南水北调高填方渠段衬砌施工技术

□林泽森（中国水利水电第十六工程局有限公司）

1 工程概况

南水北调中线一期工程总干渠宝丰至郏县段工程第四施工标段位于河南省平顶山市的宝丰县和郏县之间，桩号为SH(3)35+800～SH(3)40+178.20，全长4378.20 m；渠道过水断面成梯形，设计流量315 m3/s、加大流量375 m3/s，最大挖深14 m，最大填高12m，其中85%为高填方段。

工程后期设计变更要求对高填方渠段采取加强安全措施，不仅缩短了工期，同时也增加了不少工程量。具体由原来的渠坡衬砌厚度10cm，渠底衬砌厚度8cm，混凝土衬砌强度等级为C20，设计调整为渠底、渠坡面板混凝土25cm厚C25W6F150钢筋混凝土，面板钢筋采用φ14@200，加固措施适用于SH(3)36+100～SH(3)40+178.20渠道衬砌部分，衬砌加固措施主要为36+300～40+178.20高填方渠段部分，该渠段采用复合土工膜防渗，在渠底及渠坡防渗复合土工膜下均铺设2cm厚保温板防冻层，保温板下铺5cm粗砂垫层(20 cm砂砾料)，复合土工膜均为800 g/m2膜厚0.50 mm，钢筋混凝土渠段渠坡及渠底每8 m设1条通缝，缝内设橡胶止水带，填缝材料采用2 cm厚闭孔泡沫塑料板，迎水面缝内2cm深内填充密封胶。

2 主要工序及施工方法

2.1 模板工程

2.1.1 渠坡、渠底侧模制作

根据本次模板系统的特点，经与模板加工厂进行技术交流后，模板设计方案采用止水带上下模板分离，便于装卸，上下两块模板采用螺栓连接，渠坡横向侧模底部加宽到210 mm，减少模板及上部荷载对保温板的作用力，面板采用4mm厚钢板，边肋采用-60×6扁铁，腹肋采用-60×8扁铁，模板与橡胶止水带接触面上设φ10钢筋作为限位条，外侧支撑系统采用10#槽钢，用φ20钢筋将槽钢与模板拼装连接。模板配置：上部模板和底部模板按8.10 m长度配置，按1.50 m×5+0.60 m分节，侧模板配置两侧，侧模模板单侧配置12×1.50m标准节+调整节；底模单侧配置14×1.50m标准节+调整节，齿槽模板另配。

设计重量：1套侧模设计重达3.16t,共加工12套，下部模板和上部模板加工12套，1套重达0.95t，喷漆颜色分别为蓝、红、绿、红橙4种颜色，其中3套喷1种；渠底模板加工8套，1套重达2.39t，喷漆颜色分别为蓝、红、绿、红橙4种颜色，其中2套统一喷上1种颜色。

2.1.2 无轨滑模制作

渠坡面板混凝土采用无轨滑模施工方案，滑模由项目部自行加工制作，主要功能是平整度、刚度、挠度必须满足要求，该滑模还需具有人工抹面功能的操作平台，具有牵引爬坡功能，因此确定滑模采用面模板+桁架结构，由卷扬机牵引上升。滑模设计长度为8.50 m，宽度为1.20 m，面模板3 mm厚钢板，8#槽钢作边肋和腹板，桁架高0.65m高，桁架全部由10#和12#槽钢焊接而成，人工抹面操作平台通过焊接滑模下部的爬梯组成，本次滑模需加工16套，单套重量达1.55t。滑模牵引由安装在滑模上2台3t卷扬机负责，通过双轮滑轮组牵引，钢丝绳采用φ18 mm，双股牵引，锚锭采用布置在外坡二级马道处的1.50m3混凝土预制块配重，单套滑模配2块预制块，预制块与卷扬机采用φ18mm钢丝绳连接。

2.1.3 模板安装

模板安装以25t吊车为主，安装前需对钢模板面模进行除锈处理，涂刷脱模剂，所有模板缝必须夹放双面胶带；模板安装完成后，检查模板缝偏差是否严密；检查模板的平整度，是否有“错台”现象；检查模板是否光洁无杂物、是否涂刷脱模剂；检查模板与原混凝土面接合是否严密，加固牢靠；边角封堵模板是否平整。滑模安装需在完成齿槽混凝土浇筑，以及渠坡下部1m范围混凝土摊铺到位后，用25t吊车将滑模安装就位，不得提前将滑模就位于横向两侧模板上，也不得从渠顶沿渠坡侧模往下滑落；防浪墙模板也采用25 t吊车安装，在底板混凝土完成后安装。

2.2 钢筋工程

2.2.1 钢筋加工

渠道衬砌钢筋总量约为2475t，加工厂设在生产营地内，钢筋切割由2台切断机负责，钢筋弯制由1台弯曲机负责，钢筋的弯制应符合设计要求。

2.2.2 钢筋安装

加工好的钢筋半成品通过场内汽车转运到现场，由吊车卸到就近作业面，人工搬运、安装钢筋，钢筋安装的位置、间距、保护层需符合设计文件的规定，钢筋绑扎接头最小搭接长度为40d，绑扎采用22#铁丝，同一截面内的绑扎接头在构件的受拉区≤25%，在受压区≤50%。现场安装的钢筋网，其钢筋交叉点应全部绑扎。

2.3 混凝土工程

2.3.1 混凝土浇筑

在混凝土衬砌基层检查合格后，进行混凝土的衬砌施工，渠坡底部齿槽混凝土入仓由搅拌车直接卸料，渠坡混凝土入仓通过溜槽下料，在完成齿槽混凝土浇筑后，摊铺渠坡下部1m范围混凝土，然后用25 t吊车将滑模安装就位；仓面中部采用φ50mm插入式振捣器充分振捣，靠近侧模和止水片部位采用φ30mm软管振捣器振捣，在模板边角设有橡胶止水带的部位，采取人工用铁锹选取细骨料给予补充，振捣插点均匀，插点间距≤40cm，深度达到新浇混凝土层底部以下5 cm，以混凝土不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆为准。混凝土浇筑过程中，模板、钢筋和止水等有关工种均派专人值班，及时对模板、钢筋和预埋件进行检查维护，防止结构变形、走样或损坏。

2.3.2 滑模提升

滑模滑升时，两端提升需平衡、匀速、同步，每浇完一层混凝土滑升高度约50～70cm，滑升速度取决于脱模时混凝土坍落度、凝固状态和气温等因素，一般平均滑行速度为1～2 m/h，最大≤3 m/h，拉升间隔时间一般为10～15 min，最大≤30 min，具体参数由现场试验确定。

2.3.3 渠底衬砌混凝土浇筑

渠底衬砌混凝土主要是入仓方式不同，采用渠底衬砌机或溜槽下料或泵送入仓，泵送入仓需报批后实施，表面找平采用微振梁，微振梁的牵引力由卷杨机负责，通过预埋在渠坡坡角下部适当位置的预埋环与卷杨机用φ18mm钢丝绳连接，施工中对微振梁下部及时人工补料，振动器采用φ50mm插入式振捣器充分振捣，插点间距≤40cm，以混凝土不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆为准。

另外，混凝土抹面收光，混凝土养护，橡胶止水带，闭孔泡沫塑料板安装，聚硫密封胶填缝施工等工序略。

3 结语

由于该标段渠道衬砌混凝土加固安全措施变更设计确定时间晚，工期紧，质量要求高，工序复杂，现场生产需加强组织生产，严格三检制，确保每道施工工序符合设计要求；混凝土工程施工期间，如遇汛期和夏季施工，需做好雨季施工措施和混凝土温度控制措施，特别是面板混凝土防裂也是关键，确保混凝土施工质量。文章通过介绍高填方渠段衬砌施工技术在中线宝丰郏县段第四标段的应用，经过合理的施工组织、精湛的施工技术，渠道高填方段混凝土衬砌提前43d完成国调办进度目标，在中线2013年第4季度主体工程劳动竞赛中荣获一等奖。成型后渠道平整度、密实度等各项指标均满足设计要求，国调办在网站上给予通报表扬。为后续大规模高填方渠段衬砌施工提供了经济可行的最佳施工参数，并在河南地区等到广泛推广应用。