南水北調工程渠道襯砌施工

1、南水北調工程渠道襯砌施工一、南水北調工程概況南水北調工程總體規(guī)劃分為：東線、中線和西線三條主調水線路。通過三條調水線路與長江、黃河、淮河和海河四大江河的聯(lián)系，構成以“四橫三縱”為主體的總體布局，實現(xiàn)我國水資源南北調配、東西互濟的合理配置格局。南水北調工程已全面開工，主要為渠道工程，同時在途經(jīng)各省、市、縣、村時考慮了各種跨渠生產(chǎn)橋、交通橋、倒虹吸和渡槽來解決各地的出行、灌溉、防洪等問題。南水北調工程渠道工程主體設計基本為：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一條通縫，其余縱縫均為半縫，渠道在通過部分地下水位高的地段時進行渠基排水。二、渠道襯砌施工工藝南水北調工程是首次出現(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，不斷在摸索適合機械化施工的工藝，最終從質量、進度、效益三方面進行綜合控制，嚴格從每個細節(jié)嚴格抓起：渠道坡面修整、保溫板土工膜的鋪設、混凝土的澆筑、抹面、結構分縫的切割、養(yǎng)護，每道工序合理安排施工都與質量、進度、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、凝土施工流程圖機械修整基面渠道土方開挖人工修整基面保溫板鋪設或砂礫料鋪設養(yǎng)護（d）切縫養(yǎng)護（-2d）復合土工膜鋪設復合土工膜焊接襯砌混凝土施工從施工流程圖中來看，渠道襯砌混凝土施工同一般混凝土施工沒有太大的區(qū)別，對于施工單位來說，最主要就是從控制混凝土的質量、施工進度和成本控制三方面進行考慮。1、渠道坡面的修整渠道坡面修整分兩步進行，第一步：機械設備先進行修整，不能破壞原土基礎。機械設備修坡時先對坡面進行測量放樣，并安排人工隔510m的距離按照設計邊線預留510cm的保護層進行抽槽，方便設備工作時能很好的控制其尺寸。設備根據(jù)人工抽的溝槽進行修坡，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：人工進行坡面修整，人工修坡只需根據(jù)測量放樣單進行加密控制坡頂高程、坡面高程、平整度和渠底的開挖高程。三道工序中最主要，也是將來渠道襯砌混凝土的關鍵一個環(huán)節(jié)就是坡面的超欠挖現(xiàn)象的控制，這就要求測量放樣時特別要仔細，給現(xiàn)場施工人員出具的放樣單要準確無誤，現(xiàn)場施工人員在根據(jù)測量放樣單加密控制，加密采用網(wǎng)格掛線法進行，修坡時隨時對超欠挖進行修補，將平整度控制在±5mm，使用2m靠尺進行檢查。2、保溫板的鋪設坡面施工完成后，進行保溫板的施工，鋪設之前先對坡面再次進行檢查，若發(fā)現(xiàn)平整度較差的斷面，用細砂或砂土填平，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，在鋪設保溫板時有的部位需要裁斷，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單、快捷、經(jīng)濟的辦法進行，主要工具為：裁紙刀、2m木尺、鋼卷尺。保溫板采用竹纖固定。在鋪板時要注意板與板之間、板與坡面基礎之間緊密結合，這樣對襯砌混凝土的施工質量有保障，位置放好后用竹纖從板上面釘入，鋪好的板上面嚴禁穿帶釘鞋行走，以免損壞板的表面。鋪板完成后、鋪設復合土工膜之前同樣要對保溫板的接縫、平整度進行檢查，平整度控制在±5mm，使用2m靠尺進行檢查，接縫控制在02mm。3、復合土工膜的鋪設復合土工膜施工之前首先要對復合土工膜的

6、焊接工藝進行試驗，抗拉強度至少不能低于母材的80，從試驗得出適應與現(xiàn)場實際操作、施工的一些技術參數(shù)。復合土工膜材料尺寸為5.5m×50m，其作用主要是防水，為使土工膜浪費減少到最低限度，在鋪設時先將土工膜按尺寸、匹幅鋪好，膜與膜之間不能有褶皺，復合土工膜垂直于水流方向鋪設，膜與膜重合10進行焊接。鋪時將焊接接頭預留好后用剪刀剪斷。土工膜鋪好后要進行固定，堅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，以免被風吹走。準備工作完成后進行土工膜的焊接，焊接工藝及控制參數(shù)根據(jù)試驗結論進行實施，先用封口機將最下層的土工布縫合，再用熱楔焊焊機對夾膜進行焊接，焊機溫度控制在30035

7、0范圍內，行走速度控制在0.81m/min之間，溫度過高會導致土工膜被燙傷，溫度過低土工膜不能結合，導致焊縫不合格；焊機行走速度過快或過慢也會導致土工膜焊接不合格，夾膜焊縫檢測采用充氣法，焊縫合格后將上層土工布用封口機縫合。鋪設好的復合土工膜由專人看管，防止被人為或機械刮傷，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)實際施工情況進行移動，這樣即避免土工膜被破壞，又能使現(xiàn)場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)濟損失和返工。4、襯砌混凝土施工襯砌機構造及基本原理滑模襯砌機為整體鋼架結構，布料系統(tǒng)與襯砌系統(tǒng)結合為一體，因此設備自重大，跨越渠系建筑

8、物時搬遷困難，拆裝周期長。但其具有良好的整體剛性，并事先進行了預應力處理，克服了大跨度時機架自重產(chǎn)生的撓度，確保了渠坡中間部分的襯砌厚度，同時生產(chǎn)效率高，振搗密實、均勻，表面平整度好，節(jié)省勞動力，非常適用于大規(guī)模的渠道襯砌。目前就南水北調中線來說襯砌機生產(chǎn)廠家有很多，大規(guī)模生產(chǎn)的僅有山東、河南開封兩大產(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是SM8000 型多功能坡面襯砌機，該機型主要特點： 將混凝土布料、攤鋪、振搗、軋實布置在同一臺機架上，減小了整機重量，方便了搬遷拆裝； 機架高度采用電動調節(jié)，省時、省力，可隨時調整坡度和攤鋪厚度； 布料車和振搗攤鋪車全部采用鋼絲繩牽引傳動

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

10、料找平。 河南生產(chǎn)的襯砌機振搗主要是在布料完成后將襯砌機行走至鋪料段，從下至上用安裝在襯砌機上的高頻平板振搗器或振動棒進行振搗，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行擠壓振搗，從而提高混凝土的密實度，振搗設備行走速度控制在5.8m/min，根據(jù)坡面長度在適當增加振搗時間。振動小車從坡頂行駛至坡腳時，及時調整襯砌機高度，向下行走時不進行振搗，振搗工序重復2-3遍，振搗完成后將襯砌機行駛至下一段進行鋪料、振搗循環(huán)作業(yè)；山東襯砌機振搗主要是靠襯砌機本身的自重和四周箱體內的振搗棒進行振搗，整個施工工序都要不河南襯砌機要快。

11、平整度平整度一般先從人工修坡工藝進行控制，再就是保溫板鋪設時用砂土或細砂找平進行控制，最難控制也是最容易出現(xiàn)問題的就是混凝土襯砌時的平整度控制，混凝土襯砌完成20min后抹光機進行工作，抹光機在坡面上的行走主要是靠渠頂絞車慢速絞動行走，絞動速度控制在3m/min，抹光機完成抹面后進行人工抹面?；炷梁穸然炷梁穸戎苯雨P系到施工質量和項目成本，主要取決于坡面開挖時是否存在欠挖現(xiàn)象和襯砌機工作時的工況，據(jù)統(tǒng)計，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，在混凝土施工過程中安排一個專人在混凝土趟鋪時用對混凝土的厚度量測，若發(fā)現(xiàn)超澆部分及時在要

12、求誤差范圍之內進行襯砌機高度的調整。三、襯砌施工工法控制1、襯砌施工過程中對高程和襯砌坡面厚度控制是施工的重點由于襯砌機上下行走系統(tǒng)控制整個襯砌混凝土坡面的控制，因此襯砌行走系統(tǒng)對于控制襯砌厚度起到至關重要的作用，經(jīng)過襯砌經(jīng)驗，襯砌機行走系統(tǒng)在襯砌過程中并不是一次調整就一勞永逸的，襯砌機在行走過程中會產(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，并且會使襯砌機上下導軌發(fā)生位移，將改變襯砌坡面上口和下口的位置。因此在施工過程中測量人員必須全程跟蹤，每襯砌12m測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軌的高程、位置，以保證襯砌坡面的厚度和襯砌位置滿足設計要求。2、施

13、工過程中的養(yǎng)護及切縫隨著渠道襯砌長度的延伸，渠道混凝土的養(yǎng)護工作也很關鍵?；炷恋酿B(yǎng)護是保證和提高混凝土質量的重要環(huán)節(jié)，特別是混凝土襯砌結構壁薄，外露面積大的特點，養(yǎng)護工作尤為重要。必須安排專人負責。最常用的養(yǎng)護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小時即可養(yǎng)護，根據(jù)實用水泥的不同和氣溫的不同養(yǎng)護的時間也不同，養(yǎng)護要勤灑水，始終保持混凝土表面濕潤狀態(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。塑料薄膜必須將混凝土面全部包裹嚴密，以保證塑料薄膜內的凝結水不被蒸發(fā)。渠道養(yǎng)護工作應分為兩個階段進行，首先是在襯砌混凝土完成后但

14、還沒有初凝前，將塑料薄膜鋪設在襯砌混凝土面上，保證混凝土表面的水分不會因為大風和高溫而迅速的蒸發(fā)掉，而內部混凝土還沒有凝固，鋪設薄膜5小時后可將薄膜去掉，覆蓋草簾子，每隔2小時灑水養(yǎng)護一次。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間不一致，因此對于割縫的時間采取現(xiàn)場監(jiān)測，混凝土初凝后立即割縫。結合襯砌機施工方法，將閉孔泡沫板加工時定做符合通縫尺寸的形狀，在泡沫板上釘上木條，在襯砌施工過程中預埋在混凝土里，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，首先應從裂縫產(chǎn)生的原因進行分析。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，陰陽兩坡受日照、風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環(huán)境的影響，在溫度、濕度變化和周邊、基礎約束的作用下，會產(chǎn)生很大的約束應力，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構，具有較高的抗壓強度，但抗拉強度較低，適應拉伸變形和不均勻變形的能力較差。所以，從結構和運行環(huán)境分析，現(xiàn)澆混凝土渠道裂縫主要是溫度應力產(chǎn)生的，局部裂縫可能與施工質量和渠道坡面的平整度有很大的

16、關系。 在工程地質不穩(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)，由于回填土方預沉降時間不夠引起等也是導致渠道混凝土板裂縫的重要原因。當?shù)刭|滑動拉力超過混凝土抗拉強度時就會發(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)。特別是當外界氣溫高，風速大，氣候干燥時易出現(xiàn)，主要原因是混凝土澆筑后未能及時用塑料薄膜覆蓋保濕，受風吹日曬，表面游離水分蒸發(fā)過快，混凝土的強度不能抵抗這種應力而裂縫。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)護結束后的一段時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、無規(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外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同的結果：混凝土受天氣條件的影響,表面水分損失過快, 變形較大,內部濕度變化較小,變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內部約束,產(chǎn)生較大拉應力而產(chǎn)生裂縫,相對濕度越低,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、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。（3）、沉陷裂縫沉陷裂縫常見于渠基換填處，高填方渠道和工程地質不穩(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距。其產(chǎn)生原因是混凝土下的地基或墊層壓實不均勻, 局部有松軟土基,夯實不夠，渠道填方頂預沉降不夠。對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；二是嚴格控制水灰比, 摻加高效減水劑來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的進行割縫，以防止混凝土產(chǎn)生裂縫，同時現(xiàn)場要準備足夠量的塑料薄膜，草簾子、大水桶等相關養(yǎng)護材料，襯砌澆筑一段