□陳學(xué)才 □張全才 □景 佳 □王青峰 □李永強(qiáng)

（中國水利水電第十一工程局有限公司）

1.前言

在渠道混凝土施工過程中，渠道混凝土襯砌施工管理及質(zhì)量控制方面的技術(shù)、經(jīng)驗、改進(jìn)措施和成果經(jīng)不斷總結(jié)和改進(jìn)，解決了坡面粗砂墊層不易壓實的技術(shù)難題，研制了可調(diào)壓力式抹光機(jī)、2 cm縫寬的混凝土面板切割機(jī)。提出了高邊坡混凝土面板伸縮縫切割的簡易支持體系、防止混凝土面板發(fā)生膨脹鼓起的技術(shù)措施及齒槽上部段坡面混凝土面板容易產(chǎn)生裂縫的預(yù)防措施等。

2.工程概況

南水北調(diào)中線一級工程安陽段五標(biāo)渠道總長5568 m，渠道邊坡地基均為土質(zhì)邊坡。渠道過水?dāng)嗝嫘褪揭妶D1。設(shè)計底寬17 m和18.5 m兩種，渠道內(nèi)邊坡坡比全部為1：2，邊坡坡長20 m和22.3 m兩種。

圖1 渠道設(shè)計典型斷面示意圖

3.渠道地基處理

3.1 渠道削坡施工

一是采用反鏟粗削，然后人工精削的方法。二是測量放出坡腳線和坡肩線，采用儀器控制指揮反鏟粗削。三是人工精削在挖掘機(jī)粗削完成后進(jìn)行。在坡腳線和坡肩線上每5 m對應(yīng)各設(shè)一控制樁，用線繩掛線，先削出一條基準(zhǔn)線，并在基準(zhǔn)線上的1/4、1/2、3/4處設(shè)一個垂直坡面的高程控制樁，每5 m范圍內(nèi)安排6～7人自上而下平行削坡作業(yè)，依此基準(zhǔn)線人工精細(xì)削坡至設(shè)計坡面。

3.2 齒墻開挖

測量放線后采用人工進(jìn)行開挖齒槽，若齒槽距離坡腳處的逆止閥較近，可在齒槽與坡腳的透水管槽之間臨時砌筑一道磚墻。

3.3 排水管的預(yù)埋

在軟式透水管的基礎(chǔ)上鋪設(shè)10 cm厚粗砂后開始鋪設(shè)軟式透水管，注意透水管與逆止閥的結(jié)合部位要嚴(yán)密，逆止閥的位置要準(zhǔn)確。

4.砂墊層、保溫板及防水層的施工

4.1 砂墊層的施工

先攤鋪：用自卸汽車把砂運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，用裝載機(jī)鏟送到坡面上，人工由上向下攤鋪；或者通過襯砌機(jī)將砂料攤鋪在渠坡上。后壓實：使用振動碾壓式襯砌機(jī)的振動平板直接壓實，砂墊層壓實，見圖2。

圖2 渠道邊坡砂墊層壓實圖

4.2 聚苯乙烯保溫板施工

渠坡保溫板應(yīng)自下向上、沿渠道軸線方向有序錯縫梅花型鋪設(shè)，見圖3。將竹簽釘入土基內(nèi)固定，釘入土基內(nèi)的深度10㎝左右。在進(jìn)行保溫板的固定時，除在4角固定外，應(yīng)在中間部位的上下處加釘2根竹簽。

圖3 保溫板錯縫鋪設(shè)圖

4.3 復(fù)合土工膜施工

4.3.1 采購復(fù)合土工膜時，應(yīng)按渠坡坡長及坡肩錨固長度、坡腳預(yù)留搭接長度計算每一卷復(fù)合土工膜的長度。按渠底寬度及與渠坡復(fù)合土工膜搭接長度計算每一卷復(fù)合土工膜的幅寬。

4.3.2 渠坡：沿渠軸線方向，按先下游后上游、上游幅壓下游幅的順序鋪設(shè)。鋪設(shè)時由坡肩自上而下滾鋪至坡腳，渠坡上的復(fù)合土工膜只有橫向的連接縫。渠坡和渠底結(jié)合部以及和下段待鋪的復(fù)合土工膜部位要預(yù)留足夠的長度，一般控制在50～80 cm，坡肩處預(yù)留復(fù)合土工膜應(yīng)能夠滿足路緣石底部設(shè)計長度要求，鋪設(shè)過程采用編織袋裝土覆壓，隨鋪隨壓，以防止復(fù)合土工膜滑移。

4.3.3 渠底：沿渠軸線方向按先下游后上游、上游壓下游的順序滾鋪。渠底復(fù)合土工膜端頭縫與端頭縫、端頭縫與坡面橫向接縫應(yīng)相互錯開100 cm以上。

4.3.4 鋪設(shè)齒槽部位的復(fù)合土工膜時，應(yīng)適度松弛，且與齒槽緊貼，鋪設(shè)過程采用編織袋裝土覆壓，隨鋪隨壓。尤其要在邊坡頂部對土工膜進(jìn)行固定，以防止混凝土施工時復(fù)合土工膜向下滑移，可用普通腳手架鋼管將土工膜卷起，后用鋼釬將鋼管固定。

4.3.5 土工膜焊縫檢測方法為充氣法：焊縫為雙條，兩條之間留有約1 cm的空腔，將待測段兩端封死，插入氣針，充氣至0.2 MPa，持續(xù)2 min，觀察氣壓表，如氣壓無下降，表明接縫合格。

5.混凝土澆筑施工

5.1 混凝土配合比

襯砌混凝土塌落度很重要，過大或過小都不利于施工?；炷涟韬衔锏娜雮}坍落度宜為70～90 mm，含氣量宜為3%～6%；塌落度根據(jù)氣溫及時調(diào)整，實行動態(tài)控制。

5.2 生產(chǎn)性施工檢驗（試驗段）

渠道混凝土機(jī)械化襯砌施工必須先進(jìn)行生產(chǎn)性施工檢驗，檢驗段長度一般不小于100 m。目的在于選擇適宜施工參數(shù)，熟悉設(shè)備特點(diǎn)，演練人機(jī)配合，為大規(guī)模襯砌施工積累經(jīng)驗。通過生產(chǎn)性施工檢驗確定襯砌速度、振搗時間、抹面壓光的適宜時間和遍數(shù)、切縫時間等襯砌施工參數(shù)，確定輔助機(jī)械、機(jī)具的種類和數(shù)量，確定施工組織形式和人員配置，制定可操作性的施工組織方案。

5.3 入倉、振搗施工

5.3.1 運(yùn)輸：選用專用的混凝土罐車，運(yùn)至襯砌機(jī)的上料皮帶處卸料。

5.3.2 入倉攤鋪：采用皮帶輸送機(jī)布料攤鋪，布料速度應(yīng)與振動碾壓速度相適應(yīng)，邊坡混凝土襯砌機(jī)襯砌速度一般每小時襯砌8 m；設(shè)計邊坡混凝土厚度10 cm，混凝土的虛鋪厚度為10.9 cm，見圖5。

5.3.3 振動碾壓：專人操作襯砌機(jī)，進(jìn)行振動碾壓施工?？刂普駝幽雺簳r間，使混凝土不過振、漏振、欠振，達(dá)到表面出漿，不出現(xiàn)露石、蜂窩、麻面等即可。

5.3.4 坡肩、坡腳齒槽和周邊模板位置須人工輔助布料，人工使用小型器具振搗。

5.4 收面、壓光

施工標(biāo)段作為安陽段第一家開始襯砌施工，當(dāng)時國內(nèi)尚沒有成熟的大型邊坡襯砌抹光機(jī)，為此與某公司聯(lián)合研制了可調(diào)壓力式桁架抹光機(jī)，見圖4。

圖4 自動可調(diào)式抹光機(jī)收面

該抹光機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是具備垂直邊坡自動調(diào)節(jié)功能見。自動調(diào)節(jié)范圍：1～100 mm。收面壓光時平整度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，壓實提漿效果好。

5.5 混凝土伸縮縫切割施工

混凝土襯砌機(jī)械化施工的伸縮縫間排距及型式應(yīng)滿足設(shè)計要求。大齒槽襯砌段，坡腳以上20～50 cm范圍內(nèi)，為防止出現(xiàn)貫穿性裂縫，及時設(shè)置坡腳誘導(dǎo)縫。

5.5.1 通縫可采取預(yù)留方法。按設(shè)計圖紙要求：通縫下部8 cm為閉孔板，上部2 cm為聚硫密封膠。經(jīng)過現(xiàn)場實踐，我們要求閉孔板廠家直接生產(chǎn)定型閉孔板：總寬度10 cm、其中一邊2 cm出預(yù)切割一道深1.8 cm的縫。密封膠施工前將頂部2 cm閉孔板輕輕取出即可。

5.5.2 半縫及通縫均可采取混凝土切割機(jī)切割。切縫前應(yīng)按設(shè)計分縫位置，用墨斗在襯砌混凝土表面彈出切縫線,使用人工導(dǎo)向切割。

5.5.3 坡面縱縫一般采用簡易支撐系統(tǒng)支撐切割機(jī)進(jìn)行切割，一人操作切割機(jī)，通過手柄連桿機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動手輪使前輪升降，進(jìn)行切割深度的調(diào)節(jié)控制，另一人在一端手搖轉(zhuǎn)向輪，將轉(zhuǎn)向輪的鋼絲繩與切割機(jī)相連，利用轉(zhuǎn)向輪鋼絲繩牽引切割機(jī)勻速前進(jìn)。

工程開工前期，經(jīng)過多次考察，了解到當(dāng)時河北段坡面縱向伸縮縫切割，是將切割機(jī)固定在桁架上。后經(jīng)研究，改進(jìn)制作了支撐切割機(jī)的簡易支撐系統(tǒng)，見圖5。實踐證明該支撐系統(tǒng)簡易、安全可靠，施工質(zhì)量容易保證。后在安陽段全面推廣使用。

圖5 渠道邊坡切縫示意圖

5.5.4 坡面橫縫一般由坡腳向坡肩切割。首先在混凝土表面伸縮縫位置彈出墨線，在坡肩上固定一手搖轉(zhuǎn)向輪，將轉(zhuǎn)向輪的鋼絲繩與切割機(jī)相連。一人操作切割機(jī)，通過手柄連桿機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動手輪使前輪升降，進(jìn)行切割深度的調(diào)節(jié)控制。其次另一人在坡肩手搖轉(zhuǎn)向輪，利用轉(zhuǎn)向輪鋼絲繩牽引切割機(jī)勻速前進(jìn)。切割機(jī)前進(jìn)過程中，人工控制導(dǎo)向輪沿墨線行走。

5.5.5 宜先切割通縫，后切割半縫；先切割垂直渠道方向縫，后切割順渠道方向縫。

5.5.6 為防止切割混凝土縫時傷到土工膜，澆筑混凝土前，在通縫部位預(yù)埋斷面2 cm×3 cm的閉孔泡沫板，精確定位。切縫時控制切割8 cm深（設(shè)計板厚10 cm）即可，這樣做既不傷害土工膜又保證了真正的通縫。

5.5.7 切縫時鋸片磨損較大，施工過程中經(jīng)常用鋼板尺檢查切縫的寬度和深度，當(dāng)不能滿足設(shè)計要求時及時更換鋸片。

5.5.8 由于安陽段渠道伸縮縫設(shè)計縫寬為2 cm，與河北段不同，市場上也沒有能切割2 cm縫寬的切割設(shè)備。工程開工前期，項目部經(jīng)過多次考察，與某機(jī)械廠聯(lián)合研制了2 cm縫寬的混凝土面板切割機(jī)。該切割機(jī)帶有控制切縫順直度的導(dǎo)向輪裝置、帶有控制切割深度的手搖轉(zhuǎn)向輪裝置、帶有自動水箱裝置，使用十分方便。該技術(shù)在安陽段得到了推廣使用。

6.施工質(zhì)量控制

6.1 質(zhì)量控制要點(diǎn)

6.1.1 削坡控制要點(diǎn)：一是高填方段，原則上需經(jīng)半年以上或一個雨季沉降。施工期內(nèi)，注意加強(qiáng)對渠道填方的沉降觀測，及時分析。沉降基本穩(wěn)定后（最后一個觀測時間段，實測沉降值在0～1 mm），方可安排襯砌削坡施工。二是削坡應(yīng)避免超挖。當(dāng)出現(xiàn)超挖、雨淋溝或坍坡時，應(yīng)清理至堅實基礎(chǔ)面并進(jìn)行補(bǔ)坡；補(bǔ)坡前將坡面清理成鋸齒形（臺階形）；補(bǔ)坡材料宜采用水泥土；補(bǔ)坡厚度應(yīng)高出設(shè)計斷面，并按設(shè)計要求夯實后重新削坡。

6.1.2 壓砂控制要點(diǎn)：一是壓實設(shè)備、鋪料厚度、壓實方式、碾壓遍數(shù)和含水率等施工參數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定。嚴(yán)格按試驗獲取的施工參數(shù)進(jìn)行施工。二是采取有效措施，解決坡腳處保溫板下部砂墊層空腔問題。即用土工布縫制直徑8 cm的細(xì)長袋子，內(nèi)裝粗砂，然后用竹簽將其固定在土基上。

6.1.3 土工膜鋪設(shè)控制要點(diǎn)：一是渠坡復(fù)合土工膜不能留縱縫。二是復(fù)合土工膜應(yīng)固定牢固，應(yīng)到達(dá)平順、整齊、無褶皺、無繃緊、無破損，與基礎(chǔ)面之間應(yīng)壓平緊貼、避免架空。三是土工膜雙縫焊接，充氣全檢；漏焊或燙傷必須及時補(bǔ)焊；如實記錄焊縫樁號位置。四是做好渠坡與底板土工膜的連接焊接，做好逆止閥穿土工膜的細(xì)部粘接處理，重視橋墩與襯砌渠道結(jié)合部位的細(xì)部控制。

6.1.4 混凝土澆筑控制要點(diǎn)：一是根據(jù)氣溫及時調(diào)整入倉塌落度，實行動態(tài)控制。二是做好襯砌機(jī)軌道測量校核，確保軌道空間位置正確。三是澆筑順序，先齒槽，自下而上，以防止坡面混凝土下墜裂縫。

6.1.5 切縫控制要點(diǎn)：一是切縫時機(jī)宜早不宜遲。原則上切割過程中混凝土不出現(xiàn)飛棱掉角即應(yīng)進(jìn)行切割。二是多刀片時，人工收面結(jié)束后350～400 h℃積溫時，開始切縫；單刀片時，人工收面結(jié)束后400～450 h℃積溫時，開始切縫。采用日平均氣溫計算積溫。三是嚴(yán)格控制切縫深度，嚴(yán)禁切破下層土工膜。

7.結(jié)語

南水北調(diào)工程是千秋偉業(yè)的世紀(jì)工程。安陽五標(biāo)通過施工過程中的不斷改進(jìn)和總結(jié)，渠道混凝土襯砌施工質(zhì)量做到了外光內(nèi)實，其強(qiáng)度、平整度、厚度等性能指標(biāo)均滿足了設(shè)計質(zhì)量要求，為河南段南水北調(diào)渠道混凝土襯砌提供了借鑒經(jīng)驗。