水利工程渠道衬砌施工技术探讨

张国付

摘要：连续强降雨造成地下水位显著升高，渠内水位骤升骤降，且堤身内部地下水位显著高于渠内水位是渠道衬砌损坏的主要原因。同时，无论是“加法”还是“减法”，都是增强渠道衬砌层稳定性、降低内外水头差破坏的重要举措。本文对类似渠道工程的损毁原因调查与水毁修复具有重要的技术指导與借鉴意义。但渠道衬砌边坡破坏是一个复杂而多变的问题，文中渗流模型未考虑逆止阀失效情况，仍有不足，在实际工程运用中，还应具体情况具体分析。

关键词：水利工程;渠道衬砌;施工技术

引言

随着水利行业的发展，水利工程在渠道衬砌方面的施工技术也逐渐成熟，渠道衬砌技术也逐渐向机械化、信息化、科学化转变。目前国内水利工程小型渠道衬砌主要采用翻模逐层浇筑、分块分段拉模传统的施工工法，其特点是功效较低、施工成本高和施工质量难控制;采用自行式渠道衬砌机进行渠道衬砌作业时，其特点是工效高、成本低、质量可控和机械化程度高。本文主要通过毗河供水一期工程总干渠成都段地方灌溉渠恢复项目为例，分析、阐述自行式渠道衬砌机在小型渠道施工中的推广和应用。

1渠段现场检查与检测

1.1现场检查

为了检查混凝土衬砌板的损毁面以及渠道排水系统的有效性，在渠道左右堤选择了10个检查点进行现场检查。（1）衬砌损坏部位及土层检查。在10个检查点均掀开损坏的混凝土衬砌板，观察边缘，从上到下依次是混凝土板、土工膜、保温板和下部土层，结构完整且接合较为紧密;除了局部位置周边混凝土板间缝隙较大之外，周边混凝衬砌土板绝大部分没有明显错台，比较完好。（2）排水盲沟开挖检查。在10个检查点对为排水减压而设置的40cm×40cm排水盲沟进行开挖检查。检查结果表明：盲沟内回填的中粗砂较完整，包裹排水盲管的土工布均完好，打开土工布后可以看到塑料排水盲管没有明显堵塞情况发生。盲沟排水结构基本完好，排水功能基本正常。

1.2渗流稳定分析

因渠道在经历强降雨后普遍出现衬砌隆起等损坏问题，需要重点对渠道衬砌的抗浮稳定进行研判。当渠道衬砌板的厚度和材料性能一定时，保证渠道衬砌层抗浮稳定的关键在于控制其两侧压力水头差的大小，也就是说抗浮稳定性的关键就是通过渗流场的有效控制，将压力水头差限制在合理范围内。因此，对渠道的复核计算分析需重点针对渠道的渗流稳定。

2渠道工程施工中衬砌混凝土材料的制备方法

第一，在材料制备的过程中，需要对材料中各种配料的比例进行控制。根据工程的设计要求，对混凝土材料制备过程中的振捣过程进行严格的质量控制。另外，还要对混凝土材料中的石子、砂等应用的比例进行控制，确保材料质量。第二，要对混凝土材料中的水灰比进行调节，一般在渠道工程的施工中，水灰的比例控制在0.6以内。另外，为提升材料的使用性能，还可以在材料制备的过程中，加入粉煤灰，提高混凝土的韧性、强度。第三，为保证混凝土材料的理化性能，要尽可能选择使用水化热低、性能高的水泥原材料。并且根据不同原材料的性能，对材料的参数进行控制，确保混凝土原材料的标准使用。

3自行式渠道衬砌机施工工法

3.1工法特点

（1）采用挖掘机定型铲斗一次性对渠槽开挖成型，开挖形成的断面非常标准、不需预留保护层，线型美观且工效较高。（2）采用自行式衬砌机对底板及边墙一次混凝土浇筑成型，整体性好，质量有保障，流水作业提高了作业效率。（3）自行式衬砌机可采用柴油发电机作为行走及振捣的动力，整个施工过程不需架设施工用电线路，适用性强，降低了施工用电的安全风险。（4）采用自行式衬砌机的施工现场无需安装模板，减少了材料堆放场地，同时开挖过程中的弃土可直接运至指定的弃渣场，无需转运。真正做到人走料清，减少了对周围环境的影响，更环保节能。

3.2工艺原理

开挖采用定型挖斗，可根据设计尺寸进行调整。沟渠开挖一次成型，施工前通过测量放线确定水渠平面位置，并确定挖机行走路线，开挖过程中再通过过程控制测量确定渠系纵坡。自行式渠道衬砌机混凝土浇筑是整个施工工法的核心，混凝土浇筑原理是将混凝土通过机械进料斗装入推进器后，由推进器再将混凝土推进至渠道定型模外壁所形成空腔内挤压成形，渠道压顶也同步挤压成形。振捣密实则是通过附着式振动器对混凝土连续振动作业，来满足渠道混凝土的密实度。自行式渠道衬砌机是通过渠道两侧安装行走轨道和利用液压油缸推料产生挤压的反作用力达到自行行走和自动连续混凝土浇筑作业。

4工艺流程及要点

4.1场基处理

在正式开展工作之前，有必要对场址进行地质调查，掌握场址的水文条件，了解地质结构，研究是否存在不利的地质问题，如软土地基，并对场址的基础设施进行预处理，例如，以处理软土地基，避免在使用水利工程时出现地基沉降不均匀、渠道衬砌结构变形等质量问题。然后去除场地的土壤植被和分布障碍，将植被清理范围界定为包括主要施工区域和最大开挖长度5m的外部延伸部分，对场地进行平整和压缩，确保基础设施的平坦性和紧凑性符合施工标准现场地基处理完毕后，使用挖掘机和其他设备对渠道进行边坡厚度操作，使用反铲，从下向上至边坡扩散砾石，使用装置压实砾石地层以分割渠道坡度。

4.2运河挖掘

机械铲运机的大小由通道大小决定，通道挖掘由槽机械铲运机一次完成。在进行开挖之前，将根据测量的扫掠定位脚和白色灰确定开挖轮廓，然后根据开挖轮廓和开挖宽度确定开挖作业的路径。挖土机开挖过程中，由专业技术人员沿确定的行车路径进行倒档作业，以确保渠道槽的美观性。在开挖过程中，只需使用指示器，根据桥桩标注高程和工艺控制测量（工艺控制测量适用于3m ～ 5m测量段）确定排水系统边坡。

4.3混凝土路面

在铺设混凝土路面时，将根据现场条件和施工期的要求选择机械路面和人工路面。其中，机械涂料是使用涂料和织物等设备进行的，方法是事先调整涂料相对于支架坡度的高度，通过进料将混凝土均匀分配到渠道涂料上，并对混凝土进行振动操作人工涂复包括：使用滑动模浇筑混凝土、安装焊接槽装置、使用滑动槽将混凝土浇筑到筒仓内、在混凝土表面达到设计水平时拆除多环滑动槽，以及使用振动促动器其次，混凝土浇筑后应进行振动作业，严格控制各振动点的振动顺序、振动时间和振动强度，混凝土表面无气泡后停止振动作业。再一次，对混凝土表面进行压力面校正处理，依次进行粗磨精加工操作，切断渠道半缝合部分的接缝，安装封闭塑料板，填充接缝中的聚砜密封胶。最后，养护工作包括复盖塑料薄膜的混凝土表面，定期向表面注水或喷洒防腐剂，测量混凝土内外的温度，并在必要时采取温度控制措施，以缩小温度差异

结束语

综上所述，渠道衬砌是水利工程中的一项关键施工技术，在保障通水安全、延长工程使用寿命、防渗截渗方面发挥着积极作用，施工质量直接影响渠道的输水能力。

参考文献

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