渠道机械化衬砌技术在南水北调工程中的运用

杜潇

摘 要：本文以南水北调工程中磁县段的渠道工程为例，对于渠道机械化衬砌技术的施工工艺、施工方法和注意事项进行了详细的阐述和说明，以期为南水北调工程中的同类工程提供借鉴和参考。

关键词：渠道工程；机械化衬砌；南水北调工程；运用途径

1 工程概述

磁县段是邯石段的首段，位于河北省邯郸市磁县境内，京广铁路的西侧。渠段起自河北省与河南省交界处的漳河北岸，止于磁县与邯郸市邯山区交界的河北村村西，全长40.056km，其中渠道长38.986km，建筑物长1.07km。渠道分为全挖、全填、半挖半填三种型式。其长度分别为11.825km、5.152km和22.009km。本段设计流量为235m3/s，加大流量为265m3/s，本工程为Ⅰ等工程，渠道、各类交叉和控制工程级别为一级。初步设计工期为30个月，实际施工工期为42个月，其开工日期为2010年6月1日，主体工程基本完工为2013年11月30日。

沿线共有各类建筑物78座，其中：大型交叉建筑物4座，左岸排水建筑物18座，渠渠交叉建筑物4座，铁路交叉建筑物2座，节制闸和退水闸共3座，排冰闸2座，分水口门工程3座，公路交叉桥梁变更后由44座变更为42座。过水断面以现浇混凝土方式进行衬砌，衬砌后的渠底厚度为8cm，渠坡厚度为10cm，每隔8m设置为一个伸缩缝，衬砌的结构为3cm的保温板、0.3～0.5mm的复合土工膜。

2 机械化衬砌技术的施工工艺

（1）施工的工艺流程机械整修渠道坡面→人工修整渠道坡面→铺设保温板→铺设复合土工膜→混凝土的浇筑→渠道的初期养护→渠道的切缝→聚硫密封胶。

（2）机械整修渠道坡面挖掘机对渠道坡面进行粗糙的削坡处理，削坡工作开始前，施工人员要先进行精确的测量放线，渠道每隔10m左右，采用人工方式挖掘宽度为20cm的基准槽，其深度为距离坡面的基础约为5cm左右，并预先留出保护层的位置，以免出现超挖的情况，然后以基准槽为标尺，用挖掘机进行大面积的开挖作业。

（3）人工修整渠道坡面施工人员可以在渠道的坡顶、坡中和渠底设置3个木桩，间隔以10m为宜，以人工挂线的方式进行找平。施工人员在修整的过程中要认真仔细，力求边坡的密实、光滑和凭证，将其误差严格控制在2cm以内。

（4）铺设保温板铺设保温板的目的主要是为了渠道防冻。在开始铺设保温板之前，施工人员要现在坡面上铺上细砂浆，并以挂杠进行刮平，以保持坡面基础的平整。同时为了让保温板紧贴着渠道的基础面，施工人员可以利用U型钉对保温板采取加固处理。保温板的接缝处要严格密实，并以“品”字形进行布置。铺设的过程中，保温板上要禁止堆放重物和人为踩踏，避免因保温板的断裂而影响其防冻效果。

（5）铺设复合土工膜施工人员在铺设复合土工膜之前，要详细检查其是否出现破损，避免其被锐物挂碰。施工人员要垂直于水流方向铺设复合土工膜，搭接的宽度≥10cm，由上游边压住下游边。施工人员可以采用热熔焊法拼接土工膜，焊接之前保证粘接面的清洁。在焊接的时候，施工人员要将焊机的温度控制在280～350℃之内，以免土工膜出現温度过高而烫伤或者温度过低而无法结合的情况。焊接的速度要控制在1m/min左右，避免出现虚焊和漏焊的情况。在土工膜的焊接作业结束后，施工人员应采用充气试验对土工膜焊缝进行检测，气压在0.15～0.2MPa之间，保持1～5min，压力应无明显下降。土工膜焊缝检测合格后，要采取妥善的保护措施，并及时采取混凝土的衬砌施工，避免土工膜被损坏。

（6）混凝土的浇筑工作

①浇筑前的准备措施首先，施工人员要对砂石料、粉煤灰、保温板和聚硫密封胶、土工膜和水泥等材料进行检测，确保其质量符合施工的要求。其次，施工人员要进行混凝土的配合比试验，选择最佳配料参数，提高混凝土的和易性与耐久性，以保证施工进度和质量达到完美结合。最后，施工人员要严格执行配合比的签发制度，在进行混凝土施工的时候，要依据要求的配合比生产混凝土，并做好其坍落度的控制工作。

②混凝土的振捣和平抹施工人员可以通过振捣系统的高频振动使混凝土被充分的碾压振捣，并将振捣装置固定在滑槽上，以便与上下移动，其每次移动位置约为35cm左右。对于坡脚的齿墙与边角部位混凝土，施工人员要利用振捣棒以平板振捣器进行振捣，以保证混凝土的密实度。在振捣结束后，施工人员要利用压光辊对混凝土表面进行压光与平整处理，然后用抹光机对其表面进行抹面，并在混凝土终凝前以人工方式进行最后的压光处理，进一步的保证混凝土的外观光滑和平整。

（7）混凝土的养护、切缝和聚硫密封胶衬砌混凝土保证湿润养护不应少于28d，混凝土养护设专人负责，并作好养护记录。抹面完成后应及时采用草苫、草帘、毡布等浸湿后覆盖养护或采用喷施养护剂养护。养护剂喷洒量、成膜厚度、喷洒时间应通过现场试验确定。干热风天气施工时，宜采用喷雾器不间断喷雾改善混凝土施工部位环境湿度；切缝施工宜在衬砌混凝土抗压强度1～5MPa，且施工人员及切割机在切缝作业时不造成混凝土表面损坏时切割。可在渠道浇筑过程中，做一组或二组同条件养护的试块，根据试块的抗压强度，确定切缝的最佳时机；施工人员在进行聚硫密封胶作业的时候，需要将伸缩缝处理干净。在清理完成的伸缩缝两侧粘贴胶带。胶带宽一般为3～5cm，胶带距伸缩缝边缘为0.5cm。用毛刷在伸缩缝两侧均匀地刷涂一层底涂料，20～30min后用刮刀向涂胶面上涂3～5mm密封胶，并反复挤压，使密封胶与被粘结界面更好地浸润。用注胶枪向伸缩缝中注胶并压实，保证涂胶深度。

3 渠道机械化衬砌技术使用时需要注意的事项

①施工人员在浇筑混凝土之前，要对衬砌机极性测量和校正，以确保混凝土的衬砌厚度，在每次操作结束后，需要将衬砌机清理干净，并用水冲洗输送带，避免上面有物料残留。②施工人员在混凝土的拌和过程中，要严格控制其坍落度，并随时对其进行检测，确保其处于5cm左右，并结合浇筑的强度、环境的温度和渠坡的变化等因素，及时的进行控制和调整。③施工人员在对混凝土表面进行人工抹面处理的时候，要注意温度与强度的变化，必要时可以增加压面的次数，以确保衬砌的混凝土表面平整光滑。

总之，在南水北调工程中的渠道工程施工中应用机械化衬砌技术，不但可以保证施工的质量和效率，而且还可以保证衬砌的外观效果，进而提高工程施工单位的经济效益和社会效益。