浅谈南水北调工程渠道混凝土衬砌施工技术.pdf

浅谈南水北调工程渠道混凝土衬砌 施工技术 李 鹏，李召朋 (中国水 电建设集 团十五工程局有限公司，西安7 1 0 0 6 5 ) 【 摘要】 南水北调工程是国家重点建设的大型水利工程， 由于渠道衬砌属于薄壁结构， 混凝土衬砌质量的好坏 直接影响渠道通水运行 安全 ， 是渠道工程项 目的关键 问题 。本 文以南水 北调 中线一期 总干渠陶岔渠 首至沙河 南段 工程淅川V I I 标段渠道混凝土衬砌为例阐述南水北调工程渠道混凝土衬砌施工技术， 对提高南水北调工程的整体建 设水平有积极 意义 。 【 关键词】 南水北调； 渠道； 混凝土衬砌； 施工技术 中图分类号 ： T V 5 2 文献标志码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 5 - 4 7 7 4( 2 0 1 5) 0 1 - 0 0 0 9 -0 3 On Ch a n n e l Co n c r e t e Li n i n g Co n s t r u c t i o n Te c h n o l o g y i n S o u t h -t o -No r t h Wa t e r Di v e r s i o n P r o j e c t L I P e n g，L I Z h a o - p e n g ( S i n o h y d r o C o r p o r a t i o n E n g i n e e r i n g B u r e a u 1 5 C o ， L t d ， a n 7 1 0 0 6 5 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ： S o u t h t o N o rt h Wa t e r D i v e r s i o n P r o j e c t i s a l a r g e w a t e r c o n s e r v a n c y p r o j e c t i n n a t i o n a l k e y c o n s t r u c t i o n S i n c e t h e t u n n e l l i n i n g b e l o n g s t o t h i n wa l l s t ruc t u r e ，c o n c r e t e l i n i n g q u a l i t y d i r e c t l y a f f e c t s c h a n n e l wa t e r o p e r a t i o n s a f e t y， wh i c h i s c r i t i c a l f o r c h a n n e l p r o j e e t I n t h e p a p e r ，C o n c r e t e l i n i n g f r o m S o u t h t o N o a h Wa t e r D i v e r s i o n P r o j e c t m i d l i n e s t a g e I m a i n c a n a l T a o c h a c h a n n e l h e a d t o X i c h u a n V I I b i d d i n g s e c t i o n c h a n n e l i n S h a h e s o u t h s e c t i o n p r o j e c t i s a d o p t e d a s a n e x a mp l e fo r d e s c r i b i n g c h a n n e l c o n c r e t e l i n i n g c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y i n S o u t h t o N o r t h Wa t e r D i v e rs i o n P r o j e c t ， t h e r e b y g i v i n g a c t i v e s i g n i fi C a n c e f o r i m p r o v i n g o v e r a l l c o n s t r u c t i o n l e v e l i n S o u t h t o N o r t h Wa t e r D i v e r s i o n P r o j e c t Ke y w o r d s ： S o u t h t o N o r t h Wa t e r D i v e r s i o n P r o j e c t ；c h a n n e l ； c o n c r e t e l i n i n g ； c o n s t ruc t i o n t e c h n o l o gy l 工 程概 况 南水北调中线一期总干渠陶岔渠首至沙河南段工 程淅川段标段位于河南省邓州市， 渠段起点桩号 4 4 + 7 0 0 ， 终点桩号 5 2+ 1 0 0 ， 总长 7 4 k m。该段主要建筑 物包括明渠和建筑物两类， 其中， 明渠渠道长 6 8 6 k in， 过水断面采用梯形断面。渠道设计水深 7 5 m， 渠道底 宽 1 5 5 2 0 5 m。渠道过水断面采用混凝土衬砌， 主 要功能是减糙 、 防渗； 衬砌板下铺设土工膜， 用于加强 防渗； 土工膜下布置排水系统( 包括垫层、 排水管、 逆止 阀等) ， 主要功能是排除地下水， 保证衬砌稳定。 2 渠道混凝土施工特点 南水北调工程沿线较长， 各段地质条件复杂 ， 工期 紧任务重。渠道的衬砌结构及坡 比不同， 渠道混凝土 衬砌厚度仅有 8 1 0 c m， 为薄壁结构， 施工过程中， 必 须严格控制混凝土浇筑时段、 施工工艺及养护、 保护措 施 ， 避免出现混凝土裂缝。 9 a m水利建设与管理 2 0 1 5 年- 第1 期 3渠道混凝土施工方案 渠道混凝土衬砌 浇筑 次序为 先边坡 后渠 底 ， 坡 面 混凝 土 采用 P H 一 2 3 0 0 0 C型坡 面混 凝土 衬砌 机衬 砌 方 案 ， 渠底混凝土采用 Q D C Q 6 5 O型渠底 混凝土衬砌 机衬 砌 方案 ， 建 筑物施工 占压渠段 采用人工组 立模板衬 砌 方案。根据渠道 混凝 土衬砌结 构 ， 考虑 衬砌 机施工 的 连续性 ， 采 用切缝 机切 缝 ，上部 2 c m采 用聚 硫密 封胶 填缝 ， 下部 用闭孔 泡沫板填充 。 4渠道 混凝 土施工 4 1 施工工艺流程 渠道混凝土衬砌生产性试 验 一 施 工测量一 渠基 排水一基础处理一保温板铺设一 土工 膜铺 设一模板施 工一混凝土拌制 、 运输一 混凝土布料 、 振捣一 混凝 土压 光一混凝土收面一混凝土养护一 混凝 土切缝一伸缩缝 施工一质量检测 。 4 2 施工方法 4 2 1 渠道混凝 土衬砌生产性试验 为了确保工程 质量 和工程进 度 ， 在 渠道 衬砌 正式 开工前 ， 先进行渠道? 昆 凝土衬砌生产性试验 ， 通 过该试 验的成果来 指导衬砌 机衬砌 渠道混凝 土施工 ， 为渠道 混凝土衬砌 施工提供 指导性 方案和理 论依据 ， 并 从 中 得出较为合 理的施 工参数 。 4 2 2 施工测量 渠道混凝土衬 砌全程采用 T C R 一 8 0 2型全站仪进行 施工测量 ， 包括渠 道削坡 、 渠底整平碾压 、 保 温板铺设 、 土工膜铺设 、 模板施 工 、 混凝 土浇筑 、 混凝 土切缝 等施 工过程 。控制测量包 括渠道 中心线 、 坡脚 线 、 坡 顶线 、 伸缩缝 、 下渠台阶混凝 土中心线 等 ， 高程测 量包括渠底 纵 向坡 比和横断面 、 渠道边坡坡 比 、 混凝 土厚度 等。按 照 4 m 4 m方格网进行， 其测量结果采用打桩标识 ， 做 好记 录和复核等工作 。 4 2 3渠基排水 盲沟开挖按设计要求走向顺直， 底部平整， 挖深达 到设计要求， 开挖好的盲沟经 自检和现场监理检查合 格后进行下一步施工 。施工时先在盲沟排水管下部铺 1 0 设砂料 ， 然后安设集水 暗管 ， 最后采用 C 1 5无砂混凝土 管保 护后进行粗砂填筑 ， 并分层压实 。 4 2 4基础处理 渠道土石方 开挖 时按照 3 0 c m进行预 留， 待混凝土 衬砌时进行基础处理工作 。 坡面 的基础 处理 主要 是削 坡 ， 采 用 1 0 m 带 刮板 的液压反铲进行粗削坡 ， 机械粗削坡后 预留 5 c m左 右 ， 由人工严格按照设计高程进行挂线、 人工精修整平。 削坡后 的平 整度不 大于 1 c m 2 m。削坡 土采用 液压 反 铲在渠底装车 ， 1 0 t 自卸汽车运输至弃土场 。 渠底整平 ， 采用 2 2 0 H P推土机推土， 3 0 m 装载机 装土， 1 0 t自卸汽车运输至弃土场。细整平采用平地 机 ， 测量后采用 1 8 t 自行式振动碾碾压。 4 2 5基准线设置 轨道式衬砌 机一般 利用上 、 下两条 平行 于渠 道 中 心线的轨 道 作 为 衬砌 基 准 线 ， 基 准 线 纵 向设 置 长 度 1 2 0 m左右 ， 定位桩间距一般 为 6 m， 其 中弯道 段定位 桩 间距一般 为 3 m。基 准线 的位 置误 差 为 ： 水 平 误差 为 4 - 5 m m， 垂直误 差为 2 m m。 4 2 6 模板安设 渠底和边坡均采用槽钢作为上、 下边模板 ， 分别安 装在渠顶设计边线 、 坡脚设计 线 、 通缝 分缝处 。槽钢 采 用 6 1 o钢钉固定， 并按混凝土设计高程安装 ， 模板安装 高程误差控制在 3 ra m 以内。 4 2 7 复合 土工膜 的铺设 复合土工膜沿垂直于水流方向铺设 ， 两侧预留光 面膜进行接缝 ， 做到上 游边 压下游 边。复合 土工膜 采 用 T H 一 5 0 1型土工膜焊接机热熔性焊接法拼接 ， 个 别部 位采用热风焊枪修补。渠坡和渠底土工膜纵向搭接则 主要采用高强 K s胶“ 胶粘法” 搭接方案。 4 2 8 衬砌混凝土施 工配合 比 根据 生产性试验最终确定施工配合 比进行施工 。 4 2 9 混凝土拌和 、 运输及入仓 混凝土拌和在 H Z S - 6 0型强制式混凝土拌和站集 中进行， 采用 8 m 混凝土罐车水平运输至工作面， 通过 李 鹏等浅谈南水北调工程柔道混凝土衬砌施工技术 布料机 的上料皮带输送混凝 土人仓 。 4 2 1 0 渠道衬砌混凝 土分块 、 分缝 采用先渠道边坡 、 后渠底 的顺序进行衬砌施工。 在边坡或渠底 每 8 m进行一 次分缝 ， 而每 隔 4 m 的半 缝 在混凝土浇筑后采用切缝机进行切缝 。 4 2 1 1 混凝土布料 和振捣 渠道边坡混凝土 衬砌机选 用 2台套 P H 2 3 0 0 0 C型 坡面衬砌机 。该机 型 由混凝土 布料 机 、 混凝 土振 动成 型机和人工抹面 台车三部分组成 。 渠 底混凝 土衬 砌机 选用 1台套 Q D C Q 6 5 0型 渠底 衬砌机 ， 该 机型 由皮带输送机和渠底衬砌机组成 。 a 衬砌 机轨道安装 ： 根据衬砌 机机头 和机尾 的滚 轮 间距 渠 道轨道 安装位 置 ， 坡面 衬砌机在 渠底 和一级 马道布置衬砌 机轨道 位置 ； 渠底衬 砌轨道在渠底 安装 。 轨道基础采用 1 8 t自行式 振 动碾压 实 ， 轨道 采用 人 工 抬运， 人工铺设 ， 钢铆钉固定在地面上， 其 中心线和高 程误差控制在 2 m m。 b 检查衬砌机 的高度 和位置 ， 空载试 运行是 否正 常 ； 检查衬砌 板 凳厚 度 ， 板 厚 与设 计值 的允许 偏 差 为 一 5 +2 0 。 C 混凝土布料和振 捣 ： 专人 指挥 布料 。坡 面衬 砌 机采用 8 m 混凝土搅 拌车接 混凝 土布料 机 ， 通 过皮 带 机传入螺旋布料器 进行 布料 ； 渠底衬 砌机采 用 8 m 混 凝土搅拌车接皮带机 ， 利用挂料器进行布料 。 坡 面衬 砌机 振 捣采 用安 装 在布 料机 上 的振 动器 进 行。 渠底衬砌机采用安装在衬砌机上 的插入 式振捣棒 和人工操作平面振捣器联合进行混凝土振捣 ： 渠底混 凝土施工时， 在铺设好的保温板和复合土工膜的混凝 土基面 上先安 装好渠底 两侧衬 砌机行 走轨道 后 ， 方 可 进行 渠底混凝土衬砌施工 。对衬砌机铺设 轨道部位人 工布料后 ， 采 用 插 入 式 振 捣器 结合 平 板 振 捣 器 振 捣 密实。 d 衬砌机行走： 根据布料 、 压光或振捣、 收面的速 度人 工控制行走速度 。 施工过程中要特别注意： 齿墙 、 护肩、 靠近模板 和边角 处是机械铺 料和 振捣 的薄 弱处 ， 由人工 辅助铺 料 ， 并用插入 式振捣 器结合平 面振捣器振 捣密实 ， 切实 做到既不漏振 ， 也不过振 ； 人工 收面压光 时必须掌握 好 有利 时机及时进 行抹光 处理 ， 使混凝 土表 面平 整光 滑； 控制振动碾压时间， 使混凝土不过振 、 漏振或欠 振 ， 达 到表 面出浆 ， 不 出现露石 、 蜂窝 、 麻面等 。 4 2 1 2 混凝 土压 光 、 收面 混凝土收 面采用 人 工抹 面 台车水 平行 走 ， 人 工 4 遍 收面 ； 混凝 土面压光 采用混凝 土振动成 型机在坡 面 上下行 走 进 行 压 光 和 人 工 操 作 磨 光 机 压 光 的联 合 形式 。 4 2 1 3 混凝土养护 养护水源主要采 用储水 罐储水 ， 5 t 洒 水车 集 中送 水方式 。 混凝土开仓浇筑前 ， 必须对基 面进行 洒水湿润 ， 以 避免入 仓 的混 凝土 中的水分被基 面所吸 收 ； 人工 收面 压光后 ， 在混凝土初 凝前 ， 及 时覆 盖塑料 膜 、 工业 毛毡 并安排专人进行洒水湿润 ， 以防混凝 土表 面失水开裂 ； 混凝 土初凝 后 ， 及 时采用喷雾器不 间断喷雾养护 ， 养护 天数 不少于 2 8 d ； 高温 天气 浇筑 的渠 道混 凝 土采 用喷 涂养护剂结合覆盖湿润的土工毛毡保水养护方式； 低 温时段浇 筑的混凝 土面宜采 用一层 塑料薄膜 、 双层工 业 毛毡 、 一层草 帘子及 时覆盖保温养护 ； 多风 季节宜在 混凝 土初凝前安排专人进行洒水车喷淋保湿养护 。 4 2 1 4 混凝 土切缝 采用切缝机进 行切缝 施 工。在边 坡切缝 时 ， 采 用 活动式专用切缝机轨道 ， 便于切缝机行走 。 切缝机采 用 台 阶形 布置 方式 ， 切 缝顺 序 为 ： 先 横 缝 ， 后纵缝。其中， 横缝切缝顺序为： 先切割通缝 ， 再切 割半缝 ； 纵缝切割顺序为： 先切割坡面下部， 后切割坡 面上 部纵缝 ， 其 中边坡 靠近渠 底处 的两 条纵缝须 和横 缝 同步进行切割 ， 以免 出现裂缝 。 合 适 的切 割时 问应 控制 混凝 土 达到设 计 强度 的 2 5 3 0 ， 即衬砌混凝土抗压强度( 下转第2 1页)