第１９卷第１１期 ２０１３年１１月 水ｆｔ．０科技与经济 Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｖ０１．１９ Ｎｏ．１１ Ｎｏｖ．，２０１３ 渠道工程渠底衬砌施工工艺探讨 赵可锋，梅宝澜，王若石 （小浪底水利水电工程有限公司，河南济源４５４６８１） ［摘要］渠底混凝土衬砌是南水北调渠道工程施工的一项重要内容。结合笔者工作实践，介 绍了一种简便实用的衬砌施工工艺，着重对衬砌的工艺流程、技术要点进行探讨，以供水利同 行从业者参考。 ［关键词］混凝土衬砌；施工工艺；南水北调 ［中图分类号］ＴＶ５２ ［文献标识码］Ｂ ［文章编号］ １００６—７１７５（２０１３）１１—０ｌ１３—０３ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｃａｎａｌ Ｂｏｔｔｏｍ Ｌｉｎｉｎｇ Ｐｒｏｊｅｃｔ ＺＨＡＯ Ｋｅ—ｆｅｎｇ，ＭＥＩ Ｂａｏ—ｌａｎ，ＷＡＮＧ Ｒｕｏ—ｓｈｉ （Ｘｉａｏｌｉａｎｇｄｉ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｙｕａｎ ４５４６８ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃａｎａｌ ｂｏｔｔｏｍ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｌｉｎｉｎｇ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｕｔｈ—ｔｏ —Ｎｏｒｔｈ Ｗａｔｅｒ Ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ Ｓ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏ— ｄｕｃｅｓ ａ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｌｉｎｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｏｎ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｌｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ，ａｓ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ｆｅｌｌｏｗ ｐｒａｃｔｉｔｉｏｎｅｒｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｌｉｎｉｎｇ；ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；Ｓｏｕｔｈ—ｔｏ—Ｎｏｒｔｈ Ｗａｔｅｒ Ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ Ｐｒ￣ｅｃｔ １ 工程概况 南水北调中线干线工程全长１ ４３２ ｋｍ，渠道工程是中 线干线工程的主要组成部分。渠道为梯形断面，全断面 ３渠底衬砌施工工艺 以南水北调中线工程某渠道渠底衬砌为例，施工流 程图见图１。 采用混凝土衬砌，渠底衬砌是渠道衬砌的一项重要内容， 渠底衬砌厚度一般为８ ｃｍ，混凝土衬砌强度等级通常为 Ｃ２０，抗冻标号Ｆ１５０，抗渗标号Ｗ６。大部分渠段采用复合 土工膜防渗，并在复合土工膜下铺设保温板，保温板下层 为砂砾料垫层或排水板。 渠底混凝土衬砌一般配备皮带式混凝土输送机或大 型溜槽，根据渠底衬砌混凝土分缝结构的特点，采用纵横 缝分块跳仓或沿轴线条带型浇筑等方式。结合笔者工作 经验，本文对一种成熟实用的渠底衬砌施工方法进行详 根据渠底衬砌具体特点、设计尺寸及规范要求，并结 合以往类似工程的施工经验，渠底砼浇筑采用跳仓浇筑， 并且按照设计要求进行分块。 渠底衬砌按照设计进行分块，从左岸到右岸分４块、 宽度依次为４．５、４、４、４．５ ｍ。由于渠底采用跳仓浇筑横缝 皆按通缝进行分缝，纵缝皆为通缝。通缝设计宽２ ａｍ，通 缝深８ ａｍ。 ３．１ 测量放线 对浇筑好的渠坡混凝土坡脚处进行高程校正，校正 细阐述，希望对相关从业者有所帮助。 后把渠底混凝土高程用白线挂出，按照设计要求渠底基 面修整、铺砂、立模、浇混凝土都以其为基准定位。 ２渠底衬砌施工顺序 渠底衬砌施工的一般顺序如下： 测量放线一渠底基面修整一排水槽开挖一软式透水 ３．２渠底基面修整 １）推土机先进行粗削，测量人员采用仪器控制指挥 推土机粗削。粗削应顺水流方向进行，将粗削土刮至渠 管安装、砂垫层铺设一保温板铺设一土工膜铺设、焊接及 黏结一立模、混凝土浇筑一混凝土养护、拆模一切缝一嵌 缝 底下游指定地点。 ２）人工精修整。人工精修整在推土机粗削完成后 ［收稿日期］２０１３—０６—１９ ［作者简介］赵可锋（１９７９一），男，河南新乡人，工程师，主要从事项目施工管理工作；梅宝澜（１９８３一），男，吉林长春 人，工程师；王若石（１９７７一），男，河南鹤壁人，工程师． 一１１３— 第１９卷第１１期 ２０１３年１１月 水利科技与经济 Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｖｏ１．１９ Ｎｏ．１１ ＮＯＶ．，２０１３ 图１施工流程图 进行，削坡时，先在坡脚线处每５ ｍ挂一个高程控制线，按 照高程控制线顺水流方向进行精修至设计基面，将修整 土清理至渠底下游，外运至指定地点。 ３）渠底修整不允许欠挖，超挖深度不大于规范要 求。修整后的平整度不大于２ ｃｍ／２ ｍ。 ４）基面修整工序完成后，当下道工序不能及时施工 时用塑料布对新鲜面进行覆盖，防止雨水冲刷。 ３．３排水槽开挖 挖排水沟槽，采用人工或小型挖掘机开挖排水沟槽， 排水沟槽宽４０ ｃｍ深４０ ｃｍ（沟槽直线位置），经验收合格 后，再铺设粗砂。 ３．４排水管铺设。安装 在渠底中心线位置布设一排纵向强渗软式透水管， 垂直中心线位置每隔１６ ｍ布设一道横向强渗软式透水 管。在强渗软式透水管铺设前，先将底部的粗砂垫层铺 好、夯实。 强渗软式透水管铺设要平直，在纵横透水管连接处 使用ＰＶＣ四通。四通管连接，横向透水管使用ＰＶＣ二通 连接，连接处采用透水管上的材料或土工布绑扎牢固。 强渗软式透水管铺设完成后应及时回填管两侧的粗 砂，并且回填粗砂和夯实过程中不得破坏透水管。 强渗软式透水管铺设前，计算出适当的预留高度，并 将预留口用土工布绑扎牢固，防止杂物和泥土进入透水 管 ３．５逆止式排水管安装 逆止式排水器定位要精准，表面与坡面平行，且不能 高于衬砌坡面。逆止式排水器设置两道止水环、一道嵌 入混凝土内，一道与复合土工膜相接，逆止式排水器与复 合土工膜采用粘结垫粘结，粘结垫与土工膜及止水阀粘 接牢靠，安装时将土工膜粘在托盘下面，上层土工布粘在 托盘上面。安装完成后，用透明胶布将排水器顶面封死， 防止混凝土浇筑时堵塞。 ３．６粗砂垫层铺设 设计要求粗砂铺设厚度５ ｃｍ，压实后相对密度不小于 ０．７５。 １）粗砂垫层铺设前，将合格的粗砂临时卸在渠底 处，卸料堆放量应根据该范围铺设用量计算，按分堆堆 放、就近铺设的原则控制。 ２）正式粗砂铺设前，先进行现场渠底基面粗砂铺砂 压实试验：①粗砂垫层的压实试验在边坡选择３块，单块 面积为２ ｍ ｘ ２ ｍ进行压实试验；②粗砂垫层的松铺厚度 初步确定为３个：６０、６５、７０ ｍｍ进行压实试验；③粗砂垫 层铺设砂料含水率初步确定为３个３％、４％、５％进行压 实试验；④针对每个不同的粗砂松铺厚度，按照３个不同 的含水量分别进行洒水压实；⑤对不同的松铺厚度和不 同的含水量，分别使用小型振动碾压实４遍、６遍、８遍。 在３个遍数压实完成后，每个压实遍数的试验范围内，检 测三点干密度，并计算相对密度；⑥粗砂垫层压实后使用 干密度测定仪取样，通过烘箱烘干所取的砂料，称量、计 算粗砂的干密度；⑦如果通过上诉设定的参数仍不能达 到设计提出的粗砂厚度５ ｃｍ相对密度大于０．７５的要求 时，可根据现场不同设定参数变化规律，扩展设定参数范 围，以便达到设计压实的要求。 ３）排水槽先铺５ ｃｍ（压实后）粗砂垫层，振捣压实 后，然后布设软式透水管，软式透水管周边部位垫层填 筑，采用人工连环套打夯实或平面振捣器振捣的方法夯 实。人工连环套夯实时，夯压夯１／３夯经，行压行１／３夯经， 使平面上夯迹双向套压。 ４）铺砂施工时，每６００ ｍ 或每压实班至少检测一次， 每次测点不少于３个相对密度检验，检查取样处应人工分 层回填捣实。 ５）铺砂前，严格按照高程控制线对粗砂厚度进行控 制。 ３．７铺设保温板 １）设置控制线。利用高程控制线，按保温板（厚度 ２．５ ｃｍ）铺设高程，挂设保温板铺设高程控制线，作为渠 底复测和保温板铺设高程的控制标准。 ２）保温板应沿顺水流方向错缝铺设，错缝宽度一般 为４０～６０ ｃｍ。 ３）保温板铺设过程中，遇到保温板尺寸不合适或折 断损坏造成边缘不整齐等现象，要用密齿锯或壁纸刀结 合钢板尺裁剪边缘，使保温板符合使用要求。 ４）保温板铺设后，固定保温板可选用长度适宜的木 楔子、竹签等材料。固定保温板时，固定材料应梅花桩布 置，每块保温板的固定点应不少于３个。固定时，竹签应 赵可锋，等：渠道工程渠底衬砌施工工艺探讨 第１１期 垂直插入粗砂垫层内。且竹签顶部应打人保温板上面以 下３ ｍｍ为防止破环上层土工膜，竹签顶部无论何种情况 下都应嵌入保温板。 ５）铺设的保温板保证紧贴粗砂面或基面，无架空， 接缝紧密平顺，两板接缝处的高差不得大于２ ｌｎｌｌｌ。 ６）保温板容易受风吹、其他外力作用后移位变形， 在薄弱处采用透明胶带粘贴，确保顶部小块牢固稳定。 ３．８复合土工膜铺设 １）复合土工膜在采购时幅宽不小于５ ｍ，既要满足 使用又要考虑便于保护。 ２）渠底复合土工膜顺水流方向铺设，按渠道轴线方 向上游幅压下游幅，不准出现“十”接头。 ３）复合土工膜连接顺序。缝合底层土工布、热熔焊 接中层土工膜、缝合上层土工布。 ４）纵向土工膜连接时采用双焊缝焊接，使用ＰＨ一 ５０１隧道防渗膜焊接机进行热熔焊接，双焊缝宽度采用２ ×１０ ｍｍ，搭界宽度不小于１０ ｃｍ，焊缝间应留有约１ ｅｍ的 空腔。连接渠坡复合土工膜时，采用ＫＳ胶黏结，黏结部 位为两层复合土工膜的中层土工膜，黏结要牢固。 ５）横向复合土工膜连接时采用ＫＳ胶黏结，黏结部 位为两层复合土工膜的中层土工膜，上游土工膜压下游。 ６）土工膜在连接时务必拉展，不能有褶皱，还应防 止发生漏焊、漏黏结、烫伤和褶皱等缺陷。 ７）对所有的土工膜焊缝严格按照设计要求逐条进 行充气检验。将待测段两端封死，插入气针，充气至０．１５ —０．２０ ＭＰａ，保持１—５ ｍｉｎ压力无明显下降即为合格，应 及时检查、补焊。对粘结缝应进行逐条检验，防止黏结不 牢固。 ８）土工膜缝合。将上层土工布和中层土工膜向两 侧翻叠，将底层土工布铺平、搭接、对齐，进行缝合。土工 布缝合采用手提缝包机，缝合时针距控制在６ ｍｍ左右，连 接面应松紧适度，自然平顺，土工膜与土工布联合受力。 上层土工布缝合方法与下层土工布缝合方法相同。 ９）复合土工膜防护。复合土工膜铺设人员应穿软 底鞋。严禁穿硬底鞋或带针鞋作业。 １０）在铺设完成后，在坡顶适当位置采用沙袋或软 性重物压重复合土工膜，防止混凝土浇筑或遇大风对已 铺设复合土工膜造成破坏。 ３．９立模 １）渠底衬砌采用跳仓浇筑的方式进行立模，纵向每 ４ ｍ为一仓，模板采用方木支承，方木应用沙袋牢牢固定， 防止出现跑模。 ２）横向以渠坡坡脚已浇筑完成的砼为模板。 ３．１０衬砌混凝土浇筑 １）渠底衬砌混凝土浇筑前，应对衬砌施工的配套设 备进行检查，在各种配套设备和所有用具正常齐全后，方 可进行渠底衬砌混凝土浇筑施工。 ２）在渠底衬砌混凝土浇筑之前，应试拌混凝土，以检 查拌和机能否正常运行和混凝土的和易性。混凝土试验配 合比可根据现场实际情况做适当调整，混凝土拌和物的和 易性应满足衬砌机施工要求，控制好混凝土坍落度。 ３）必须控制好混凝土拌和物的掺量，运至现场入 仓。坍落度控制在４—６ ｅｍ，混凝土和易性不符合要求严 禁入仓。 ４）混凝土运输车就位后卸料前，先将拌和车转动 １ ｍｉｎ使入仓料拌和均匀。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运输带。运输车辆卸 料自由下落高度应不大于１．５ ｍ。 ５）渠底衬砌混凝土采用布料机布料和人工配合的 方式进行浇筑，对于布料机难以布料到的地方人工进行 布料，布料完成时人工进行平整、填补。布料时如果粗骨 料集中，人工应进行铲除并填补新伴砼，并且人工平整。 ６）平整完的砼采用平板振动器振捣，应人工慢行振 捣３遍。 ７）渠底衬砌的表层出现缺料漏振时，应及时人工补 料，并采用人工振捣的方法，使混凝土密实。 ８）根据气温情况确定混凝土浇筑抹面时间，应分３ 次抹面，第二次抹面应随时用２ ｍ靠尺检查混凝土表面的 平整度，应控制在８ ｍｍ以内，最后一次待混凝土有一定强 度后完全松开抹面机，靠其自重磨光。 ９）当衬砌机械出现故障时，应立即通知拌和站停止 生产，在故障排除时间内混凝土尚未初凝，允许继续衬砌 混凝土浇筑。 ３．１ｌ混凝土养护 １）混凝土浇筑成型后，先用塑料薄膜及时覆盖，防 止表面水分散失而形成表面裂缝，待切缝后用专用养护 膜覆盖，混凝土保证湿润养护不少于２８ ｄ。 ２）保温养护，当出现低温或负温天气时，应采取保 温措施养护。 ３．１２切缝 １）在衬砌混凝土浇筑前，应留取抗压试件，并放在 现场与浇筑混凝土同条件养护。当衬砌混凝土抗压强度 为１—５ ＭＰａ时，方可进行切缝施工。 ２）混凝土浇筑后掌握切缝时间很关键，根据类似工 程经验，初步确定在下列情况下进行，见表１。 表１ 混凝土浇筑后切缝时间表 昼夜平均温度／℃ ５ １０ １５ ２０ ２５ ３０ 切缝时间／ｈ ４５～５０ ３Ｏ～４５ ２２—２６１８～２１ ｌ５～１８１３—１５ ３）切缝前应按设计分缝位置，用墨斗在衬砌混凝土 表面弹出切缝线。 ４）切割缝的施工顺序，由于跳仓浇筑横缝均为通缝 不用切割只需切割纵缝，纵缝按设计要求均为通缝。通 缝切割深度为８ ｃｍ、宽度为２ ｅｍ。 ５）切割用的轨道刚度要有保证，切割深度满足要求 即可。 ３．１３嵌缝 伸缝压入聚乙烯闭孔泡沫板，充填密封胶。 １）切割缝的缝面应用钢丝刷、手提式砂轮机修整， 用空气压缩机将缝内的灰尘与余渣吹净。填充前缝面应 洁净干燥，检查缝宽、缝深。 ２）聚乙烯闭孔泡沫板按照设计要求深度，将其压人 伸缩缝内，保证泡沫板与缝底部接触密实。 （下转第１１７页） 一１】５一 李卫保：子长红石峁水库专项爆破试验分析 第１１期 ０：（７～１２）Ｄ 线装药密度：根据《水工建筑物岩石基础开挖工程施 式中：０为炮孔间距；Ｄ为钻孔直径，ＲＯＣ７４２钻机，选用 工技术规范》（ＳＤＪ２１１—１９８３）介绍的公式： 瑶ｙ７６ ｍｍ，贝０Ⅱ＝１０×７６＝７６０ ｍｍ；选用口＝８０ ｅｍ。 Ｑ ＝０．１８８ｍ５０．５ 不偶合系数： 式中：ｎ为炮孔间距＝８０ ｅｍ；６为岩石极限抗压强度， Ｄｄ＝Ｄ／ｄ＝２～５ ｋＷｅｍ ，选用３００ ｋｇｆ／ｅｍ （平均饱和抗压强度），Ｑ ＝ 式中：Ｄ为钻孔直径，７６ ｍｍ；ｄ为药卷直径，选用药卷直径 ０．１８８ ｘ８０×１７ ５００．５＝２５５．２ ｇ／ｍ。选用２５５ ｇ／１ＴＩ，装药时 ３２ ｍｍ，则Ｄｄ＝７６／３２＝２．３４。 底部加强装药２倍。装药结构见图１、图２。 图１ 预裂爆破装药结构图（单位：ｅｍ） ・●…………一一一一 ７．８ｎＬ …～——…一 Ｌ Ｌ４ｍ１一 …～ ・４ｍ…～…一２ｔ０ｍ—ｌ 图２间隔装药结构图（单位：ｍ） ２．２．２．２梯段爆破０．９ ｉｎ；钻孑Ｌ深度Ｌ＝（日＋ｈ）／ｓｉｎａｌ＝（６．５＋０．９）／ｓｉｎ７０。 采用倾斜深孔钻爆，其倾斜角度为７０。，见表１。 ＝７．８ ｍ；炮孑Ｌ间距ｎ＝ｍｗ＝１．４×１．８＝２．５ ＩＴＩ，ｍ为炮孑Ｌ 选择参数：梯段高度采用日＝６．５ ｉｎ；钻孔直径Ｄ： 相邻系数（ｍ取值１．４～１．５），炮孔排距ｂ＝ａｓｉｎ６０。＝２．５ ＲＯＣ７４２液压钻机钻孔，选用０７６ ｍｍ；最小抵抗线Ｗ＝ ×０．８６６＝２．１ ｍ。装药量Ｑ：ｑａｗＨ／ｓｉｎａｌ（ｑ为单位耗药 （２Ｏ一４０）ｄ，选用３０ｄ，ｄ为药卷直径，６０ ｍｍ。Ｗ＝３０×６０ 量，取０．４３ ｋｇ／ｍ。），Ｑ＝０．４５×２．５×１．８×６．５／ｓｉｎ７０。＝ ：１ ８００ ｍｍ，取１．８ ｉｎ。超钻深度ｈ＝０．５Ｗ＝０．５×１．８＝ １４．０ ｋｇ。 表１石方开挖爆破参数 ３ 结 语 稳定。 进口岩石大面采用ＲＯＣ７４２液压钻钻孔，孑Ｌ径 ［参考文献］ ７６ ｍｍ，深孔梯段微差挤压爆破，先从正面推进或开挖先 ［１］徐波，杨兴国，肖培伟，等．武都水库大坝基岩开挖 锋槽的方法，创造良好的临空面。垂直保护层是起缓减 爆破试验研究［Ｊ］．四川Ｉ水利发电，２００６（５２）：９５— 爆破冲击和振动的作用，其水平宽度３ Ｉｎ左右，开挖略滞 ９７，１００． 后于大面，以便在上层边墙支护作业完成后有一定的养 ［２］田伟．大黑汀水库溢流面薄层控制爆破试验及设计 护时间。紧邻边墙２—３排炮孔作为缓冲爆破孔，其孔距、 ［Ｊ］．施工组织设计，２００５（１）：ｌ９—２０． 排距和每孔装药量较前排梯段炮孔减少１／２—１／３。实施 （编辑：赵琳琳） 时将严格按照规范和试验成果，控制爆破规模，确保边坡 （上接第１１５页） 过互相学习交流保证施工质量，提高施工效率，推动工程 ３）密封胶由Ａ．Ｂ两组组成，应按厂家说明书进行配 进展。 置和操作。 ４）通缝伸缩缝填充密封胶宽２ ｅｍ，深２ ｅｍ。 ［参考文献］ ４ 结 语 ［１］ＮＳＢＤ ５—２００６，渠道混凝土衬砌机械化施工技术规 程『Ｓ１． 施工工艺关系着工程质量和施工效率，一套操作简 ［２］ＮＳＢＤ ８—２０１０，渠道混凝土衬砌机械化施工单元工 便、行之有效的施工方法是广大水利施工建设者的不懈 程质量评定标准［ｓ］． 追求。本文是笔者对南水北调渠道衬砌施工工程实践的 （编辑：赵琳琳） 一些总结和探索，以供同行业读者参考，最终目的还是通 一１１７—
