大型引水工程渠坡衬砌工序分析

□ 吕占彪（黄河工程咨询监理有限公司）

大型调水工程一般属于线性工程，沿线地质条件变化大，施工标段多，施工、管理等水平参差不齐，建设过程很难实现标准化、规范化、程序化运作，尤其是渠坡衬砌施工，不仅技术含量高，施工困难，而且进度难以把控。为此，文章以南水北调中线干线工程河南段工程为依托，通过对渠坡衬砌施工的经验总结，认为渠道衬砌分为渠床整理、永久排水系统、砂砾石垫层、保温板、复合土工膜、衬砌混凝土以及伸缩缝等七大工序最为合理，且易于控制，可为类似调水工程渠坡衬砌施工提供参考。

1 渠床整理

渠道整理是渠道混凝土衬砌的前置工作，其质量和进度直接影响到渠道衬砌的实施，其施工方法通常包含粗削坡和精削坡两部分。

1.1 粗削坡

一般采用挖机施工。粗削坡保护层按照10～15 cm控制。采用先抽槽、后扩挖的开挖方法，具体为沿渠道方向每隔10m距离用挖掘机自上而下开挖一道1.50m宽的槽子，抽槽过程用全站仪现场跟踪控制，避免超挖，然后相邻两个槽子之间的部分不需挂线，直接用挖掘机挖除。

1.2 精削坡

1.2.1 机械精削坡

首先安装轨道，轨道加固完成后，采用吊车辅助安装削坡机，然后对削坡机进行调试。调试正常后，用测量仪器控制，将削坡机的机架调整到与设计坡比一致。利用测量仪器校核坡面高程，根据校核结果调整削坡进刀深度，确保削坡质量满足设计要求。

1.2.2 人工精削坡

以人工为主，挖机配合为辅。人工削坡时进行精确放样，沿坡面每5m自上而下挂一条顺坡线，每两根顺坡线之间挂一条可以自上而下移动的横线。人工削坡根据测量放线位置从上到下边进行，边用钢卷尺控制高度，随修随测。

1.3 渠底渠床整理

渠道渠床整理主要包括：渠底渠床粗开挖、渠底渠床精开挖。施工中一般渠底排水沟的开挖与渠底渠床精开挖同步协调进行。

渠底渠床粗开挖一般采用挖机配合推土机施工。开挖完成后，应及时对预留复合土工膜进行保护。

粗开挖完成一段距离后，实施人工配合挖机精开挖。精开挖完成后，人工采用扫把等将表面浮土清理干净（砂质基面除外）。

2 永久排水系统

永久排水系统主要包括：排水沟槽的开挖，透水管（排水板）的铺设，三通、四通的安装，粗砂填筑、振捣，逆止阀的安装等。

重点注意逆止阀的安装，方法如下：逆止阀的安装分为在混凝土浇筑前安装和在混凝土浇筑过程中安装两种形式，两种安装方法各有利弊。浇筑前安装的方案一般在渠坡的人工衬砌和渠底衬砌时实施，该方案操作相对简单，但是容易在浇筑过程中出现衬砌机损坏逆止阀的现象。浇筑后安装的方案一般在渠坡机械衬砌施工时实施，该方案能够保证逆止阀的完好性和外观质量。

3 砂砾石垫层（反滤系统）

砂砾石垫层铺设振捣分为人工铺设振捣和机械铺设振捣。

人工铺设：砂砾料摊铺前先画线分格，在作业面铺设方钢控制厚度及高程，方钢间距约为4m；机械配合人工摊铺并粗略整平，再用4名工人共同使用1根刮杠，沿着方钢从一端向另一端将垫层刮平，缺料部位人工补足后再用刮杠刮平，多余料人工铲走；人工或借助设备拖动振动板振捣密实；最后人工使用刮尺对砂砾料平整度进行修整，直至满足设计要求。施工过程中的各种施工参数，比如虚铺厚度、振捣设备功率、振捣遍数等需经过工艺试验确定。

机械铺设振捣：先铺设轨道，对轨道和机械进行校核；然后装载机运输砂砾料至坡面，刮砂振砂机摊铺整平振捣密实；最后人工使用刮尺对砂砾料平整度进行修整，直至满足设计要求。机械压实采用进退错距法，严格控制压痕的搭接宽度，若采用振动梁，压痕的搭接宽度宜≥50 cm，若采用平板振动器，压痕的搭接宽度宜>振动器宽度的1/3。

渠道坡脚、渠道与建筑物交叉等部位垫层填筑，采用人工连环套打夯填方法。夯压夯1/3夯径，行压行1/3夯径，使平面上夯迹双向套压。分段、分片夯压时，夯迹搭接的宽度≥10 cm。

4 保温板

保温板的施工应首先设置控制线，利用渠坡削坡（渠底清理）在坡肩、坡脚以及坡面（渠底）上设置的高程控制桩，按施工图纸给出的保温板铺设高程，挂设保温板铺设高程控制线，作为渠坡（渠底）复测和保温板铺设高程的控制标准；保温板铺设应沿渠道轴线方向有序错缝铺设。渠坡保温板应自下向上顺序铺设，严禁直接踩踏铺设完毕的保温板。每块保温板铺设完毕后，要及时固定；保温板固定可选用长度适宜的U型钢钉，保证保温板紧贴基面，无架空、不下滑。固定保温板时，应将固定材料通过保温板面钉入到基面内，固定材料顶部略低于保温板面2mm左右，梅花状布置，每块保温板的固定点应不少于3个。

5 复合土工膜

复合土工膜施工主要包括：复合土工膜的铺设、焊（粘接）接。

5.1 渠坡复合土工膜

铺设时由坡肩自上而下滚铺至坡脚，坡肩预留约80 cm（宜根据不同的设计方案及固定方法确定）复合土工膜，渠底结合部预留搭接长度≥70 cm。铺设过程中可用编织袋装土覆压（或其他方法）固定，随铺随压，以防止复合土工膜滑移。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。每班焊接施工前必须进行工艺试验，确定施工参数。

5.2 渠坡复合土工膜的固定和仓位支护

首先，开挖坡顶固定土工膜的沟槽；其次，人工拉展复合土工膜，并使用埋槽法固定；然后，将齿槽内复合土工膜铺设好并用隔板固定；最后，支护模板。齿槽部位的复合土工膜应松弛适度，且与齿槽贴紧，铺设完成后及时采用临时支撑固定，支撑约2m左右一个。复合土工膜的固定亦可采用钢管配合钢钎法，但是施工时，应注意预留足够的长度。

6 衬砌混凝土

渠道混凝土衬砌主要包括机械衬砌（渠坡机械衬砌）和人工衬砌（渠坡人工衬砌）。

6.1 机械衬砌

6.1.1 混凝土的拌和

试验室应根据检测砂石骨料等的含水率对设计配合比进行调整后开具施工配合比。混凝土拌和前，先将拌和设备用水浸润并排除干净，然后进行混凝土试拌，试拌合格后，方能用于施工。

6.1.2 混凝土运输

混凝土运输应采用混凝土罐车，罐车的容量≥6m3。混凝土罐车配置数量，根据浇筑需求、拌和站的拌和能力、衬砌施工进度、运量、运距及路况等确定。

6.1.3 混凝土布料振捣

衬砌机调试应遵循“先分动，后联动；先空载，后负荷；先慢速，后快速”的原则。混凝土的卸料高度≤1.50m。混凝土布料应先布齿槽，齿槽布料的范围应超前2m或者一副衬砌机布料宽度以上。

采用螺旋布料器布料，混凝土经输送带运至布料机接料口，进入集料箱，开动螺旋输料器均匀布置。开动振动器和纵向行走开关，边输料边振动，边行走。布料较多时，开动反转功能，将混凝土料收回。布料宽度达到2～3m时，开动成型机，启动工作部分开始二次振捣、提浆、整平。施工时料位的正常高度应在螺旋布料器叶片最高点以下，不应缺料。

采用皮带输送机布料，衬砌机的侧面设有分仓料斗，自行式滑动刮刀分料。施工中应设专人监视各分仓料斗内混凝土数量，及时补充，保持各料仓的料量均匀，防止欠料。

6.1.4 混凝土抹面收光

混凝土布料振捣完成后，适时进行混凝土的抹面提浆作业。混凝土的磨盘自下向上进行抹面作业。磨盘的压痕约为磨盘直径的1/3。机械抹面次数一般控制在2遍以内。人工收面压光应在混凝土初凝前完成，但不宜过早。

6.2 渠坡人工衬砌

墩柱开挖时应注意：坡比应按设计要求进行开挖，不应形成垂直坡；为保证回填质量及利于施工，基坑的四周宜削成缓弧状；开挖时，基坑死角、坑洞、松动部位、棱角需进行局部处理；基坑四周虚土清除干净，否则易形成薄弱层。

7 结语

通过对渠坡衬砌重要工序施工方法的研究，以渠床整理、永久排水系统、砂砾石垫层、保温板、复合土工膜以及衬砌混凝土等关键工序，详细的分析了这些工序的施工方法。为渠坡衬砌的施工提供了方法和详细的施工标准，为渠坡衬砌的规范化施工提供参考，也为未来渠坡施工标准的制定提供了依据。

[1]汪伦焰.大型调水工程永久排水系统工法及质量控制[J].河南水利与南水北调，2013（14）.

[2]周仁祖.渠道衬砌机在尼勒克一级水电站中的应用[J].四川水力发电，2011（02）.

[3]梁孝海.探讨渠坡混凝土浇筑衬砌施工[J].中国农资，2013（28）.

[4]王彩玲.南水北调中线渠道混凝土衬砌机械化施工的细节控制[J].水利建设与管理，2012（3）.