南水北調(diào)工程渠道襯砌施工

1、南水北調(diào)工程渠道襯砌施工一、南水北調(diào)工程概況南水北調(diào)工程總體規(guī)劃分為：東線、中線和西線三條主調(diào)水線路。通過(guò)三條調(diào)水線路與長(zhǎng)江、黃河、淮河和海河四大江河的聯(lián)系，構(gòu)成以“四橫三縱”為主體的總體布局，實(shí)現(xiàn)我國(guó)水資源南北調(diào)配、東西互濟(jì)的合理配置格局。南水北調(diào)工程已全面開(kāi)工，主要為渠道工程，同時(shí)在途經(jīng)各省、市、縣、村時(shí)考慮了各種跨渠生產(chǎn)橋、交通橋、倒虹吸和渡槽來(lái)解決各地的出行、灌溉、防洪等問(wèn)題。南水北調(diào)工程渠道工程主體設(shè)計(jì)基本為：渠道坡比為1：2或1：2.5，渠底寬為21.5m或23m，保溫材料為4、5的聚苯乙烯保溫板或31cm的砂礫料，防滲材料為復(fù)合土工膜，渠坡襯砌混凝土板厚度為10，渠底襯砌混凝土板

2、厚8cm，渠坡分縫為每12m一條通縫，12m之間每4m一條半縫，通縫縫寬2，半縫縫寬1，渠底分縫為左右坡腳和渠底中心位置各設(shè)一條通縫，其余縱縫均為半縫，渠道在通過(guò)部分地下水位高的地段時(shí)進(jìn)行渠基排水。二、渠道襯砌施工工藝南水北調(diào)工程是首次出現(xiàn)大規(guī)模渠道襯砌工程，還處在襯砌混凝土施工的初期階段，不斷在摸索適合機(jī)械化施工的工藝，最終從質(zhì)量、進(jìn)度、效益三方面進(jìn)行綜合控制，嚴(yán)格從每個(gè)細(xì)節(jié)嚴(yán)格抓起：渠道坡面修整、保溫板土工膜的鋪設(shè)、混凝土的澆筑、抹面、結(jié)構(gòu)分縫的切割、養(yǎng)護(hù)，每道工序合理安排施工都與質(zhì)量、進(jìn)度、效益有著緊密的聯(lián)系，制定一套比較適用的施工方案顯得非常重要。渠道襯砌混凝土施工流程如下：渠道襯砌混

3、凝土施工流程圖機(jī)械修整基面渠道土方開(kāi)挖人工修整基面保溫板鋪設(shè)或砂礫料鋪設(shè)養(yǎng)護(hù)（d）切縫養(yǎng)護(hù)（-2d）復(fù)合土工膜鋪設(shè)復(fù)合土工膜焊接襯砌混凝土施工從施工流程圖中來(lái)看，渠道襯砌混凝土施工同一般混凝土施工沒(méi)有太大的區(qū)別，對(duì)于施工單位來(lái)說(shuō)，最主要就是從控制混凝土的質(zhì)量、施工進(jìn)度和成本控制三方面進(jìn)行考慮。1、渠道坡面的修整渠道坡面修整分兩步進(jìn)行，第一步：機(jī)械設(shè)備先進(jìn)行修整，不能破壞原土基礎(chǔ)。機(jī)械設(shè)備修坡時(shí)先對(duì)坡面進(jìn)行測(cè)量放樣，并安排人工隔510m的距離按照設(shè)計(jì)邊線預(yù)留510cm的保護(hù)層進(jìn)行抽槽，方便設(shè)備工作時(shí)能很好的控制其尺寸。設(shè)備根據(jù)人工抽的溝槽進(jìn)行修坡，很好的控制了超欠挖現(xiàn)象，給后期人工修坡減少了很多

4、工作量。第二步：人工進(jìn)行坡面修整，人工修坡只需根據(jù)測(cè)量放樣單進(jìn)行加密控制坡頂高程、坡面高程、平整度和渠底的開(kāi)挖高程。三道工序中最主要，也是將來(lái)渠道襯砌混凝土的關(guān)鍵一個(gè)環(huán)節(jié)就是坡面的超欠挖現(xiàn)象的控制，這就要求測(cè)量放樣時(shí)特別要仔細(xì)，給現(xiàn)場(chǎng)施工人員出具的放樣單要準(zhǔn)確無(wú)誤，現(xiàn)場(chǎng)施工人員在根據(jù)測(cè)量放樣單加密控制，加密采用網(wǎng)格掛線法進(jìn)行，修坡時(shí)隨時(shí)對(duì)超欠挖進(jìn)行修補(bǔ)，將平整度控制在±5mm，使用2m靠尺進(jìn)行檢查。2、保溫板的鋪設(shè)坡面施工完成后，進(jìn)行保溫板的施工，鋪設(shè)之前先對(duì)坡面再次進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)平整度較差的斷面，用細(xì)砂或砂土填平，填平的方法是用2m的刮剛將鋪灑到坡面的砂土或細(xì)砂找平，保證保溫板和

5、坡面緊密接觸。保溫板的尺寸一般為3.13×2.24m，在鋪設(shè)保溫板時(shí)有的部位需要裁斷，尤其是渠道底部的齒槽部分為異型尺寸，保溫板的切割采用最簡(jiǎn)單、快捷、經(jīng)濟(jì)的辦法進(jìn)行，主要工具為：裁紙刀、2m木尺、鋼卷尺。保溫板采用竹纖固定。在鋪板時(shí)要注意板與板之間、板與坡面基礎(chǔ)之間緊密結(jié)合，這樣對(duì)襯砌混凝土的施工質(zhì)量有保障，位置放好后用竹纖從板上面釘入，鋪好的板上面嚴(yán)禁穿帶釘鞋行走，以免損壞板的表面。鋪板完成后、鋪設(shè)復(fù)合土工膜之前同樣要對(duì)保溫板的接縫、平整度進(jìn)行檢查，平整度控制在±5mm，使用2m靠尺進(jìn)行檢查，接縫控制在02mm。3、復(fù)合土工膜的鋪設(shè)復(fù)合土工膜施工之前首先要對(duì)復(fù)合土工膜的

6、焊接工藝進(jìn)行試驗(yàn)，抗拉強(qiáng)度至少不能低于母材的80，從試驗(yàn)得出適應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作、施工的一些技術(shù)參數(shù)。復(fù)合土工膜材料尺寸為5.5m×50m，其作用主要是防水，為使土工膜浪費(fèi)減少到最低限度，在鋪設(shè)時(shí)先將土工膜按尺寸、匹幅鋪好，膜與膜之間不能有褶皺，復(fù)合土工膜垂直于水流方向鋪設(shè)，膜與膜重合10進(jìn)行焊接。鋪時(shí)將焊接接頭預(yù)留好后用剪刀剪斷。土工膜鋪好后要進(jìn)行固定，堅(jiān)決杜絕用尖銳的材料固定，最好使用土、石頭或其它重物將其壓緊，以免被風(fēng)吹走。準(zhǔn)備工作完成后進(jìn)行土工膜的焊接，焊接工藝及控制參數(shù)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行實(shí)施，先用封口機(jī)將最下層的土工布縫合，再用熱楔焊焊機(jī)對(duì)夾膜進(jìn)行焊接，焊機(jī)溫度控制在30035

7、0范圍內(nèi)，行走速度控制在0.81m/min之間，溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致土工膜被燙傷，溫度過(guò)低土工膜不能結(jié)合，導(dǎo)致焊縫不合格；焊機(jī)行走速度過(guò)快或過(guò)慢也會(huì)導(dǎo)致土工膜焊接不合格，夾膜焊縫檢測(cè)采用充氣法，焊縫合格后將上層土工布用封口機(jī)縫合。鋪設(shè)好的復(fù)合土工膜由專人看管，防止被人為或機(jī)械刮傷，保持表面清潔。為方便施工人員行走，土工膜又不被破壞制作行走梯放在渠道坡面，根據(jù)實(shí)際施工情況進(jìn)行移動(dòng)，這樣即避免土工膜被破壞，又能使現(xiàn)場(chǎng)施工人員在坡面上行走，還得解決因土工膜被破壞所造成的經(jīng)濟(jì)損失和返工。4、襯砌混凝土施工襯砌機(jī)構(gòu)造及基本原理滑模襯砌機(jī)為整體鋼架結(jié)構(gòu)，布料系統(tǒng)與襯砌系統(tǒng)結(jié)合為一體，因此設(shè)備自重大，跨越渠系建筑

8、物時(shí)搬遷困難，拆裝周期長(zhǎng)。但其具有良好的整體剛性，并事先進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力處理，克服了大跨度時(shí)機(jī)架自重產(chǎn)生的撓度，確保了渠坡中間部分的襯砌厚度，同時(shí)生產(chǎn)效率高，振搗密實(shí)、均勻，表面平整度好，節(jié)省勞動(dòng)力，非常適用于大規(guī)模的渠道襯砌。目前就南水北調(diào)中線來(lái)說(shuō)襯砌機(jī)生產(chǎn)廠家有很多，大規(guī)模生產(chǎn)的僅有山東、河南開(kāi)封兩大產(chǎn)家，部分為施工單位自己研制生產(chǎn)。用較為廣泛的混凝土襯砌機(jī)是SM8000 型多功能坡面襯砌機(jī)，該機(jī)型主要特點(diǎn)： 將混凝土布料、攤鋪、振搗、軋實(shí)布置在同一臺(tái)機(jī)架上，減小了整機(jī)重量，方便了搬遷拆裝； 機(jī)架高度采用電動(dòng)調(diào)節(jié)，省時(shí)、省力，可隨時(shí)調(diào)整坡度和攤鋪厚度； 布料車和振搗攤鋪車全部采用鋼絲繩牽引傳動(dòng)

9、運(yùn)行平穩(wěn)，電機(jī)采用變頻制動(dòng)專用電機(jī)，運(yùn)行速度隨意調(diào)整，制動(dòng)可靠； 主機(jī)前后輪箱采用鉸接方式連接R=150m范圍內(nèi)可自由行走； 布料、攤鋪、振搗、壓光互不影響。施工工藝及參數(shù)控制襯砌機(jī)的工況基本類似，布料都是由混凝土運(yùn)輸車通過(guò)上料皮帶傳輸至運(yùn)輸皮帶，運(yùn)輸皮帶通過(guò)下料斗在桁架上行走將混凝土攤鋪至渠坡坡面，混凝土入倉(cāng)塌落度控制在56cm，單趟鋪料時(shí)間為240”，下料小車行走速度控制在3.5m/min。在攤鋪混凝土的過(guò)程中用擋板將混凝土刮平并由后面的3臺(tái)振搗棒進(jìn)行初步振搗，振搗時(shí)間為20”，在混凝土布料時(shí)隨時(shí)檢查混凝土攤鋪厚度，攤鋪厚度必須比設(shè)計(jì)厚度厚34cm，有利于復(fù)振，在局部攤鋪不均勻的部位人工鋪

10、料找平。 河南生產(chǎn)的襯砌機(jī)振搗主要是在布料完成后將襯砌機(jī)行走至鋪料段，從下至上用安裝在襯砌機(jī)上的高頻平板振搗器或振動(dòng)棒進(jìn)行振搗，平板振搗器安裝高差為2，上高下低，上部振搗器振搗后的混凝土高度要比下部振搗器面板高2cm，利用混凝土與振搗器的高差進(jìn)行擠壓振搗，從而提高混凝土的密實(shí)度，振搗設(shè)備行走速度控制在5.8m/min，根據(jù)坡面長(zhǎng)度在適當(dāng)增加振搗時(shí)間。振動(dòng)小車從坡頂行駛至坡腳時(shí)，及時(shí)調(diào)整襯砌機(jī)高度，向下行走時(shí)不進(jìn)行振搗，振搗工序重復(fù)2-3遍，振搗完成后將襯砌機(jī)行駛至下一段進(jìn)行鋪料、振搗循環(huán)作業(yè)；山東襯砌機(jī)振搗主要是靠襯砌機(jī)本身的自重和四周箱體內(nèi)的振搗棒進(jìn)行振搗，整個(gè)施工工序都要不河南襯砌機(jī)要快。

11、平整度平整度一般先從人工修坡工藝進(jìn)行控制，再就是保溫板鋪設(shè)時(shí)用砂土或細(xì)砂找平進(jìn)行控制，最難控制也是最容易出現(xiàn)問(wèn)題的就是混凝土襯砌時(shí)的平整度控制，混凝土襯砌完成20min后抹光機(jī)進(jìn)行工作，抹光機(jī)在坡面上的行走主要是靠渠頂絞車慢速絞動(dòng)行走，絞動(dòng)速度控制在3m/min，抹光機(jī)完成抹面后進(jìn)行人工抹面?；炷梁穸然炷梁穸戎苯雨P(guān)系到施工質(zhì)量和項(xiàng)目成本，主要取決于坡面開(kāi)挖時(shí)是否存在欠挖現(xiàn)象和襯砌機(jī)工作時(shí)的工況，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前90的襯砌混凝土施工中混凝土損耗約占1015的比例，是一個(gè)很驚人的數(shù)據(jù)，為能把損耗減低到最小程度，在混凝土施工過(guò)程中安排一個(gè)專人在混凝土趟鋪時(shí)用對(duì)混凝土的厚度量測(cè)，若發(fā)現(xiàn)超澆部分及時(shí)在要

12、求誤差范圍之內(nèi)進(jìn)行襯砌機(jī)高度的調(diào)整。三、襯砌施工工法控制1、襯砌施工過(guò)程中對(duì)高程和襯砌坡面厚度控制是施工的重點(diǎn)由于襯砌機(jī)上下行走系統(tǒng)控制整個(gè)襯砌混凝土坡面的控制，因此襯砌行走系統(tǒng)對(duì)于控制襯砌厚度起到至關(guān)重要的作用，經(jīng)過(guò)襯砌經(jīng)驗(yàn)，襯砌機(jī)行走系統(tǒng)在襯砌過(guò)程中并不是一次調(diào)整就一勞永逸的，襯砌機(jī)在行走過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生垂直于坡面的壓力，該壓力不僅使襯砌坡面混凝土的厚度發(fā)生變化，并且會(huì)使襯砌機(jī)上下導(dǎo)軌發(fā)生位移，將改變襯砌坡面上口和下口的位置。因此在施工過(guò)程中測(cè)量人員必須全程跟蹤，每襯砌12m測(cè)量人員校核一次襯砌高程、襯砌坡面上下口的位置和襯砌導(dǎo)軌的高程、位置，以保證襯砌坡面的厚度和襯砌位置滿足設(shè)計(jì)要求。2、施

13、工過(guò)程中的養(yǎng)護(hù)及切縫隨著渠道襯砌長(zhǎng)度的延伸，渠道混凝土的養(yǎng)護(hù)工作也很關(guān)鍵?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)是保證和提高混凝土質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，特別是混凝土襯砌結(jié)構(gòu)壁薄，外露面積大的特點(diǎn)，養(yǎng)護(hù)工作尤為重要。必須安排專人負(fù)責(zé)。最常用的養(yǎng)護(hù)方法在混凝土的表面覆蓋塑料布和濕草簾。一般正常氣溫下，混凝土澆筑后618小時(shí)即可養(yǎng)護(hù)，根據(jù)實(shí)用水泥的不同和氣溫的不同養(yǎng)護(hù)的時(shí)間也不同，養(yǎng)護(hù)要勤灑水，始終保持混凝土表面濕潤(rùn)狀態(tài)。此外，還在混凝土表面覆蓋塑料薄膜，為混凝土提供溫濕的環(huán)境，從而使混凝土充分得到養(yǎng)護(hù)。塑料薄膜必須將混凝土面全部包裹嚴(yán)密，以保證塑料薄膜內(nèi)的凝結(jié)水不被蒸發(fā)。渠道養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)分為兩個(gè)階段進(jìn)行，首先是在襯砌混凝土完成后但

14、還沒(méi)有初凝前，將塑料薄膜鋪設(shè)在襯砌混凝土面上，保證混凝土表面的水分不會(huì)因?yàn)榇箫L(fēng)和高溫而迅速的蒸發(fā)掉，而內(nèi)部混凝土還沒(méi)有凝固，鋪設(shè)薄膜5小時(shí)后可將薄膜去掉，覆蓋草簾子，每隔2小時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)一次。由于渠道混凝土薄，夏季溫度較高，容易產(chǎn)生裂縫，因此及時(shí)的割縫是避免混凝土施工產(chǎn)生裂縫的最有效的辦法，溫度不同使混凝土初凝時(shí)間不一致，因此對(duì)于割縫的時(shí)間采取現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，混凝土初凝后立即割縫。結(jié)合襯砌機(jī)施工方法，將閉孔泡沫板加工時(shí)定做符合通縫尺寸的形狀，在泡沫板上釘上木條，在襯砌施工過(guò)程中預(yù)埋在混凝土里，混凝土初凝后將木條取出即可填縫。四、襯砌混凝土裂縫防治如何防治混凝土裂縫，首先應(yīng)從裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。現(xiàn)澆

15、混凝土襯砌渠道裂縫具有混凝土工程裂縫的共性，又有不同于大體積混凝土裂縫的突出表現(xiàn)。裂縫一經(jīng)形成，就很難自身愈合。根據(jù)工作中觀察，南北走向的渠道，陰陽(yáng)兩坡受日照、風(fēng)情等影響因素基本相同，因此兩坡的裂縫規(guī)律基本一致，造成裂縫產(chǎn)生的根本原因在于：混凝土由于受自身及外部介質(zhì)環(huán)境的影響，在溫度、濕度變化和周邊、基礎(chǔ)約束的作用下，會(huì)產(chǎn)生很大的約束應(yīng)力，容易產(chǎn)生裂縫；在現(xiàn)澆混凝土渠道襯砌中，水泥混凝土屬于薄壁輕型剛性結(jié)構(gòu)，具有較高的抗壓強(qiáng)度，但抗拉強(qiáng)度較低，適應(yīng)拉伸變形和不均勻變形的能力較差。所以，從結(jié)構(gòu)和運(yùn)行環(huán)境分析，現(xiàn)澆混凝土渠道裂縫主要是溫度應(yīng)力產(chǎn)生的，局部裂縫可能與施工質(zhì)量和渠道坡面的平整度有很大的

16、關(guān)系。 在工程地質(zhì)不穩(wěn)定地區(qū)，基土滑移、沉陷和高填方地區(qū)和渠基換填地區(qū)，由于回填土方預(yù)沉降時(shí)間不夠引起等也是導(dǎo)致渠道混凝土板裂縫的重要原因。當(dāng)?shù)刭|(zhì)滑動(dòng)拉力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)發(fā)生拉裂現(xiàn)象。（1）塑性收縮裂縫塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。此類裂縫常出現(xiàn)在混凝土表面, 形狀規(guī)則長(zhǎng)短不一，互不連貫，裂縫較淺，一般在混凝土澆筑后23h 左右出現(xiàn)。特別是當(dāng)外界氣溫高，風(fēng)速大，氣候干燥時(shí)易出現(xiàn)，主要原因是混凝土澆筑后未能及時(shí)用塑料薄膜覆蓋保濕，受風(fēng)吹日曬，表面游離水分蒸發(fā)過(guò)快，混凝土的強(qiáng)度不能抵抗這種應(yīng)力而裂縫。渠道邊坡澆筑襯砌混凝土，由于重力作用，混凝土下滑產(chǎn)生拉裂。（2）

17、干縮裂縫干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的半月左右。此類裂縫表現(xiàn)為表面性, 縱橫交錯(cuò)、無(wú)規(guī)律、分布不均, 表面為多沿短邊方向分布。主要原因是混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土受天氣條件的影響,表面水分損失過(guò)快, 變形較大,內(nèi)部濕度變化較小,變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束,產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫,相對(duì)濕度越低,水泥漿體干縮越大,干縮裂縫越易產(chǎn)生?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成份、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。（3）、沉陷裂縫沉陷裂縫常見(jiàn)于渠基換填處，高填方渠道和工程地質(zhì)不穩(wěn)定地區(qū)，呈較大的貫穿性沉陷裂縫, 往往上下或左右有一定的錯(cuò)距。其產(chǎn)生原因是混凝土下的地基或墊層壓實(shí)不均勻, 局部有松軟土基,夯實(shí)不夠，渠道填方頂預(yù)沉降不夠。對(duì)于以上三種裂縫的措施有：一是選用干縮值較小的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥；二是嚴(yán)格控制水灰比, 摻加高效減水劑來(lái)增加混凝土的坍落度和和易性, 減少水泥及水的用量； 三是襯砌完成后要及時(shí)的進(jìn)行割縫，以防止混凝土產(chǎn)生裂縫，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)要準(zhǔn)備足夠量的塑料薄膜，草簾子、大水桶等相關(guān)養(yǎng)護(hù)材料，襯砌澆筑一段