万年闸引水渠渠道衬砌施工技术

单发磊，尚 昆，王翔宇

（1.山东水利工程总公司，山东 曲阜 273100；2.山东省第二水利工程局，山东 曲阜 273100；3.临沂大学，山东 临沂 276000）

在我国大型调水项目中，南水北调项目采用的是明渠过水形式。在渠道的施工中，渠道衬砌是其核心技术。衬砌混凝土工艺以其施工面积大、厚度薄等优点，在渠道混凝土成型及养护方面独具特色。

1 工程概况

韩庄运河中段的万年闸泵站枢纽，是南水北调项目中的东线工程位于山东省境内的第二级泵站，也是整个项目中东线工程中的第八级抽水梯级的泵站。万年闸泵站枢纽处于山东省韩庄运河北三支沟入口以下杨闸官村南、万年闸村北，东离台儿庄泵站枢纽约14km，西距韩庄泵站枢纽约16km，理论输水量达125m3/m。引水渠底高程闸前20.94m，闸后由20.94m到20.8m渐变，底宽32m，高程29.8m，两侧边坡比例1︰2.5。高程26.3m处设有戗台，宽2m，渠顶是现状地面，实际测量引水渠总长为1176.69m。引水闸前的引水渠道底和坡及引水闸的连接段采用砌石施工。在引水渠道的底层铺设0.1m厚的中粗砂，再铺设一层0.08m厚的土工布和2～4cm的碎石，最后再在碎石垫层上以5m×5m×0.22m的形式进行砌石。引水渠道底和坡的齿坎每间隔25m处设一道分缝，在缝内填加三毡四油。戗台内侧和渠底两侧分别设立一道浆砌石齿墙。顺护坡的坡长分三部分，下部两块使用浆砌毛石，上部一块使用浆砌方块石。

2 施工工艺流程

施工工艺流程：填筑堤身—施工放样—修整底面—处理基面—设置基准线—铺设土工膜及保温板—安放衬砌机—浇筑混凝土—抹面压光混凝土—混凝土养护及切缝—闭孔泡沫板充填—嵌缝 （密封胶）。在渠道的施工中，衬砌施工不单是针对衬砌混凝土，还关系到相关的辅助工序，例如土工膜铺设、保温板、基面清理、伸缩缝施工等。

3 施工技术要点

3.1 铺设垫层

3.1.1 土渠修坡的定线测量

依据技术图纸中的埋石基点，经过复核并确定无误后，使用全站仪来测放引水渠的底边线、中心桩、渠顶开挖边线、戗台边线以及渠道的各个关键点。使用经纬仪和钢卷尺对细部进行放线，使用水准仪并依据四等水准方式对高程进行引测。 高程方位桩在渠道开挖时，每50m进行定位，在人工进行修整时，每15m进行设桩控制。各项测量操作过程均要依据《水利水电施工测量规范SDJS9—1985》中的相关条款执行。

在护底和护坡施工时，可以依据设计的要求定桩放线控制，定桩要根据实际作业需要，沿渠道每10～15m定一排桩。坡面施工时，在坡底和坡顶垂直于渠道中心线的截面上，分别定桩；渠底施工时，分别在两侧坡脚和渠底中心线处定桩。待定好桩位后，每根木桩上要分别测出高程，同时划出衬砌和垫层高程线。在挂线时，要沿着垂直于渠道的中心线方向竖向进行，并用活扣在两竖向线之间，挂一横向线，以便横线在施工时，跟随施工位置的变化而变化。

3.1.2 铺筑砂垫层

开挖渠面在检查并验收合格后，开始砂垫层的铺筑。在进行砂垫层的铺设时，要以浆砌石齿墙为界线，分为渠道底面、左侧和右侧3个部分，可分别进行施工。铺筑砂垫层时，若砂料太干，要洒水湿润，同时要求从下到上进行铺设。自卸车将砂料运至施工场地，再由人工铺设整平。测量人员在对厚度进行控制时，在渠道边线处，每间隔10m要设立高程控制桩，高程控制桩之间拉线，以此控制铺设的高度。砂垫层要求铺设平整、均匀，其厚度误差不得超过设计要求的偏差界限。

3.1.3 铺设土工布

在铺设土工布时，要按照输水渠的垂直方向，自下游到上游的顺序铺设，搭接的宽度要达到设计宽度标准。土工布在铺设时，要自然松弛并与支持面贴实，按顺序施工作业，避免发生悬空或褶皱情况，更不可放置重物或人为踩蹋土工布。

铺设土工布过程共分为两步。第一步：在开挖渠道后、齿墙施工前，为使土工布边侧压入齿墙下，要将土工布铺衬入一侧齿墙的基槽内，才可进行齿墙砌筑。第二步：土工布铺设要在砂垫层作业完成后进行。土工布在铺设前，要确保铺设面平整、无积水和杂物，铺设要平顺自然，横纵松弛度适宜，与支承面要完全贴实，无悬空、褶皱现象。铺设坡面时要自下而上分道铺设，并采用搭接缝合形式，避免出现缝纫不牢、重叠、拼缝弯曲现象。当土工布从纵向到另一侧铺设时，同样要将土工布铺衬入齿墙的基槽内，压入齿墙下，同时要在坡面上加设防滑钉，并随铺随压。

3.1.4 铺设碎石垫层

在监理人员对土工布铺设检查验收合格后，及时进行碎石垫层的铺设。如果施工条件允许时，碎石垫层可以与土工布铺设分阶段同时进行，从而避免土工布遭到破坏。碎石垫层的施工方法类似于砂垫层，即人工铺平，拉线控制铺设的厚度。

3.2 混凝土的衬砌

渠道混凝土的衬砌过程分为边坡和底板两部分。护坡的坡比为1︰2，其混凝土的衬砌厚度为10cm，齿墙为30cm×40cm，混凝土的护坡下是复合土工膜、2cm的厚聚苯乙烯板和5cm的粗砂。底板的厚度为8cm，下端是复合土工膜和5cm厚的粗砂。由于该工程中渠道混凝土的浇筑任务量较大，为提高混凝土的浇筑质量并确保浇筑工期，坡面混凝土的浇筑使用SCFM05-II型渠道衬砌机进行施工，底板采用抹面机抹面和梁式整平机整平。按设计要求，采用GCFM05型混凝土割缝机，每4m切通缝或半缝。该项目中的浆砌石衬砌，每个单元要分三个部分来完成。

3.2.1 布料

为确保混凝土稳定于坡面而不产生滑移，及保证正常的布料过程，布料机的入口应设为50～70mm。运输混凝土的车辆在卸料时，要控制混凝土的下落高度低于1.5m。布料的输送方式若采用皮带机输送时，其料量要分布均匀，同时控制布料的厚度。做坍落度试验以确定松铺系数，当坍落度的试验值为4～6cm时，松铺系数宜取1.15～1.25。砌石要按照铺浆法进行砌筑，第一批石块的砌筑必须要座浆，而且要将大面朝下。阶梯中的相邻毛石要错缝搭接，毛石要砌体分批卧砌，内外搭砌、上下错缝。

3.2.2 混凝土的摊铺与振捣

衬砌机要处于连续并匀速的工作状态，振动碾压小车的上下行走速度控制在3～6m/min。合理控制碾压振动的时间，使混凝土不欠振、漏振和过振，并达到表面出浆的状态，不发生麻面、蜂窝、露石现象。在衬砌后的板面上，一旦发生局部蜂窝、露石等现象，要马上进行人工填补，并重新进行碾压振动。在弯道进入施工时，要确保衬砌机与渠道上口线始终保持垂直的工作状态。

3.2.3 混凝土的抹面压光

抹面压光在混凝土浇筑宽度达3～4m，并在混凝土初凝前，要由人工操作混凝土抹面机进行抹面。在坡面混凝土抹面机的桁架上悬挂电动抹光机，并沿衬砌坡面做往返式抹面压光。

3.2.4 混凝土的养护

混凝土的坡面采用薄膜形式养护，底板运用分格洒水的方式养护。在混凝土坡面喷一层养护剂形成保水薄膜，以使混凝土和空气隔离，同时阻止了混凝土内的水分蒸发。混凝土坡面小面积的喷洒采用喷雾器进行喷洒，而大面积则要采用喷枪以及压缩空气进行喷洒，再喷洒后的3h内，混凝土薄膜上不得堆物或行人。

4 结语

南水北调工程由于其渠道衬砌混凝土线长、面广，对于质量的影响有很多不利因素。通过对施工中的各工序质量要点进行重点控制，科学管理、合理安排人员，以尽可能地降低不利因素对质量的影响，提高工程质量。山东段渠道混凝土的衬砌已基本竣工，衬砌质量也得到保证。