浅谈南水北调混凝土衬砌施工工艺

赵满江

【摘要】南水北调中线工程是国家解决华北等地缺水问题的重点大型水利工程，关乎民生问题、国家安全的重要实施内容，确保渠道长久通水是关键，但主要在于其工程设计、施工质量各项指标是否符合规范、标准要求，是否满足耐久通水条件。为此，国务院南水北调办公室针对渠道衬砌专门制定相關标准和技术要求，加大管控力度，设立关键工序考核制度，确保各衬砌环节质量要求。本次主要针对河南段南水北调主干渠衬砌施工关键工序中的混凝土施工工艺做简要阐述。

【关键词】混凝土 衬砌 质量 养护

南水北调中线主干渠河南段渠道混凝土衬砌设计厚度为渠底8cm，渠坡10cm，强度等级为C20，抗冻标号F150，抗渗标号W6，坡脚齿墙高为0.6-0.8m，宽为0.4m。施工工序中，将排水系统、土工膜铺设、混凝土衬砌、伸缩缝结构几道主要工序作为关键工序考核内容。

一、施工工艺

（一）模板、闭孔泡沫板定位安装

根据渠坡混凝土结构和分块特点（横缝为通缝，纵缝为切缝），按横缝分条带跳仓支立模板，渠坡模板采用10#槽钢、渠底模板采用8#槽钢（槽钢高与衬砌混凝土厚度一致），端头模板采用定型钢模板。模板的固定采用在模板背面压设混凝土预制块或砂袋固定；端头模板采用螺栓与槽钢连接固定。衬砌混凝土浇筑完成后及时清理压放的混凝土块，拆除模板，拆除时注意不可损坏复合土工膜及保温板。

混凝土衬砌施工过程中测量人员须随时对模板位置进行校核，保证混凝土分缝顺直。

（二）混凝土衬砌

1、机械衬砌

（1）混凝土布料

a.应安排专人负责指挥布料。

b.混凝土搅拌运输车（以下称运输车）就位后卸料前，为便于卸料，卸料人员可用少许水湿润运输车的下料槽和布料机输送带。运输车辆卸料自由下落高度应不大于1.5m。

c.施工时注意不应缺料，保持各料仓的料量均匀，防止欠料。

d.坡肩、坡脚齿槽和周边模板位置须人工辅助布料。

e.衬砌机宜匀速连续工作，布料应与振动碾压速度相适应。

（2）衬砌机操作及混凝土振捣

a.衬砌机具备良好的振捣系统，混凝土振捣做到不过振、不漏振、不欠振。

b.衬砌施工中应专人检查振捣棒的工作状况，若发现衬砌后的板面上出现露石、蜂窝、麻面或横向拉裂等现象，须停机检查、修理或更换振捣棒，并对已浇筑混凝土进行处理。

c.渠坡衬砌的顶部出现缺料、漏振时，应及时人工补料，并采用振捣棒和平板振捣器辅助振捣。

d.当衬砌机行走前移时混凝土表面出现带状隆起，表明振动碾压小车高度设置有误，应及时调整，并重新碾压。

e.进入弯道施工，要进行上下轨道行进速度调整，保证衬砌机始终与渠道上口线保持垂直工作状态。

2、渠坡滑模衬砌

渠坡混凝土衬砌板每4m一仓进行浇筑，浇筑由下而上一次浇筑完成，跳仓浇筑，先浇筑1#、2#、3#...n#，然后浇筑1′#、2′#、3′#...n′#。

混凝土由运输车运至浇筑段渠堤顶，经溜槽入仓，溜槽应安放顺直。

混凝土入仓后采用人工摊铺找平，平板振捣器振捣，振捣梁滑模出面，边角部位采用插入式振捣器振捣。振捣时间以混凝土不再下沉、不出现气泡、开始翻浆为准，并且应防止过振。

3、渠底衬砌

渠底浇筑每次浇筑20m长，中间每4m设一道8#槽钢作为临时模板用以控制混凝土找平，每个4m控制布料时间约30min，然后移动布料机至下一个4m仓面内继续布料。

混凝土由运输车运至浇筑段渠堤顶，经溜槽入仓，溜槽下端接至渠底布料机前端0.5～1.0m 处。

混凝土入仓后人工摊铺找平，采用平板振捣器振捣，振捣梁滑模出面，边角部位采用插入式振捣器振捣。

（三）抹面施工

1、抹面机抹面施工

混凝土抹面机应与衬砌机共用轨道，通过支腿的调节满足衬砌坡比的需要，并应具备自行走系统，保证压光衬砌坡面平整度。

混凝土抹面机采用抹盘和抹片分别抹面。抹盘抹面起挤压及提浆整平功能，抹片起压光收面功能。

2、人工抹面施工

施工中应选用工作台车作为人工抹面平台。工作台车采用桁架焊接而成，可调节高度和坡比。施工中，抹面台车应优先选用具有自行走功能的桁架。严禁操作人员在混凝土表面行走和抹面。

抹面压光应由专人负责，并配备2m靠尺检测平整度，混凝土表面平整度应控制在8mm/2m。人工采用钢抹子抹面，一般为2～3遍。

初凝前应及时进行压光处理，清除表面气泡，使混凝土表面平整、光滑、无抹痕。衬砌抹面施工严禁洒水、撒水泥、涂抹砂浆。

（四）混凝土养护

衬砌混凝土属薄板结构，抗裂要求较高，为防止衬砌裂缝的出现，必须加强养护措施且要及时。衬砌混凝土应保证湿润养护不少于28天。混凝土养护设专人负责。在混凝土成型压光并等混凝土终凝后，及时喷养护剂养护。13-18h后，及时用土工布覆盖衬砌混凝土，并洒水养护28天。当日平均气温低于10℃时，土工膜上必须加盖草帘或其他覆盖物，保温、防冻。当日平均气温低于5℃时，不得洒水。

（五）特殊天气施工

在渠道混凝土衬砌施工过程中如遇到特殊气候条件，要采取应急措施，保证衬砌混凝土施工质量。在混凝土浇筑季节，认真收听天气预报，及时了解天气变化，酌情安排施工。

1、风天施工

采取必要的防范措施，防止塑性收缩裂缝产生。适当调整混凝土用水量，增加混凝土出机口的坍落度1～2cm。正在衬砌的作业面及时收面并立即养护，对已经衬砌完成并出面的浇筑段及时采取覆盖塑料布等养护措施。

2、低温施工

当日平均气温连续5天稳定在5℃以下或现场最低气温在0℃以下时，采取低温季节施工措施。

低温季节施工可增加骨料堆高和覆盖保温方式，掺加防冻早强剂、热水拌和等措施，保证混凝拌和物入仓温度不低于5℃。拌和水温一般不超过60℃。在混凝土拌和前，用热水冲洗拌和机，并将积水或冰水排除，使拌和机体处于正温状态。混凝土拌和时间比常温季节适当延长20～25%。对运输车车罐采取保温措施，尽量缩短混凝土运输时间。对衬砌成型的混凝土及时覆盖保温或采取蓄热保温措施保温养护。

二、验收工作

1、在衬砌过程中用钢尺或自制厚度检测工具检查衬砌厚度，如有误差及时调整。每次布料检测3个断面，每个断面不少于1点。

2、混凝土初凝前用2m靠尺检测平整度。每次布料检测3个断面，每个断面不少于1点。注意坡肩、坡脚模板的保护，确保坡肩、坡脚的顺直。

3、混凝土内在质量检查以抗压强度为主，以150mm立方体试件的抗压强度为标准。混凝土试件以出机口随机取样为主，每组混凝土的3个试件应在同一储料斗或运输车箱内的混凝土中取样制作。浇筑地点试件取样数量宜为机口取样数量的10%。

4、现场混凝土浇筑质量可通过钻芯取样的方式随机抽取，确保混凝土振捣密实。

三、结束语

混凝土渠道衬砌施工作为南水北调中线工程的关键施工项目，质量控制对整个项目起着至关重要的作用。作为工程参建人员需对衬砌施工内容及其技术要求做到心中有数，了如指掌，以便从基础工序、基础班组抓起，控制每一道工艺的施工质量，形成系统化流水作业，做到“以规范保质量，以质量推进度”的良好效果，使质量、进度相辅相成，良性循环，避免不规范施工，造成质量与进度相互制约，以此为实施准则，为南水北调工程交一份满意答卷。