南水北调渠道底板衬砌施工方案探索

□陈学才 □张全才 □王青峰 □董耀武

（中国水利水电第十一工程局有限公司）

1.工程概况

渠道采用明渠设计，梯形断面，底宽17～18.5 m，边坡比1∶2，渠道底板结构型式自下而上为：土基面、5 cm粗砂垫层、2 cm厚的保温板、防渗复合土工膜、8 cm厚混凝土面层。渠道衬砌混凝土面板全部采用4 m×4 m分缝设计，底板纵缝全部是通缝设置，横缝依次为半缝、通缝交替设计，交叉布置，缝宽统一为2 cm，半缝深度统一为6 cm，通缝深度底板8 cm。渠道纵向坡降为1/28000，见图 1。

图1 渠道设计典型断面示意图

2.渠道底板施工的技术难点

渠道底板施工属于常规平面作业，施工质量相对坡面施工较易保证。但是，在平均约9 m深的渠道内施工，且渠道1/28000的纵坡坡比施工精度要求很高。同时渠道衬砌在安阳段是第一次实施，可供借鉴的经验、成熟机械设备不多，施工方法及工艺更需要摸索。

主要的技术难点归纳为：控制渠底纵向坡降的精度要求；实现渠底衬砌混凝土的布料、振捣；施工方法和工艺措施保证工程质量。

3.采取的施工方法及效果

施工中自行设计了溜槽和胶带布料系统，通过自动行走移位，成功解决了挖深9 m、宽18.5 m、薄壁8 cm厚混凝土的布料问题；进行跳仓作业，减少了机械切割时间，更为重要的是，通过每4 m立模板过程的检验，加大了高程的检测频率，有效保证了渠道1/28000纵向坡降的精度渠底高程要求。同时，由于振动梁的振捣效率高，施工完成的混凝土质量好、经济耐用。

4.渠道底板衬砌主要施工方法

4.1 一般工序

渠底修整、5 cm厚粗砂垫层铺设、保温板铺设、防渗膜铺设、伸缩缝切割、混凝土养护、伸缩缝注胶等工序的施工同渠道边坡，不再详述。

4.2 渠底高程控制

渠底采取跳仓作业的施工方法来控制渠底高程。横缝全部采用通缝施工，沿总干渠中轴线每4 m立一道模板，一次立8～10道。模板采用8 cm标准槽钢，并在槽钢靠近地面一侧翼缘上每1.5 m焊接一个U型钢筋托手（30 cm长×20 cm宽），安装后上压砂袋用于固定模板；加工一定数量的方木，6 cm高×9 cm宽，长4 m，正好卡在两道槽钢之间做支撑，垂直干渠轴线方向每1.5 m设置一道支撑。这样由压在U型钢筋托手上的砂袋和模板之间的方木构成了简单的模板支撑体系。

模板支护主要是1/28000的纵向坡降的精度控制。采用模板顶部作为混凝土设计顶面高程，每道模板顶部高程均通过1/28000的纵向坡降精确计算，采用高精度水准仪准确放线。这样每隔4 m就有一个高程控制点，很容易做到精确控制底部高程。浇筑过程中，专门安排一名测量人员跟踪控制。进行填仓施工时，混凝土高程依据两边已浇筑的高程进行控制。

4.3 机械配置组合

渠底混凝土衬砌施工，混凝土运输车无法直接到达仓号，必须想法将混凝土从渠道一级马道上传送到渠底。经过摸索实践，项目部制定出了简单合理的机械配置组合方案，即渠坡传送带和渠底布料机配置组合。

在施工地点的一级马道与渠道边坡底部架设一台传送带，主框架采用方钢桁架结构，桁架高30 cm，宽58 cm，长度同渠道坡长；将皮带置于框架内，上口宽50 cm，靠设置的电机带动圆滚转动。在渠底安设一台混凝土布料机，主框架采用方钢桁架拼接结构，高80 cm，宽100 cm，总长同渠底宽，即18.5 m。传送皮带安放在上半部，顶面在桁架上，底面在桁架内，靠设置的电机带动圆滚转动，（下料口的布置）实现传送混凝土的目的。

浇筑时，用JCQ8搅拌运输车把混凝土运输到场，使搅拌运输车出料口对准渠坡传送带，专人均匀布料。开动布料机，混凝土从传送带进入布料机中，通过布料机的传送皮带和下料口在渠底均匀布料,见图2、图3。

图2 渠底衬砌施工全貌图

图3 混凝土传送过程图

4.4 混凝土振捣

混凝土的密实程度取决于振捣效果。针对8 cm厚的底板混凝土，专门加工了一台振动梁，2.2 kW振动电机，振动频率48 Hz；振动梁框架尺寸：8 cm标准槽钢型材，450 cm长、24 cm宽、8 cm高。振捣时人工按1～2 m/min的速度拖动，确保振捣过的混凝土表面浆液均匀且无露石现象。振捣过程中，人工随时补充低洼处的混凝土，并注意清理振动梁前面多余的堆积料。

振动梁振捣后，简易辊杠均匀进行精平，手扶式电动真空提浆机提浆磨光，最后人工用铁抹子收面抹光。渠底高程误差控制在-5～0 mm，待初凝后开始养护。

5.结语

通过对混凝土传送带、渠底布料机等设备部件的研制、应用、开发，并在安阳段渠道底部混凝土衬砌的成功应用，取得了较佳机械配置组合，总结出了比较成熟的渠道底板混凝土衬砌施工方法和工艺流程，从而提高了混凝土的衬砌质量和施工效率，取得了良好的社会经济效益，同时为南水北调安阳段的渠道底板衬砌提供了借鉴经验。