论文部分内容阅读
摘要：南水北调是目前世界最大的调水工程，以解决北方地区的城市生活与工业用水为主，兼顾农业用水。规划年调水97亿立方米，能极大的缓解我国北方缺水问题。中线工程主要以渠道输水，渠道混凝土施工采用了大型机械化渠道衬砌施工方案，极大的加快了施工进度又保证了施工质量。下面以淅川段施工七标为例就渠道混凝土机械化衬砌技术方案分析如下：
关键词：渠道衬砌 机械化 施工技术施工工艺 施工质量
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、工程概况
淅川段工程施工7标段位于河南省邓州市赵集镇境内，渠段起点桩号44+700，终点桩号52+100，总长7.4km，其中明渠长6.86km。过水断面采用梯形断面,渠道设计水深7.5m，渠道底宽15.5～20.5m，渠底纵坡坡比为1:25000，边坡坡长为20.57～31.28m，邊坡坡比为1:2.0～1:3.25。边坡衬砌混凝土厚度为10cm，底板为8cm。
二、渠道衬砌施工计划
根据国调办和中线建管局2013年主体完工，2014年汛后全线通水的总体目标要求，结合项目的实际情况，渠道衬砌计划于2012年7月开工，确保2013年10月底完工。平均月衬砌长度单坡面3000米。
三、渠道衬砌施工方法
3.1、施工准备
渠道衬砌施工准备主要包括：技术准备、材料准备、设备准备、人员准备。
（1）技术准备：正式施工前选取一段渠道作为衬砌试验段，试验段完成后及时将试验情况进行总结并上报，主要是确定衬砌机的各项参数以及人员配合。监理批复后根据批复意见编制渠道衬砌施工方案。施工前及时对各级施工人员进行交底。
（2）材料准备：施工前根据施工计划和施工图纸及时编制材料计划，由物资部门根据计划及时采购各类施工材料。渠道衬砌施工材料主要有P.O 42.5低碱水泥、人工砂石骨料、Ⅰ级粉煤灰、外加剂、强渗软式透水管、聚乙烯闭孔泡沫板、复合土工膜、逆止阀等。所有材料生产厂家必须是经过监理批准且资质齐全、质量有保证的单位。所有材料进场前必须及时取样检测，合格后方可使用。
（3）设备准备：渠道衬砌施工主要用到的设备有大型混凝土拌和站、混凝土运输车、渠道削坡机、渠道坡面（渠底）衬砌机、抹光机、切缝机、焊接机等。渠道混凝土衬砌机选用中线建管局明确使用的厂家合格产品。以保证渠道衬砌质量。
（4）人员准备：施工前对参与渠道衬砌施工的技术管理人员、现场施工人员进行详细的技术交底和施工动员，明确施工技术要求，质量控制点、安全注意事项。选择业务全面认真负责的人员担任施工班长。
3.2渠道坡面衬砌施工
渠道坡面衬砌作业机械化施工顺序如下：
施工放样→坡面整理削坡→排水设施沟槽开挖 →渠道排水设施的埋设与安装→土工膜铺设→衬砌混凝土浇筑→混凝土面板养护→伸缩缝施工。
3.2.1施工放样
施工放样：衬砌施工放样严格按照设计要求进行。渠口（底）边线的允许偏差：直线段±20mm，曲线段±50mm。
衬砌前对沿渠布设的测量控制网进行复测校核，测量精度满足设计要求后开始控制测量。
3.2.2坡面整理削坡
渠道改性土换填完成留足足够的沉降期后，就可削坡，由于水泥改性土换填后土质坚硬,需先粗削后精削，才能达到标准断面。粗削由挖掘机进行，测量人员现场控制，预留10-15公分保护层，坡面每间隔10m开挖一道样板槽，按样板槽进行坡面粗削。粗削坡应自上而下进行，将削坡土刮至渠底，自卸汽车运走。粗削后余下的10-15cm的保护层由削坡机进行坡面精削。削坡过程中要控制坡面的精度，以便及时矫正削坡机高度。渠道削坡不允许欠挖，超挖深度满足规范要求。
坡面修整：削坡完成后，对坡面局部土质疏松或土层接合面不好的部位可用C50水泥砂浆修补。精削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。
3.2.3排水沟槽开挖
排水沟槽包括坡面排水板的窄槽和坡脚排水沟的齿槽。
坡面排水板窄槽开挖：按设计图纸放线挂线，窄槽两边由人工用切割机切边，风镐开挖，人工修正。
坡脚排水齿槽开挖采用小型挖掘机进行，挖掘机斗选用50公分宽的挖斗，人工修正。
3.2.4排水板铺设和排水管安装：
排水板从坡顶向渠底铺设，排水板之间衔接要紧密，同时人字型排水板与直线型排水板之间的铺设后也要保证搭接部位的连通效果，并且排水板之间采用扎丝连接。保证排水板铺设完成后平整且与渠坡紧密接触，铺设要整齐平整紧贴基面不得出现局部悬空现象。铺设完成后保持板面完整，洁净，不踩踏、放置重物。
坡脚齿槽内排水管安装用钢筋架立，控制排水管的高程和轴线，接头用专用胶密封。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。
3.2.5复合土工膜
工程采用150g/m2-0.3mm-150g/m2两布一膜复合土工膜作为防渗材料，复合体为宽幅（幅宽大于5m）聚酯长丝针刺土工布。厚度≥2.7mm；断裂伸长率＞50%；断裂强力≥14kN/m；CBR顶破强力≥2.8 kN；撕破强力≥0.4kN/m；剥离强度≥6N/cm；耐静水压力≥0.6Mpa；垂直渗透系数＜10-11cm/s（PE膜）。加工过程中两侧土工布表面应有加糙工序，对土工布表面做加糙处理，不应采用通常的光滑表面，且土工布表面手搓时不得脱丝。各铺设幅之间搭接宽度不小于10cm。
（1）复合土工膜的铺设
将检查完好的整卷土工膜运至渠顶，预留足够长度后将土工膜从渠堤顶部缓慢铺设到渠底，上游边压下游边。铺设时注意张驰适度，要求土工膜与垫层面务必吻合平整，避免土工膜的损伤。铺设后对铺设的质量进行检测，以目测为主，对铺设不平、有褶皱的地方进行调整。两幅土工膜搭接处各向两端各延伸≥10cm，方便搭接。
复合土工膜铺设时注意事项：①铺设前要检查外观质量。搬动时应轻搬轻放，严禁放使用尖锐物体损伤土工膜；②铺设土工膜时，适当放松、避免应力集中，并避免人为硬折和损伤；③发现膜面有孔眼等缺陷或损伤，应及时用新鲜母材修补，补疤每边应超过破损部位15～20cm；④铺设过程中，作业人员不得穿硬底皮鞋及带钉的鞋；⑤在铺设过程中，为了防止大风吹损，在铺设期间所有的土工膜应用沙袋或轻柔性重物压住。
（2）复合土工膜的拼接
复合土工膜的连接分两个程序进行，即下、上层土工布的缝接，中层PE膜的焊接。土工布的缝接用手提缝纫机、尼龙线进行双道缝接，搭接宽度10cm；PE膜采用焊接工艺连接，拼接包括土工布的缝接、土工膜的焊接，为了施工方便，复合土工膜的焊接均在施工现场进行。
复合土工膜焊接质量的好坏是复合土工膜防渗性能成败的关键，所以务必做好土工膜的焊接，确保焊接质量。每次焊接前必须做焊接试验。
复合土工膜焊接程序：铺设、剪裁→对正、搭齐→压膜定型→擦拭尘土→焊接→焊接质量检查→对破损部位修复→复检修复部分→验收
主要焊接工具采用自动调温（调速）电热楔式双道塑料热合机、挤压焊接机、用塑料热风焊枪作为局部修补用辅助工具。焊接前用干净纱布擦拭焊缝搭接处，做到无水、无尘、无垢，土工膜应平行对正，适量搭接，根据当天的气候条件，调节焊接设备至最佳工作状态。根据试验焊机的一般温度调到300～350℃（依天气气温变化）,速度1～2m/min（焊接档位控制在2-3档之间）。
土工膜焊接完成后，立即对焊接进行检查验收，主要采用充气法进行检查。
首先进行外观检查，观察有无漏焊，接缝是否无烫伤损伤、无褶皱，是否拼接均匀，两条焊缝是否清晰、透明、顺直，无加渣、气泡、熔点或焊缝跑边等现象。如有漏焊、熔点等现象，立即采用热风枪进行补焊。
用加工的充气试验装置以0.15～0.2Mpa压力向双焊缝间充气，1-5分钟内压力无明显下降为质量合格。对所发现的漏焊、熔点等现象，立即用热风枪进行补焊。复合土工膜的质量检查应对每道焊缝进行充气实验，并编号标识留下映像资料。
四、质量控制要点：
1、施工设计的各项原材料质量是渠道衬砌混凝土质量控制的关键，严格坚持报审制度，不合格的原材料坚决杜绝进场。
2、混凝土配合比的设计尤为关键。强度保证率、经济合理性、混凝土的和易性等均应满足设计和施工要求。
3、严把质量验收关，包括土工膜的焊接、混凝土的强度检测、衬砌厚度、平整度检测。
关键词：渠道衬砌 机械化 施工技术施工工艺 施工质量
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、工程概况
淅川段工程施工7标段位于河南省邓州市赵集镇境内，渠段起点桩号44+700，终点桩号52+100，总长7.4km，其中明渠长6.86km。过水断面采用梯形断面,渠道设计水深7.5m，渠道底宽15.5～20.5m，渠底纵坡坡比为1:25000，边坡坡长为20.57～31.28m，邊坡坡比为1:2.0～1:3.25。边坡衬砌混凝土厚度为10cm，底板为8cm。
二、渠道衬砌施工计划
根据国调办和中线建管局2013年主体完工，2014年汛后全线通水的总体目标要求，结合项目的实际情况，渠道衬砌计划于2012年7月开工，确保2013年10月底完工。平均月衬砌长度单坡面3000米。
三、渠道衬砌施工方法
3.1、施工准备
渠道衬砌施工准备主要包括：技术准备、材料准备、设备准备、人员准备。
（1）技术准备：正式施工前选取一段渠道作为衬砌试验段，试验段完成后及时将试验情况进行总结并上报，主要是确定衬砌机的各项参数以及人员配合。监理批复后根据批复意见编制渠道衬砌施工方案。施工前及时对各级施工人员进行交底。
（2）材料准备：施工前根据施工计划和施工图纸及时编制材料计划，由物资部门根据计划及时采购各类施工材料。渠道衬砌施工材料主要有P.O 42.5低碱水泥、人工砂石骨料、Ⅰ级粉煤灰、外加剂、强渗软式透水管、聚乙烯闭孔泡沫板、复合土工膜、逆止阀等。所有材料生产厂家必须是经过监理批准且资质齐全、质量有保证的单位。所有材料进场前必须及时取样检测，合格后方可使用。
（3）设备准备：渠道衬砌施工主要用到的设备有大型混凝土拌和站、混凝土运输车、渠道削坡机、渠道坡面（渠底）衬砌机、抹光机、切缝机、焊接机等。渠道混凝土衬砌机选用中线建管局明确使用的厂家合格产品。以保证渠道衬砌质量。
（4）人员准备：施工前对参与渠道衬砌施工的技术管理人员、现场施工人员进行详细的技术交底和施工动员，明确施工技术要求，质量控制点、安全注意事项。选择业务全面认真负责的人员担任施工班长。
3.2渠道坡面衬砌施工
渠道坡面衬砌作业机械化施工顺序如下：
施工放样→坡面整理削坡→排水设施沟槽开挖 →渠道排水设施的埋设与安装→土工膜铺设→衬砌混凝土浇筑→混凝土面板养护→伸缩缝施工。
3.2.1施工放样
施工放样：衬砌施工放样严格按照设计要求进行。渠口（底）边线的允许偏差：直线段±20mm，曲线段±50mm。
衬砌前对沿渠布设的测量控制网进行复测校核，测量精度满足设计要求后开始控制测量。
3.2.2坡面整理削坡
渠道改性土换填完成留足足够的沉降期后，就可削坡，由于水泥改性土换填后土质坚硬,需先粗削后精削，才能达到标准断面。粗削由挖掘机进行，测量人员现场控制，预留10-15公分保护层，坡面每间隔10m开挖一道样板槽，按样板槽进行坡面粗削。粗削坡应自上而下进行，将削坡土刮至渠底，自卸汽车运走。粗削后余下的10-15cm的保护层由削坡机进行坡面精削。削坡过程中要控制坡面的精度，以便及时矫正削坡机高度。渠道削坡不允许欠挖，超挖深度满足规范要求。
坡面修整：削坡完成后，对坡面局部土质疏松或土层接合面不好的部位可用C50水泥砂浆修补。精削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。
3.2.3排水沟槽开挖
排水沟槽包括坡面排水板的窄槽和坡脚排水沟的齿槽。
坡面排水板窄槽开挖：按设计图纸放线挂线，窄槽两边由人工用切割机切边，风镐开挖，人工修正。
坡脚排水齿槽开挖采用小型挖掘机进行，挖掘机斗选用50公分宽的挖斗，人工修正。
3.2.4排水板铺设和排水管安装：
排水板从坡顶向渠底铺设，排水板之间衔接要紧密，同时人字型排水板与直线型排水板之间的铺设后也要保证搭接部位的连通效果，并且排水板之间采用扎丝连接。保证排水板铺设完成后平整且与渠坡紧密接触，铺设要整齐平整紧贴基面不得出现局部悬空现象。铺设完成后保持板面完整，洁净，不踩踏、放置重物。
坡脚齿槽内排水管安装用钢筋架立，控制排水管的高程和轴线，接头用专用胶密封。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。
3.2.5复合土工膜
工程采用150g/m2-0.3mm-150g/m2两布一膜复合土工膜作为防渗材料，复合体为宽幅（幅宽大于5m）聚酯长丝针刺土工布。厚度≥2.7mm；断裂伸长率＞50%；断裂强力≥14kN/m；CBR顶破强力≥2.8 kN；撕破强力≥0.4kN/m；剥离强度≥6N/cm；耐静水压力≥0.6Mpa；垂直渗透系数＜10-11cm/s（PE膜）。加工过程中两侧土工布表面应有加糙工序，对土工布表面做加糙处理，不应采用通常的光滑表面，且土工布表面手搓时不得脱丝。各铺设幅之间搭接宽度不小于10cm。
（1）复合土工膜的铺设
将检查完好的整卷土工膜运至渠顶，预留足够长度后将土工膜从渠堤顶部缓慢铺设到渠底，上游边压下游边。铺设时注意张驰适度，要求土工膜与垫层面务必吻合平整，避免土工膜的损伤。铺设后对铺设的质量进行检测，以目测为主，对铺设不平、有褶皱的地方进行调整。两幅土工膜搭接处各向两端各延伸≥10cm，方便搭接。
复合土工膜铺设时注意事项：①铺设前要检查外观质量。搬动时应轻搬轻放，严禁放使用尖锐物体损伤土工膜；②铺设土工膜时，适当放松、避免应力集中，并避免人为硬折和损伤；③发现膜面有孔眼等缺陷或损伤，应及时用新鲜母材修补，补疤每边应超过破损部位15～20cm；④铺设过程中，作业人员不得穿硬底皮鞋及带钉的鞋；⑤在铺设过程中，为了防止大风吹损，在铺设期间所有的土工膜应用沙袋或轻柔性重物压住。
（2）复合土工膜的拼接
复合土工膜的连接分两个程序进行，即下、上层土工布的缝接，中层PE膜的焊接。土工布的缝接用手提缝纫机、尼龙线进行双道缝接，搭接宽度10cm；PE膜采用焊接工艺连接，拼接包括土工布的缝接、土工膜的焊接，为了施工方便，复合土工膜的焊接均在施工现场进行。
复合土工膜焊接质量的好坏是复合土工膜防渗性能成败的关键，所以务必做好土工膜的焊接，确保焊接质量。每次焊接前必须做焊接试验。
复合土工膜焊接程序：铺设、剪裁→对正、搭齐→压膜定型→擦拭尘土→焊接→焊接质量检查→对破损部位修复→复检修复部分→验收
主要焊接工具采用自动调温（调速）电热楔式双道塑料热合机、挤压焊接机、用塑料热风焊枪作为局部修补用辅助工具。焊接前用干净纱布擦拭焊缝搭接处，做到无水、无尘、无垢，土工膜应平行对正，适量搭接，根据当天的气候条件，调节焊接设备至最佳工作状态。根据试验焊机的一般温度调到300～350℃（依天气气温变化）,速度1～2m/min（焊接档位控制在2-3档之间）。
土工膜焊接完成后，立即对焊接进行检查验收，主要采用充气法进行检查。
首先进行外观检查，观察有无漏焊，接缝是否无烫伤损伤、无褶皱，是否拼接均匀，两条焊缝是否清晰、透明、顺直，无加渣、气泡、熔点或焊缝跑边等现象。如有漏焊、熔点等现象，立即采用热风枪进行补焊。
用加工的充气试验装置以0.15～0.2Mpa压力向双焊缝间充气，1-5分钟内压力无明显下降为质量合格。对所发现的漏焊、熔点等现象，立即用热风枪进行补焊。复合土工膜的质量检查应对每道焊缝进行充气实验，并编号标识留下映像资料。
四、质量控制要点：
1、施工设计的各项原材料质量是渠道衬砌混凝土质量控制的关键，严格坚持报审制度，不合格的原材料坚决杜绝进场。
2、混凝土配合比的设计尤为关键。强度保证率、经济合理性、混凝土的和易性等均应满足设计和施工要求。
3、严把质量验收关，包括土工膜的焊接、混凝土的强度检测、衬砌厚度、平整度检测。