鐵路與公路項(xiàng)目施工中，具有較高的防滲漏性、抗震性，穩(wěn)定性也較為突出，所以我國(guó)在水利工程灌區(qū)續(xù)建中逐漸開(kāi)始嘗試應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，也是現(xiàn)階段比較先進(jìn)的防滲襯砌施工技術(shù)。

1.4 鋼筋混凝土襯砌技術(shù)

鋼筋混凝土襯砌技術(shù)與磚石、砂礫石襯砌技術(shù)相比，在抗震性、穩(wěn)定性、堅(jiān)固性方面的優(yōu)勢(shì)更加顯著。通過(guò)鋼筋混凝土來(lái)建設(shè)防滲透灌溉渠道，即使是在土質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松軟的區(qū)域中，依舊能夠有效加固渠道，提高渠道的抗震等級(jí)。相比之下，鋼筋混凝土襯砌技術(shù)備受青睞。

2 鋼筋混凝土襯砌技術(shù)的施工方法

鋼筋混凝土襯砌施工流程：土工膜鋪設(shè)—鋼筋制安—混凝土澆筑（包括：原材料的選用、拌合、運(yùn)輸、澆筑、振搗）—混凝土養(yǎng)護(hù)—伸縮縫處理。

2.1 土工膜施工方法及控制要點(diǎn)

2.1.1 土工膜拼接

土工膜的接頭施工前應(yīng)先作工藝試驗(yàn)。采用黏結(jié)膠連結(jié)方式，拼接前必須對(duì)黏結(jié)面進(jìn)行清掃，黏結(jié)面上不得有油污、灰塵，保持黏結(jié)面干燥。當(dāng)施工中出現(xiàn)脫空、收縮起皺及扭曲包鼓等現(xiàn)象，應(yīng)將其剔除后重新進(jìn)行黏結(jié)。

2.1.2 土工膜鋪設(shè)

土工膜在鋪設(shè)前，清除渠道內(nèi)的各種雜物，使支持層表面平整光滑并灑水；土工膜鋪設(shè)時(shí)的折皺高度、折皺角度應(yīng)符合施工圖紙的要求，并保持松馳狀，以適應(yīng)變形；土工膜與基礎(chǔ)及支持層之間應(yīng)壓平貼緊，避免架空，清除氣泡，以保證安全。

鋪設(shè)過(guò)程中，為保證其鋪設(shè)時(shí)不被損壞，作業(yè)人員不得穿硬皮鞋及帶釘?shù)男辉试S在復(fù)合土工膜上堆放可能引起土工膜損壞的施工材料，嚴(yán)禁在土工膜上敲打石料以及任何設(shè)備行駛作業(yè)；進(jìn)行土工膜的保護(hù)層施工時(shí)，應(yīng)注意不得損壞防滲土工膜。對(duì)施工過(guò)程中損壞的土工膜，應(yīng)及時(shí)按監(jiān)理部門(mén)的批示進(jìn)行修理，在修理土工膜時(shí)，應(yīng)將保護(hù)層破壞部位不符合要求的物料清除干凈，補(bǔ)充填入合格物料并予以整平。對(duì)受損的土工膜，應(yīng)外鋪一層合格的復(fù)合土工膜在破損部位之上，其各邊長(zhǎng)度應(yīng)至少大于破損部位1m 以上，并將兩者進(jìn)行拼接處理。

2.2 鋼筋安裝

根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖及相關(guān)制作標(biāo)準(zhǔn)將鋼筋在加工場(chǎng)地加工完成后，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。

2.3 混凝土的制作、澆筑、養(yǎng)護(hù)

2.3.1 混凝土原材料的選擇

（1）水泥。采用P·32.5 級(jí)散裝水泥，在施工作業(yè)地點(diǎn)安放水泥儲(chǔ)存罐。水泥到貨后，按批量抽檢。庫(kù)存水泥量要能滿足正常施工7～10d。

（2）粗細(xì)骨料。砂石料從附近料場(chǎng)自行購(gòu)買。現(xiàn)場(chǎng)分倉(cāng)堆放，防止混倉(cāng)，必要時(shí)設(shè)置防雨棚，保證含水量不會(huì)增大。

（3）水。混凝土拌和及養(yǎng)護(hù)等生產(chǎn)用水在業(yè)主指定取水點(diǎn)拉運(yùn)。

（4）外加劑。為改善混凝土性能，提高混凝土質(zhì)量，合理降低水泥用量，需采取一定的外加劑。

2.3.2 混凝土的制作與澆筑

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算施工配合比，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后進(jìn)行拌和施工。混凝土拌和系統(tǒng)布置，根據(jù)施工作業(yè)區(qū)設(shè)混凝土拌合站1 座，拌合站由水泥存儲(chǔ)罐、JS500 型強(qiáng)制式拌和機(jī)、HL800 自動(dòng)配料機(jī)及上料電子計(jì)量控制室組成。拌和完成的混凝土采用4m3混凝土罐車?yán)\(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，人工輔助溜槽入倉(cāng)。混凝土入倉(cāng)采用人工入倉(cāng)，水平分層澆筑，每層鋪料厚度控制在30cm 以內(nèi)。采用附著式振搗器進(jìn)行振搗。

2.3.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑12～18h表面噴涂養(yǎng)護(hù)劑，草袋覆蓋，保持草袋濕潤(rùn),且養(yǎng)護(hù)不少于28h。

2.4 伸縮縫的處理

（1）清縫。清縫的主要工作包括：去除縫內(nèi)雜物，用高壓水槍沖洗干凈，再用空壓機(jī)將縫內(nèi)的水分吹干。

（2）瀝青砂漿制作。瀝青砂漿是用瀝青、普通水泥、砂制成。配合比為瀝青：水泥：砂=1∶1∶4。制作步驟如下：

①將瀝青在鍋中加熱，使之熔化，脫水，撈去雜質(zhì)。將大塊打碎到5cm 左右，再入鍋熔化。脫水時(shí)，邊加熱邊攪拌，到不冒氣泡為止，為避免溢鍋和其它事故，鍋內(nèi)瀝青不超過(guò)其容積的2/3。

②按設(shè)計(jì)配合比分別稱取烘干砂料和水泥一并倒入另一鍋內(nèi)并攪拌，均勻加熱到160℃。如砂料為濕料，稱料時(shí)應(yīng)進(jìn)行校正。

③按配合比稱取脫水的并加熱至180℃的熱瀝青、徐徐倒入已加熱至160℃的砂料和水泥的鍋內(nèi)，邊倒邊攪拌，直到稀稠均勻，顏色一致，即成瀝青砂漿。

（3）填充伸縮縫。將制作好的瀝青向已清理干凈的縫中填塞，一邊填一邊搗實(shí)，填充到距離混凝土引水面2cm時(shí)，用窄小的小鐵抹子壓實(shí)抹平，使瀝青砂漿與縫壁緊密黏結(jié)，然后將聚硫膠填嵌到縫內(nèi)與混凝土引水面齊平，用抹子壓實(shí)抹平。

3 渠道襯砌澆筑實(shí)例

針對(duì)直段“U”渠渠道混凝土澆筑，主要采用CU-110型“U”形渠道行走襯砌機(jī)進(jìn)行澆筑。CU-110渠道襯砌機(jī)行走速度0.8～1m/min，全斷面一次澆筑成型（如圖1所示）。混凝土拌制坍落度控制在8cm 以內(nèi)，混凝土頂部收面采用人工收面的方法。在澆筑長(zhǎng)度短于50m 和預(yù)留連接段采用定型鋼模和組合鋼模板分層組合拼裝，每1.5m一節(jié)，每塊模板之間用螺栓聯(lián)接，內(nèi)側(cè)桁架進(jìn)行支撐的澆筑方法，全斷面一次澆筑成型，防滲效果良好。

圖1 CU-110型“U”形渠道行走襯砌機(jī)施工

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，由于鋼筋混凝土襯砌技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有良好的防滲效果,已在水利工程建設(shè)中得到了最廣泛的應(yīng)用。為了保證混凝土防滲渠道質(zhì)量和耐久性,除了正確合理的設(shè)計(jì)以外,還必須嚴(yán)格控制好土工膜鋪設(shè)、鋼筋制作安裝、混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)、伸縮縫處理的質(zhì)量，才能切實(shí)提高襯砌施工技術(shù)水平。