小断面渠道现浇混凝土衬砌施工方案研究

林恩国 李 季

（中国电建市政建设集团有限公司，天津 300384）

1 工程概况

灌区供水范围西起孟津县西部边界和金水河，北临黄河和孟津县黄河渠，南到洛阳市洛河二级阶地，东到伊洛河。灌区设计灌溉面积53.68万亩，其中新发展灌溉面积31.38万亩，改善灌溉面积13.40万亩，恢复灌溉面积8.9万亩。从小浪底水库年引水量1.442亿m3，渠首设计引水流量22.0m3/s。

灌区共布置1条总干渠，7条干渠、1条城镇供水管线，2条分干渠，24条支渠。灌区布置渠道总长260.893km，分干以上渠道总长173.49km，支渠总长52.329km，其中四干渠明渠多采用梯形断面，底宽0.6m，渠深1.6m，岸顶以下进行衬砌，挖方和半挖半填断面采用现浇混凝土衬砌，全填方断面采用预制混凝土块护砌，均采用C20混凝土，衬砌厚度为0.08m，衬砌底部铺设复合土工膜。渠道左侧岸顶设植草人行道，临渠侧设宽0.2m厚0.08m的C20混凝土压顶。右侧岸顶设混凝土巡检道路，采用0.2m厚C25混凝土铺设，路面两侧混凝土预制路缘石，临渠侧设宽0.35m厚0.08m的C20混凝土压顶，岸顶以上永久边坡采用1∶1.5，施工临时开挖边坡采用1∶0.75。

渠道混凝土衬砌每5m设置一道伸缩缝，缝宽2.0m，迎水面2cm采用聚硫密封膏填缝，下部采用闭孔塑料泡沫板填充。

2 施工条件

四干渠渠道底宽0.6m，渠深1.6m，渠坡长度2.88m，衬砌厚度0.08m，现浇混凝土衬砌属于小断面渠道施工，机械作业难度大；人工作业面有限，常规的机械振捣、收面难度大。为保证现浇混凝土的施工质量和施工速度，经过认真的分析和研究，结合渠道开挖、土工膜铺设、现浇混凝土的特点，制作加工利于施工的装置，在保证混凝土施工质量的同时加快衬砌施工速度。

3 主要施工方法

3.1 渠道开挖

四干渠基坑开挖深度在2.5-6m之间，局部属于深基坑施工。深基坑施工时自基坑底向上3m，设1层1.5m宽马道防止垮坡。开挖施工采用挖掘机挖装、自卸汽车运输到指定地点堆放的方法进行。渠道开挖时从上到下，纵向按照50m一个施工段，每层最大开挖深度不超过3m。渠底开挖至距设计高程以上20cm处，土工膜铺设前采用人工清除，防止超挖；斜坡开挖预留20cm厚度，衬砌时做削坡处理，充分做好高程控制。

3.2 防渗土工膜铺设

复合土工膜铺设时，为增强渠道防渗效果，土工膜沿渠道左侧人行道处沿衬砌面向下埋入20cm，右侧巡检路侧土工膜铺设沿衬砌面铺至路缘石底，每个铺设断面宽度为7.6m，采用6.0m和1.8m两种规格土工膜进行搭接，搭接宽度不小于10cm，搭接位置按照左右渠坡进行交替设置，防止出现 “十”字搭接。

3.3 现浇混凝土衬砌施工

渠道底板宽度0.6m宽，渠坡长度2.88m，渠道边坡1∶1.5，边坡坡比较大，机械施工难度大，人工作业面有限、振捣收面无着力点，常规的机械振捣、收面难度大。通过两板混凝土的施工试验，总结出混凝土现浇分块施工的工艺，按照先进渠坡浇筑、再进行渠底浇筑的原则。

1）混凝土拌制，现浇混凝土衬砌采用商品混凝土，拌制过程中严格控制混凝土塌落度在40～60mm之间，混凝土的最大粒径不超过板厚的1/3，采用罐车进行运输，保证运输不停滞，确保收面时混凝土未达到初凝。

2）模板施工，现浇混凝土模板按照每仓浇筑大小制作钢制框架模板，钢框架采用8cm×8cm的方钢制作而成，渠底处采用方钢每间隔一米设置横向支撑进行加固，左侧渠顶外采用方钢制作模板，右侧渠顶以路缘石作为模板。模板在渠坡的四角设置斜向拉结钢丝或者方钢，渠坡侧模外每间隔一米放置一个沙袋以固定侧模板，渠顶处采用拉结钢丝连接插入土层中的钢筋进行固定。模板整体制作，可以重复使用，按要求进行固定。

3）混凝土施工：①渠坡混凝土施工采用跳仓作业，混凝土由溜槽入仓，溜槽采用1.2mm厚的铁皮卷制成倒梯形串联而成，可根据混凝土浇筑高度的上升自由拆卸。溜槽应安放顺直，不应有过大的起伏，防止混凝土下料过程中外溢，溢出的混凝土应及时清除。②混凝土采用人工入仓，自下而上进行布料，人工平仓，施工中严禁以振代平。仓内有粗骨料堆积时，应将堆积的骨料均匀散铺，并加强振捣。

4）收面采用机械收面和人工压光相结合的办法。先采用小型收面机，人工手持收面，机械收面两遍后，再由人工进行最后一遍收面压光。

5）渠底混凝土施工，渠底在渠坡混凝土模板拆除后，与紧接进行的下一仓渠坡混凝土同时浇筑。在浇筑时，以渠坡混凝土作为侧模，混凝土自溜槽入仓，布料8cm，人工摊平，采用φ30软轴振捣器进行振捣，振捣完成后随即人工收面。

4 结语

在该工程中，由于渠道断面小、坡比大，机械施工难度大，人工振捣、收面无着力点。根据工程实际，项目技术人员设计加工的渠道一次开挖成型设备，既提高了渠道断面开挖精度和施工速度，又节省了大量的人力投入；设计制作的钢制框架模板、平板振动梁和人工工作台，克服了小作业面、大坡比作业环境下的施工难题，为工人施工提供作业平台，大大减轻施工的难度，提高了施工工效；在实际工程的施工中起到很好的作用和成效。