摘要：南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠首～沙河南淅川段施工1标段位于河南省淅川县，输水渠道段起点桩号0+300，终点桩号8+400，总长8.1km。实验需完成内容是渠坡整理、粗砂垫层铺设、排水板铺设、衬砌混凝土浇筑、衬砌混凝土板伸缩缝施工、混凝土面板养护。
关键词：渠坡整理、粗砂垫层铺设、排水板铺设、衬砌混凝土浇筑、衬砌混凝土板伸缩缝施工、混凝土面板养护。
一、施工概述
1.1 工程概况
南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠首～沙河南淅川段施工1标段位于河南省淅川县，输水渠道段起点桩号0+300，终点桩号8+400，总长8.1km。
1.2 渠道衬砌混凝土施工布置
南水北调中线淅川段工程施工1标输水渠道衬砌混凝土施工范围为TS0+300～TS8+400段渠道一级马道以下的渠坡和渠底，全长约8.1km。渠道底宽10.5m和13.5m，回填120cm或100cm厚水泥改性土和10cm、20cm、25cm厚砂砾石垫层，渠底混凝土衬砌面板厚度为8cm；渠坡坡比为1:3和1:3.5，回填120cm厚或100cm厚水泥改性土，铺设4cm厚排水板，混凝土衬砌面板厚度为10cm。
二、渠道混凝土衬砌试验内容
2.1 试验段布置
本次渠道混凝土衬砌试验段选定为TS2+450～TS2+550段。
2.2 试验需完成的内容
渠坡整理、粗砂垫层铺设、排水板铺设、衬砌混凝土浇筑、衬砌混凝土板伸缩缝施工、混凝土面板养护。
2.3 试验中需注意的问题
（1）对渠底砂垫层的压实比较困难，与砂级配、含水率关系密切。
（2）混凝土收面压光时间较长。
（3）混凝土养护需水量大。
（4）切缝时间较长，影响混凝土初期养护工作。
三、编制依据
（1）南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠首～沙河南（中线建管局直管项目）淅川段工程施工1标投标文件及合同文件（合同编号：ZXJ/SG/XCD-001）；
（2）渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程；
（3）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002；
（4）《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001；
（5）《渠道防渗工程技术规范》SL18-2004。
（6）相关施工图纸等
四、施工准备
4.1 施工道路
施工道路主要为混凝土运输道路，采用引丹干渠左、右岸沿渠路。
4.2 施工用电
施工用电主要为衬砌机施工用电、夜间施工照明等，由布置在主渠道TS2+450处400KVA变压器供电，在变压器旁布置1台200KVA发电机，以防止突发性停电。
4.3 施工用水
施工用水主要为混凝土拌和用水和衬砌混凝土面板养护用水。
混凝土拌和水源为Ⅰ-2-1营地正北方向0.8km处的水井，满足混凝土生产用水。
混凝土养护用水由5t洒水车从混凝土拌和水源取水，运输到施工现场。
六、施工方法
6.1 渠坡及渠底处理
削坡前，由现场技术员配合测量人员定出渠肩线、坡脚线的位置、高程，在各控制桩上做出明显的标记。
预留超过0.3m厚的保护层，先用挖掘机进行渠坡粗削，余下的10～20cm保护层由削坡机进行精修。为保证削出的坡面平整，可以将挖掘机的斗齿改造成平板状。粗削坡应自上而下进行，将削坡土刮至渠底，运至指定地点。
坡面精修及余土收集是采用XCFM08 型渠道基面削坡机进行机械化施工。基面精修是以上下一个往返为一个完整的作业流程。在作业车上行时，旋耕刀将基面土层打松；返回下行时，螺旋自动将松动的土层向下刮平，并将余土向下收集；余土收集铲斗的底沿应调整到高出螺旋底沿50～100mm以上为宜，在运行过程中将余土铲起并送到输送带上，留有未清完余土，随后由清扫滚筒完成，再通过下行车上安装的水平皮带机和扬高皮带机扬出作业面，自卸汽车拉运出工作面。
施工过程中要随时观测削过的坡面是否符合设计要求，以便及时矫正削坡机。削坡土要及时清理，以防埋过轨道而影响后续作业。渠道削坡不允许欠挖，超挖深度不大于1cm的规范要求。本试验段削坡施工满足规范要求。
削坡工序完成后，当下道工序不能及时施工时用塑料布或土工布对坡面进行覆盖。防风保水、防止雨水冲刷，以达到坡面不开裂、不变形、不出现雨淋沟的目的。
6.2 齿槽、排水槽开挖
（1）开挖顺序：挖排水沟槽→削排水沟槽以下坡面（削至砂垫层顶面高程）→齿槽开挖。
（2）人工挖齿槽时，顺便将靠近齿槽外边50cm范围内清理至立模高程。
（3）沟槽验收合格后，在中槽底部摊铺20cm粗砂垫层并夯实，铺设软式透水管并安装逆止阀，回填粗砂并夯实。边槽固定PVC管及逆止阀。
（4）管道预留接头部位应包裹保护，以防回填料及其他杂物进入管道中，影响排水效果。雨季施工时，需增加降排水措施，严禁沟槽泡水，避免浮管发生。回填前检查沟槽内有无积水、杂物。透水管铺设完成后不得堆放重物。应即时回填，严禁安装完成的管道长期暴露。
（5）逆止阀表面与坡面平行，且不能高于衬砌坡面。
6.3 粗砂垫层铺设
（1）粗砂垫层选用天然砂，设计图纸对粗砂原材料的要求为：颗粒级配良好、质地坚硬的粗砂或砾石，砂中不得含有杂草、树根等有机杂质，含泥量不得超过3%，细度模数大于3.1，渗透系数不小于1×10-3m/s。
经压实后的砂垫层相对密度不小于0.7，表面平整度误差不大于1cm。
（2）砂垫层铺设：
a.为了把砂料的含水率控制在试验拟定的最优含水率范围内，铺砂前先由试验人员对砂料做含水率试验，现场根据试验结果，向砂料中加适当的水，拌和均匀。
b.布料时同时开启平板振动器和找平滚，对砂垫层进行压实。
（3）相对密度检测：采用灌水法。
6.4 渠坡排水板铺设
（1）铺设前准备工作：测量人员重新校验控制桩的平面位置和高程，各控制边线和高程桩核实无误后，用水准线标出横断面起止线、坡顶、坡底铺装边线，然后进行排水板的铺装工作。
铺设前对照图纸，进行排水板位置放线，将排水板位置用墨线弹在坡面上，经复核无误后，方可进行下道工序。
（2）刻槽：采用切割机沿着墨线进行切割，切割深度为排水板厚度。
（3）起土：人工使用十字镐进行沟槽开挖，铁锹修整沟槽。
（4）排水板铺设：沟槽开挖完成，经质检部门验收合格，方可进行排水板的铺设。排水板的土工布要包裹严密，接头不留缝隙，防止混凝土浇筑过程中，水泥浆进入，堵塞排水通道。
6.5 混凝土运输
混凝土水平运输采用2台10m³混凝土罐车运输。混凝土垂直运输采用渠道衬砌机入仓。
拌和站与现场协调一致，随时听从现场负责人安排实施拌和，保证现场机不等料、料不等机。
每次装运混凝土前，必须将罐车内清洗干净，保持罐内湿润、无存水；
混凝土运输罐车在装、运、卸过程中杜绝加水。每次施工完成后，停车时必须仔细清洗罐内的残留物。
6.5.3 施工准备
施工前，对施工现场准备工作进行如下检查；
首先检查和校对原材料的规格和混凝土配料单是否与设计配合比相符合，各项指标是否合格。
校核轨道板高程和基准线位置；
待衬砌段左右铺设防滑梯板，便于施工人员坡面作业。
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拌和系统应运转正常，运输车辆准备就绪；
衬砌机在仓面起始位置调整好坡比、并设定衬砌机上下液压升降机构调节衬砌板衬砌板厚度的设置，板厚与设计值的偏差为-5%～+20%，空载试运行正常；
桁架抹面机和振捣棒、平板振捣器等其它工器具准备情况及运行状态正常；
上述各项内容准备齐备、具备验收条件后，报送开仓报审表，待监理工程师批复后，开始混凝土浇筑。
6.5.4 混凝土施工
（1）开始浇筑前，首先在现场及时检测罐车出口混凝土的坍落度，塌落度控制在40mm～60mm，这样既能保证正常布料，又能保证混凝土能稳定在坡面上，不出现滑涌现象。
施工现场安排专人指挥布料。布料时，先向料斗及皮带上面洒水使其湿润（且无水流）。混凝土罐车将混凝土拌和物卸在料斗内，由螺旋上料机将混凝土输送至皮带机上，由皮带机将料物运送至导料管，混凝土经导料管流入临时储料仓，由螺旋布料器将混凝土均匀摊铺于工作面，混凝土经布料系统自带的振捣器振捣密实。衬砌机在料斗布满料后先开动振捣器，后行走，在行至接头位置或者停机待料时先停行走后停止震动，以保证混凝土料的振捣均匀。
（2）混凝土摊铺压实、振捣提浆
由于本衬砌机特性，齿槽处和渠肩平台处需人工配合衬砌机施工，故分三部位: 齿槽处、坡面、渠肩平台处。
齿槽部位：由衬砌机将混凝土分层摊铺于齿槽中，布料时开启50振捣棒振捣该齿槽部位，至表面泛浆，混凝土拌和物不再明显下降为止。
坡面：滑模式衬砌机在临时储料仓布料达到2/3后先开动高频低幅振捣棒15～20s后，再开动行走大车进行坡面混凝土衬砌工作，以保证混凝土料的振捣均匀、密实。衬砌机行走速度由行走电机（变频调速电机）调节，上下两组车轮组得行走速度一致。
因本衬砌机振捣提浆与摊铺压实为同时进行式，振捣与行走速度应相适应，才能保障坡面混凝土均匀、密实。根据试验，以混凝土表面浆液丰富、无漏石且能满足收面为准，行走速度以4m/min为宜。
坡面上若出现露石现象，由人工及时填补原浆。
渠肩平台处: 该部位经衬砌机铺料后，由专人将该部位多余混凝土铲走，沿基准线整平后用平板振捣器振实。
齿槽处和渠肩平台处安排专人施工，需保证混凝土密实、上下内侧棱线顺直。
（3）混凝土的浇筑方向是沿渠道下游至上游进行，所有施工缝均设置在通缝处。当上仓混凝土开始施工时，可先在混凝土侧面上用双面胶将泡沫板粘牢，通缝板高度与混凝土板相同（10cm），在上部2cm处用美工刀划开，但不切透，等后期进行密封胶填缝施工时再撕开拉出。
（4）两个仓面的接合处，在混凝土摊铺后及时用两米靠尺检测，铲除超厚的混凝土，并用振捣棒适当振压提浆，同时人工配合清除边缝处的混凝土石渣等，可避免错台现象的发生。
（5）混凝土抹面施工
混凝土摊铺机后面的摊铺宽度约有2～3m以上时，便可用抹面机进行抹面、收平、进一步提浆，首次抹面时，混凝土表面还比较稀软，从下而上进行，抹面机的适易高度以刚好接触到混凝土表面为好。在向下放抹面盘时，应先转动磨盘、后下降落，不可将磨盘下降到位后再开动转盘，这样电机不易转动，会导致烧毁电机。
抹光机每次移动间距为2/3圆盘直径，在连续作业时能保证不发生漏抹、表面均匀一致为宜。
边角处人工抹面找平及收光。
坡顶及坡底抹面机不能到的位置全部由人工进行抹面，两侧有边模的位置，采用人工及时进行修理。
（6）机械收光
用抹面磨盘对混凝土表面进行磨平以后，用手指轻压混凝土表面，当表面发硬、但稍有痕印时，便可及时进行压光处理，消除表面气泡，使混凝土表面平整、光滑无抺痕。
过早不易压光，会有划痕；过迟会因局部的不平，抹不到的位置，表面发白，不美观。
收光时间主要集中在混凝土衬砌后的3h～5h内进行，保证了混凝土的表面平整、光洁。
6.5.5 坡面混凝土板厚度检测
（1）衬砌机行走时，现场技术人员随时检测衬砌机滑板下净空厚度和已衬砌面板厚度，发现异常情况及时报告，查找原因及时调整。
（2）该衬砌机为滑模式，因其特性，衬砌后混凝土厚度即为坡面混凝土厚度。
6.5.6 混凝土养护
完成抹面及收光后的混凝土应及时进行保湿养护。
（1）保湿养护方式：衬砌混凝土板在切缝前，用土工布覆盖洒水保湿养护。为防止养护膜被风吹起影响养护效果，土工布四周及坡面上均用砂袋压稳。
（2）养护期：衬砌砼保证养护时间不少于28天。
6.5.7 切缝
试验段施工处于夏季。混凝土面板的切割时间控制在30小时后及时进行，总的控制时间为300个温度时。此时，混凝土强度已经达到5～7Mpa左右，能保证切割时不飞棱掉角，为保证不断板，先切割纵向通缝，然后再纵横半缝同时交叉切割。
切缝用的轨道刚度要有保证，切缝深度满足规范要求即可。
（1）纵缝切割
轨道搭设时，应从坡脚最下部开始，方法为：①先放线，定出要切缝的位置；②在最下部打钢筋撅，沿坡面支撑带有丝顶托的架管，沿架管顶部铺设水平方向的方管轨道或角钢轨道，调整丝杠的长度，使其轨道与纵缝平行；③用绳子牵引切缝机沿坡面缓缓放到轨道位置，小心摆正位置，再次调整丝杠的长度使金刚石刀片在与坡面垂直方向刚好与要切的缝相吻合；④在预切缝的正前方固定一台专用的手动慢速减速机，减速机的牵引绳用直径以4mm的镀锌钢丝(6×21或更软的钢丝绳)为宜；⑤因设备自带水箱在坡面上已不能发挥作用，采取在坡面上部的一级马道上放置两个容量约1m3的塑料水箱（方便移动），用塑料软管向切割机供水；⑥移动配电箱应按国家用电安全标准购置或单独安装，漏电保护系统应经现场检测，必须灵敏有效；⑦各项准备工作做好后，可进行试切。观察行走时，所切的缝是否平顺且行走是否方便省力。若行走困难，缝宽明显不够1cm，可能是所制作的下边线前后导轮外切线与切割片平面不平行所致，应及时进行校验。另外在切割时，应注意观查水路是否畅通，以免切割片受热变形。
（2）横缝切割
横缝的切割，保证施工安全，应从坡上开始向下进行，总体程序相对于纵缝的施工比较容易，只需将减速机固定在坡面顶部（需高出坡面线），缓缓向下切缝，到底部时，用木板搭投起平台，方便切割机行走。
适当调整刀片入缝深度，便可进行横缝切割。一人扶切割机，一人在上面摇减速机便可正常施工，减速机的速度及手摇力度由操作人灵活掌握。
八、试验成果整理
试验成果分析时优选原则是：在满足设计要求的前提下，确定生产性施工参数，包括衬砌机的行走速度、振捣时间、抹面压光的适宜时间和遍数以及切缝时间。
九、质量控制
1、混凝土入仓前进行塌落度和含气量检测。
2、混凝土下料时的自由下落高度不大于1.5m。
3、保持布料均匀。
4、衬砌机应匀速连续工作。
5、控制振捣时间，避免过振或欠振。
6、衬砌混凝土施工一段长度后，注意混凝土养护，保持混凝土表面湿润。
十、安全文明施工及现场保护
1、详细制订各专业工种的安全技术操作规程，如机械工、模板工、砼工等工种的操作规程；安全技术教育的内容应主要体现在技术操作规程上，写明要领，指出安全习惯和关键问题，并尽可能把操作步骤表达清楚。建立班前活动制度，各分项工程施工前各班组负责人应做好本班组的安全教育工作，并对班前安全活动进行记录。
2、施工员、专职安全员在各分项工程施工前，要进行详细可靠的安全技术交底，交底内容要包括：
（1）常规操作要求、施工规范要求。
（2）根据施工内容需采取的安全技术措施。
（3）按有关施工安全操作的要求，对关键工程实行的有针对性的安全技术交底。如施工现场临时施工用电、施工机具安全使用等。
3、施工现场挂好醒目的安全标志、安全宣传牌，警示、提醒每个进入现场的施工人员注意安全，防止人员发生意外。作业环境合理采用不同的色彩，尽量减轻作业人员眼睛及全身的疲劳，降低事故频率。
4、施工人员进入施工现场必须按要求配戴好安全帽，凡衣冠不整、穿拖鞋者一律不许进场，对发现违规者予以罚款处理，屡教不改严禁进入施工现场，安全帽必须经试验合格后才能使用。
结束语：
（1）通过试验，检验衬砌机械性能，细化衬砌各工序的操作与衔接；
（2）确定粗砂垫层的施工含水量和虚铺厚度、碾压遍数等。以便指导渠道大规模衬砌施工。
（3）确定衬砌机的工作参数：包括衬砌机的行走速度、振捣时间、抹面压光的适宜时间和遍数以及切缝时间；
（4）确定施工配合比。如检验新拌混凝土坍落度、含气量、泌水量、水胶比等；
（5）确定辅助机械、机具和人力资源的配置。如辅助机械的种类和数量，使用各种机械、机具的人员数量等；
（6）确定施工产量和进度，完善施工进度；
作者简介：蔡祥（1974-3），男，汉族，辽宁省丹东市人，高级工程师，中国水利水电第六工程局有限公司一分局项目经理，主要从事水利水电施工及经营管理工作。单位：中国水利水电第六工程局一分局
论文作者:蔡祥
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/2
标签：混凝土论文; 渠道论文; 淅川论文; 沟槽论文; 表面论文; 作业论文; 厚度论文; 《基层建设》2017年3期论文;