南水北调渠道衬砌关键点施工方法及质量控制

陈希明 （安徽水利开发有限公司，安徽 蚌埠 233000）

0 前言

南水北调工程分为东、中、西三条线路。南水北调中线工程，从河南省南阳市淅川县境内的丹江口水库引水，经河南方城垭口，通过隧道穿过黄河，沿渠北上，自流到北京团城湖。渠道整形土方工程类别大体分为全挖段、半挖半填段和全填段，受土质影响，部分段落采用水泥改性土换填及“金包银”施工。由于全填段高边坡、全挖段深基坑段落的存在，其难度是显而易见的，主要体现在渠道高填方段土方的填筑和渠坡混凝土的衬砌方面。因受混凝土原材、配合比及施工工艺要求，其中最大的施工难点之一就是对渠道混凝土的衬砌的质量控制。

1 南水北调工程渠道整形施工

1.1 渠道的削坡

首先测量人员使用同一测量控制系统对削坡机、布料机进行定位。在铺设轨道前，先放置控制桩，进而固定渠底和渠顶轨道位置。渠道削坡机削坡前，用挖掘机先对坡面进行粗削。待渠道开挖成型后，测放出坡肩线和坡脚线，测量人员通过仪器指挥挖掘机粗削。为保证削出的坡面平整，将挖掘机的斗齿通过焊结钢板改造为平板状。粗削坡宜自上而下进行，将削坡土刮至渠底，并运至指定地点。削坡机按使用说明在已基本成型的渠道内安装调试完毕后，用测量仪器控制，将削坡机的机架调整至与设计坡比平行，根据预留保护层厚度确定每次进刀深度和削坡次数。利用测量仪器校核坡面高程，根据校核结果调整削坡进刀深度，确保削坡质量满足设计要求。施工过程中要经常观测削过的坡面是否在要求范围内，以便及时矫正削坡机。削坡土要及时清理，以防埋过轨道而影响后续作业。

对渠肩进行修整，以渠肩线控制桩向外延伸35cm处为渠肩平台，通过相邻控制桩挂线，现场施工员用水准仪精确控制渠肩高程，人工对渠肩平台进行清理。

1.2 开挖沟槽、安装排水系统

对齿槽、排水板沟槽开挖时，先开挖直线排水板沟槽，然后开挖坡脚齿槽。人工挖齿槽时，应保持坡面平整，并将清理后的土料及时运到渠底，然后集中运出工作面。待沟槽验收合格后，人工安装排水板，保证排水板平整、顺直，与坡面保持同一坡面，符合设计要求，排水板焊接必须平整、无裂缝，架空处应填实。坡脚齿槽底部摊铺粗砂垫层并夯实。

1.3 砂砾填充

砂砾料的质量要符合设计要求，在渠底砂垫层铺设前先准确测定砂的含水率。在齿槽内先铺设砂至透水软管处，然后布设透水软管，待软管布设好后分两层铺砂，在填充砂砾料时，要分段填充，每一段都要保证砂砾料填充的平整和密实，保证填充的砂砾料达到工程的设计要求。控制砂垫层的虚铺厚度，砂垫层铺设时，采用进占法施工，平地机整平，压路机压实，以保证砂垫层的压实度。

1.4 保温板的铺设

保温板使用的是聚苯乙烯保温板，保温板的材质、厚度等指标都要检测合格，施工按照设计图纸要求进行铺设，不能有明显的变形、破损，外表也不能有油污。保温板要紧贴渠床，平整牢固，在接缝处严禁有缝隙，铺完保温板后立即进行固定，避免开裂。

2 南水北调工程渠道混凝土衬砌施工

2.1 立设模板

底部齿槽开挖时即将立模位置挖至立模高度，上、下部模板支撑要有一定的强度和刚度。闭孔泡沫板按设计规格型号从厂家专门定制，避免裁剪。

2.2 浇筑混凝土

对混凝土施工配合比要通过试配确定，混凝土拌合料要以满足衬砌机施工为宜。运至施工现场入仓塌落度要控制在适宜范围。通过试验段施工从而确定振捣时间、衬砌机行走速度等参数。渠坡衬砌的顶部出现缺料、漏振时，应及时人工补料，并采用平板振捣器辅助振捣。坡脚、坡肩和周边的施工要专人负责。采用人工辅助布料，用手提式平板振动器进行振捣。坡脚处要分两次布料、振捣。平板振捣器振捣模板周边时，不宜过快。对坡肩及坡脚的折线部分，应用靠尺定型，以使折角整齐，外形美观。对已经拆模的混凝土要注意成品的保护，防止边角破坏。

2.3 养护混凝土

混凝土浇筑成型，初凝后先用塑料薄膜进行及时覆盖，以防表面水份散失形成表面裂纹，切缝后用专用养护膜覆盖。当出现低温或负温天气时，宜采取保温措施养护。

2.4 面板切缝

混凝土浇筑后掌握好切缝时间，切缝深度满足规范要求。在纵缝和横缝的切割中应注意观查水路是否畅通，以免切割片受热变形；并适当调整刀片入缝深度，避免伤到土工膜。

2.5 填胶嵌缝

待混凝土强度达到设计要求之后，在切割的缝内填聚乙烯闭孔泡沫板，接近混凝土面2cm处填聚硫密封胶。

3 渠道衬砌施工质量控制

3.1 原材料及设备的质量控制

南水北调工程具有独立编制的行业技术规范、材料的合格要求及验收标准。在施工时，所选用的材料必须是质量最有保证的，而且还要经检测机构检验合格，通过审批后方可使用。优质的原材料很重要，精密的设备同样至关重要。由于现代科技的进步，很多智能化机械代替了传统的施工机具。但是，这些现代专业设备要有专门的管理人员对其进行养护，避免长期使用而导致仪器的不精确，由此引起工程的施工质量问题。除了定期对机械进行维修养护以外，现场施工人员还要按照严格的操作流程书进行规范操作，尽量避免因操作不当造成的质量隐患。要让各种因素都处于最好的状态，确保工程的质量。

3.2 施工工艺的质量控制

南水北调工程渠道衬砌所需要的工序非常复杂，需要详细、系统的规划。施工过程中每一道工序也都是紧密相连的，要保证工程的整体质量，就要有效控制每一道工序以及工序间交接的质量。找出每道工序之间最合适的链接方法并建立控制点。每道工序的薄弱环节都要认真把控，控制每一个有可能出问题的不利因素，从根源消除质量隐患。

严格控制渠道填筑压实度，对于混凝土塌落度控制在8cm～10cm,混凝土中砂砾尽量控制在33mm～35mm。渠道削坡的质量控制直接关系到渠道衬砌的质量，因此一定要确保设计坡度和表面平整度。

聚苯乙烯保温板可以防止衬砌混凝土不被冻坏，在铺之前一定要进行检查，确保其无破损、不缺边角、干净。在铺设时要使其与基面没有缝隙、没有翘角。也可以适当采用摩擦法使两者接触面粗糙而增大摩擦不容易滑动。

在衬砌混凝土之前，为了保障工程的质量，要对衬砌混凝土的技术水平进行检验。要先选取一段大于100m的施工段进行试验，以确定混凝土的最佳坍塌度、衬砌机的最佳功效、最适合衬砌的天气条件等参数，并同时做好数据采集工作。渠道衬砌机尽可能选择偏重些的，这样可以更好的控制渠道坡面的平整度且防止坡面开裂。混凝土产生裂缝后将会导致一系列的危害，观感质量、经济损失；尤其严重影响整个渠道的安全。

在衬砌机行走时施工人员要时刻盯着料仓，防止漏放、漏振混凝土。在混凝土浇灌完成后，还要进一步整修，在混凝土第一次凝固前，进行振捣引出气泡等工作。使混凝土的表面光滑平整，没有痕迹。

4 结语

南水北调中线工程的全程渠道都需要衬砌，由于距离过长跨越多个省市，气候、地质、地形差别甚大，又有诸多不确定因素会产生。这需要设计人员和施工管理人员提前做好全面的应对措施，避免施工过程中出现紧急情况时无法有效应对。同时要建立全面的质量保证体系，安排好各级管理人员，确保工程的整体质量合格，避免并尽力除去影响质量的不利因素。施工的机械设备也要提前做好检测，避免因为机械的不良而导致工程质量的不合格。我国南水北调工程是一项跨领域的宏伟工程，南水北调工程的兴建对华北的经济环境、生态环境以及社会环境都将带来巨大的改善，并带动全国经济和社会的持续发展与稳定。