大型渠道邊坡無砂混凝土施工技術

周林政

（江西省水利水電建設集團有限公司，江西 南昌 330025）

0 引言

南水北調中線一期工程總干渠Z 標段（樁號：SH（3）19+707～SH（3）25+759.6）全長約6.053 km，地質條件復雜，邊坡襯砌型式多樣。尤其主渠道SH（3）20+602.7～SH（3）21+255段和主渠道SH（3）24+873.8～SH（3）25+522.6 段，施工開挖后揭露的部分地質情況與初步設計階段相比發生了變化，進行了設計變更，變更后的方案與原施工圖變化較大，尤其是邊坡增加了砂漿錨桿、排水孔、鋼筋網等。以下針對渠道襯砌工程和渠坡防護工程中的無砂混凝土施工技術進行實踐探索。

1 工程概況

Z 標段國家大型輸水主渠道SH（3）21+250-SH（3）22+060段為高地下水位頁巖地質結構，施工中總計810 m的頁巖裂隙內出現向外滲水現象（見圖1），降雨及灌溉時帶來滲水量明顯加大，滲水沖走墊層中的砂礫料，嚴重影響墊層穩定性，襯砌混凝土施工一直未能進行。項目部在廣泛理論研究的基礎上反復進行大量的現場試驗，創新設計保障“在邊坡高地下水位形成的動水壓力下墊層穩定，且能滿足墊層滲排水功能”的設計目的最終變更方案，工程施工得以順利實施。設計單位下發了編號為“PDS-2012-60”設計通知單，采用無砂混凝土代替砂礫料墊層，基于現場試驗的無砂混凝土：滲透系數k 無砂≥2×10-1cm/s，混凝土強度指標C10。

圖1 頁巖段邊坡出水現象嚴重現場照片圖

Z標段主渠道SH（3）20+602.7～SH（3）21+255段設計邊坡坡比是1∶0.50，主渠道SH（3）24+873.8～SH（3）25+522.6段設計邊坡坡比是1∶0.40，這兩段均為陡坡區段，即需要支立模板，每倉4 m長度，一倉一倉澆筑。施工開挖后揭露的部分地質情況與初步設計階段相比發生了變化，設計單位根據現場實際地質情況提出了設計變更，尤其是邊坡增加了砂漿錨桿、排水孔、鋼筋網等。

SH（3）20+670～SH（3）21+255 段邊坡坡比為1∶0.50，邊坡設計有系統砂漿錨桿、排水孔。錨桿深度有2 m、5 m、9 m 三種，排水孔深度有5 m、10 m 兩種，其中一級邊坡排水孔孔深10 m，二級邊坡孔深5 m；錨桿孔和排水孔的孔徑均為5 cm。其它技術指標是：錨桿直徑B22Ⅱ級鋼筋，錨桿孔角度為垂直渠道邊坡，錨桿孔的水泥砂漿密實度應不小于85%；排水孔仰角10°，排水孔間排距4 m。

SH（3）25+050～SH（3）25+220 段邊坡坡比為1∶0.40，邊坡設計有系統砂漿錨桿、排水孔。錨桿深度有5 m、9 m 兩種，排水孔深度5 m，錨桿孔和排水孔的孔徑均為5 cm。其它技術指標是：錨桿直徑B22Ⅱ級鋼筋，錨桿孔角度為垂直渠道邊坡，錨桿孔的水泥砂漿密實度應不小于85%；排水孔仰角10°，排水孔間排距4 m。

2 大型渠道邊坡無砂混凝土施工

2.1 無砂混凝土配合比

經過大量現場試驗，最終確定了滿足設計指標要求的配合比，見表1。

表1 無砂混凝土配合比表

2.2 無砂混凝土施工工藝

無砂混凝土施工工藝流程圖見圖2。

圖2 無砂混凝土工藝流程圖

2.3 無砂混凝土澆筑前坡面排水

頁巖該段地下水位高，頁巖裂隙內向外滲水現象突出，澆筑無砂混凝土前，需將出水點的水流引排至混凝土工作面之外，保證無砂混凝土干地施工。

具體引排措施是：用水泥砂漿將出水點圍起，埋設蛇皮管（或PVC塑膠管），使水流順管流出，管口引至混凝土工作面之外排出。待無砂混凝土凝固后，撤銷排水管，剔除圍堵用的水泥砂漿，用無砂混凝土將引水點回填密實。

2.4 無砂混凝土拌合

無砂混凝土拌合采用項目部主營地的2#拌和站進行拌合。根據試驗情況，無砂混凝土流動性較差，混凝土從拌和機進入混凝土罐車困難，需要2 個人工站在拌和機出料口，使用振動棒輔助卸料。

試驗室配制出無砂混凝土配合比作為施工現場無砂混凝土拌制依據，拌勻粗骨料與水泥后再加水攪拌達到配合比要求。

無砂混凝土鋪筑厚度據設計標高確定，并用鋼筋標識位置，接著無砂混凝土鋪筑后高程及相應的厚度確保達到設計標準。

2.5 無砂混凝土運輸

無砂混凝土流動性差，原計劃采用混凝土罐車運輸或者采用10 t東風自卸汽車進行運輸。現場試驗情況是：混凝土罐車可以運輸，但是每車無砂混凝土最多5 m3，超過5 m3混凝土罐車將不能轉動。

2.6 無砂混凝土入倉

由于混凝土罐車可以運輸無砂混凝土，其入倉方式由混凝土罐車沿渠道一級馬道，直接卸至渠道邊坡襯砌機的傳送皮帶上入倉。

每車無砂混凝土最多5 m3，澆筑速度受到限制，根據試驗情況，無砂混凝土的平均澆筑速度是10 m3/h。

2.7 無砂混凝土平倉、振搗

邊坡排水暗槽部位、坡面超挖部位，需要先行分層攤鋪、人工振搗密實。每次鋪層厚度不大于300 mm。

人工分層澆筑找平后用襯砌機進行坡面大面積攤鋪。坡面無砂混凝土設計厚度為200 mm，一次攤鋪到位。平倉和振搗工作均由渠道邊坡襯砌機完成。工作參數確定為：第一幅單趟振動碾壓為3 遍，之后的單趟振動碾壓為2 遍。每次挪位間距一般在60 ㎝。人工輔助振動壓光輥收面找平，不需要壓光。

2.8 無砂混凝土養護

無砂混凝土養護采用覆蓋土工布灑水保濕養護。在保溫板施工完成前一直保持濕潤。當保溫板不能及時施工時，無砂混凝土的養護時間不應少于7 d。

3 結語

綜上所述，大型國家級輸水渠道邊坡襯砌工程和防護工程施工實踐中探索的無砂混凝土施工技術為工程高質量標準奠定了科學保障，可以進一步向類似工程施工實踐推廣。