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摘要：南水北调中线工程以明渠为主，为节约混凝土工程量，明渠衬砌均为薄壁素混凝土结构，防裂问题突出。南水北调中线穿黄一标工程渠道衬砌施工期间，通过在混凝土配料、浇筑、养护等环节采取综合技术措施，增强混凝土自身抗裂能力，改善混凝土初期环境，防裂效果显著。
关键词：渠道 薄壁 混凝土 防裂 技术
中图分类号：TV331文献标识码： A
1.工程简介
穿黄工程南岸连接明渠总长4628.57m，起点为庙王公路与渠道相交处，终点与隧洞进口相接，全段均为挖方型渠道，挖方深度20～40m，布置了120m、130m、140m马道。渠道过水断面为梯形，位于120m以下，设计渠底宽度12.5m，边坡坡度1:2.25，渠道纵坡1/8000。渠道衬砌结构自下而上分为排水系统、基层、混凝土板，分述如下：
⑴ 排水系统：
排水系统由排水沟及集水井组成，排水沟中心线起始于K0+100，分纵、横两个方向分别设置，并相互连通。纵向排水沟共计6条，其中底板两侧各有1条主排水沟，断面为梯形，底宽0.81m，高0.58m，坡度1:0.3。两岸边坡各两条排水支沟，断面为0.2×0.31m，分别布置在距齿墙外侧面2m和6.5m(水平距离)的坡面上。横向排水沟顺水流方向间距为5m，槽宽0.2m，两端与坡面纵向排水管相接。
集水井分A、B两种型式，A型集水井起始于桩号K0+100，顺水流方向间距100m，B型集水井布置在渠道一侧，起始于桩号K0+500，顺水流方向间距500m，右侧、左侧交错布置。
⑵ 基层
坡面基层自下而上组成为：5cm厚砂砾石垫层+2cm厚保温板+复合土工膜（900g/m2）；
底板基层自下而上组成为：15cm厚砂砾石垫层+2cm厚保温板+复合土工膜（900g/m2）。
⑶ 混凝土板
渠道内坡、底板、齿墙及封顶板均采用C20F150W6现浇聚丙烯合成纤维混凝土衬砌，坡面、底板、封顶板厚0.1m，齿墙断面为0.3×0.5m(宽×高)。
渠道衬砌横缝间距一般为4m，缝宽1cm，通缝、半缝交错布置，下渠台阶处缝宽2cm，为通缝。顺水流方向分缝从渠底起，间距一般为4m，缝宽1cm，通缝、半缝交错布置，最后一块板长根据120马道高程控制。通缝结构为：8cm聚乙烯泡沫塑料板+2cm聚硫密封膠，半缝结构为：5.5cm聚乙烯泡沫塑料板+2cm聚硫密封胶。
2.混凝土制备
2.1混凝土技术指标
根据设计文件要求，渠道衬砌混凝土级别为C20W6F150，属于混凝土配置的基本要求。
从施工角度出发，坍落度是一个重要的控制指标。渠道混凝土一般采用拌合车运输，要求混凝土具有一定的坍落度，否则卸料困难。穿黄一标的渠道边坡坡比为1：2.25，坍落度偏大，混凝土在坡面上容易溜滑，摊铺和振捣困难较大；同时，混凝土坍落度大，更容易出现裂缝；综合上述要求，混凝土坍落度参照类似工程确定为50~70mm，为便于施工操作，多按上限控制。
渠道衬砌为素混凝土结构，在混凝土浇筑后到切缝前的时段内，混凝土强度低，最容易出现裂缝。根据国内外的相关研究，在混凝土中掺加纤维，可较好的抑制混凝土早期原生裂缝。其主要的作用原理在于：微细纤维掺加在混凝土/砂浆中，以对裂缝的阻裂作用为主要表征，由于低弹模的纤维掺加在相对高弹模的混凝土中，最大可能地降低了混凝土的脆性，从而解决了由于混凝土先天带来的某些不足方面的问题---因脆性引起的容易开裂等，对改善混凝土/砂浆内部结构起到了重要作用。这种作用不同于一般的加筋配筋，而是一种从根本上对混凝土/砂浆自身缺陷的改善，其中包括：
⑴ 有效增加混凝土的韧性；
⑵ 减少裂缝，提高抗渗能力；
⑶ 减少裂缝，延缓钢筋锈蚀；
⑷ 减少混凝土结构受到的化学侵蚀；
⑸ 增强抗冻融能力，减少混凝土结构遭受破坏；
⑹ 减少混凝土的泌水，使表面混凝土的质量得以改善；
⑺ 减少裂缝，提高耐磨性和抗冲击能力等。
2.2混凝土配比
根据混凝土技术指标要求，经试验室试配，专家评审，最终确定了穿黄工程一标渠道衬砌混凝土配比，见表2-1。
表2-1穿黄工程一标渠道衬砌混凝土配合比
级配 水胶比 砂率（%） 坍落度（mm） 1m3混凝土材料用量（kg/m3）
水 水泥 粉煤灰 砂 小石 SN-10 SN-9 纤维
一级 0.50 40 50~70 152 243 61 713 1128 2.128 0.0243 0.90
2.3混凝土拌合
混凝土由设在穿黄Ⅰ标营地南侧的HZS60混凝土搅拌站拌合，计量偏差满足下表要求。
表2-2 混凝土计量允许偏差表
材料名称 水泥 掺和料 砂 石 水 外加剂
允许误差（%） ±1 ±1 ±2 ±2 ±1 ±1
注：掺合料中包括聚丙烯纤维。
与普通混凝土有所不同，衬砌混凝土需添加聚丙烯纤维。为确保计量的准确性，搅拌时每盘混凝土量为1.11m3，对应加入一个标准包装的纤维（1Kg）。同时，若添加方式不当或搅拌时间不足，纤维容易局部结团，均匀性差。为此，拌合期间派专人直接向搅拌机内均匀添加，保证均匀加料。试验发现，搅拌时间达70～75s后，纤维已能均匀分布，为增加质量保障度，混凝土拌合时间按90s控制。
渠道衬砌施工前期，对混凝土坍落度、温度等指标做了跟踪监测，详见下表。
表2-3混凝土检测记录
位置 坍落度（mm） 温度（℃） 含气量
出机口 64 65 66 65 62 64 8 12 13 12 5.0% 5.0%
作业面 55 58 51 58 53 52 9 12 13 13
由上可知，混凝土坍落度损失一般在10mm左右，呈小范围波动，出机口坍落度一般宜按60~75mm控制。混凝土卸料时，坍落度若能控制在50～60mm时，各工序施工效果最好，对混凝土出机口坍落度宜按60～75mm控制。在施工中，我们也注意到高温和低温对混凝土坍落度的影响均较大，环境温度低于5℃或高于25℃时，坍落度损失明显增加，可达20～40mm，给施工造成不便。
因运距较近，且为密闭运输，混凝土温度波动不大，个别点出机口温度低于作业面温度，可能与混凝土内骨料温度融合时间，以及浇筑期内环境温度往往高于碎石等骨料温度有关。
3.混凝土施工
3.1保温层设置
南水北调京石段建设期间，对裂缝的发展和变化规律认识不够深入，仅在局部设置了保温板，经过冻融循环后，板面出现了很多裂缝。经对这些裂缝的统计分析，发现有几个规律：
⑴ 渠道两侧坡面中，阴面裂缝较多；
⑵ 山谷谷口处，风吹部位裂缝较多；
⑶ 水位变化区裂缝较多；
产生裂缝的原因，主要还在于因冬季温度较低，混凝土板后土层受冻，开春后冻融破坏；穿黄一标工程汲取了上述教训，在渠道衬砌混凝土板后铺设了2cm厚聚苯乙烯保温板，隔绝了混凝土板内外的热交换，较好的解决了这个问题。
穿黄一标工程中，保温板的主要技术要求为：
⑴ 保温板外观表面色泽应均匀、平整，无明显收缩变形和膨胀变形，无明显油渍和杂质。
⑵ 保温板应采用全新原料，不得添加再生料。
⑶ 保温板生产过程中应采用压花、打毛或其它工艺措施，对表面进行加糙处理，不允许因加糙而破坏保温板的表皮。
表3-1 聚苯乙烯泡沫保温板质量要求
序号 项目名称 技术要求 备注
1 密度（kg/m3） ≥40kg/m3
2 吸水率（%） ≤1%
3 压缩强度（压缩10%） ≥300Kpa
4 压缩强度（压缩5%） ≥150Kpa
5 尺寸稳定性（-40℃~+70℃） ≤±0.5%
6 导热系数（W/m.k） ≤0.030
3.2浇筑气候选择
渠道衬砌混凝土属超薄壁结构，具有外露面积大，板块薄，受外界气候、温度变化影响，很容易产生裂缝缺陷。为此，渠道衬砌施工需选择适宜的气候条件，具体要求如下：
⑴ 大风：风力达到4级及以上时（对应自然现象为：吹起尘土和纸片，小树枝摇动，水波出白浪），不应安排浇筑。风力达到3级时（对应自然现象为：树叶和细枝摇晃，旗帜飘动，波峰破碎，产生飞沫），宜推迟开仓时间，或浇筑后及时覆盖土工布养护，日洒水4遍。
⑵ 降雨：主汛期（7～8月）原则上不安排渠道衬砌施工；若在浇筑过程中遇中雨以上天气，应立即停止进料，已入仓混凝土马上遮雨覆盖，并防止马道上雨水流入，不得新开混凝土浇筑仓面，也不得带雨进行抹面压光作业。
⑶ 温度：
当日最高气温大于30℃时，宜避开正午施工，优先选择傍晚或夜间施工，并采用添加缓凝剂、控制水温等措施。当现场气温超过35℃时，应停止施工。
当日均气温连续5d稳定在5℃以下，或现场最低气温在0℃以下时，应采取热水拌合等措施，以保证混凝土拌合物的入仓温度不低于5℃。当日均气温低于5℃时，应停止施工。
3.3混凝土铺筑
渠道衬砌混凝土一般采用摊铺机，摊铺小车行走速度和振碾效果直接影响混凝土密实度，属于混凝土防裂的重要环节。
开始下料后，操作手发现分料螺旋将料分满，两侧料有上涌时，开始行走工作机架，行走过程中密切注意分料螺旋情况，并根据分料人员手势操作。摊铺机工作机架的行走速度对混凝土振碾效果影响较大，宜控制为3~4m/min。
混凝土摊铺注意事项如下：
⑴ 下料过程由上、下料小车完成，输送皮带上的料量分布需保持均匀，同时避免搅拌车出料口及皮带机受料口堵料。
⑵ 下料应与振动碾压速度相适应，既不能在分料螺旋前堆积过多的混凝土料，也要避免振捣棒因缺料而出现空振。
⑶ 工作机架保持匀速连续工作，行走速度控制在容许范围内，并结合现场布料进行调整，当布料厚度增大时应减缓工作机架的行走速度，确保振捣效果。
⑷ 摊铺机分料螺旋前应保持充足的混凝土，分料螺旋应高于碾压辊底面10mm左右，由振捣梁击振，碾压辊碾压。
⑸ 当衬砌机出现故障时，应立即通知拌和站停止生产，在故障排除时间内衬砌机内砼尚未初凝，允许继续衬砌。停机时间超过2小时，应将衬砌机驶离工作面，及时清理仓内砼，故障出现后浇筑的砼衬砌需要进行严格的质量检查，并清理分缝位置以外的浇筑物，为恢复衬砌作业作好准备。
混凝土提浆使用抹光机完成一般可在混凝土摊铺宽度超过4m，且滞后摊铺1~1.5h后实施。若环境温度较高，则应提前启动提浆作业，反之亦然。
提浆自下而上进行，一般需2~3遍，依次进行。抹光机的适宜高度以刚接触到混凝土表面为好，在向下放抹光机时，应边转动抹盘边向下降落。抹光机配置2个抹盘同时作业，抹盘直径1.5m，工作时需叠压0.2~0.3m，工作机架行走速度控制为6m/min为宜。
混凝土浇筑实景图
3.4混凝土抹面压光
混凝土浇筑后，应及时抹面压光，封闭混凝土表面气孔，为后期养护创造条件。
估计混凝土接近初凝时，可用手轻压，如表面发硬、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。由于聚丙烯纤维能保持水分，泌水速度减缓，因此收面工序应较普通混凝土宜适当推后。
收面压光先由人工用铁抹子收一遍，然后将抹面机的抹盘卸掉，露出上方的树脂叶片，使用叶片压光1~2遍，之后人工收面1遍。收面时，抹子应相互叠压，消除抹痕。
混凝土压光工艺图
4.后期管理
4.1养生
混凝土浇筑后，应及时养护，给混凝土提供一个温暖湿润的环境，促进混凝土强度快速提升，增強抵抗裂缝的能力。
混凝土洒水后，用塑料薄膜封闭覆盖，可在板面上形成较多水珠，满足混凝土养护要求。养护期间，塑料薄膜应贴紧混凝土板面，边角覆土或用沙袋压牢，并经常性检查。
环境温度低于0℃时，应采取蓄热养护，在混凝土板面上覆盖1层塑料薄膜后，再覆盖2层棉毡。期间应不间断进行温度测量，确保混凝土在达到抗冻临界强度前温度大于0℃。
混凝土养护期为28天。
4.2切缝
一般情况下，渠道坡面坡长在20m左右，而分仓长度在32~48m左右，一次浇筑面积达640~960m2。混凝土浇筑后，应尽快安装切缝，否则在拉应力作用下，混凝土板面将自然开裂。
⑴ 伸缩缝布置
穿黄工程一标渠道衬砌面板伸缩缝分纵缝和横缝两类。横缝间距一般为4m，缝宽1cm，通缝、半缝交错布置；渠道纵缝间距4m，缝宽1cm。通缝切缝深度按照板厚0.9倍控制，半缝切缝深度为7.5cm。
在南水北调京石段、安阳段建设时，坡脚齿墙处多线多处裂缝，经分析原因，认为齿墙厚度与混凝土板差异加大，混凝土自然收缩容易形成裂缝，穿黄工程施工时，设计单位在齿墙上部增设1条纵缝，消除了该类裂缝。
⑵ 切缝时间
依据规范规定，切缝施工宜在衬砌砼抗压强度为1Mpa～5Mpa时进行，根据类似工程经验，切缝时间控制在砼浇筑后的200～300（℃·h）时比较好，也就是当砼浇筑后平均气温与时间的乘积为200～300之间时便可进行切割。
渠道衬砌主要在春秋季进行，环境平均温度一般为15℃，可在收仓后16～24h内开始切割，并在24h内完成。若气温较高，可在收仓后10～12h开始切割，具体操作时可以混凝土无缺角、缝面平直为原则。
⑶ 切缝操作
切缝前，先在混凝土板上用墨线弹出伸缩缝的位置，通缝、半缝应分别标出并加以明显区分。原则按照先通缝、后半缝，先横缝、后纵缝的切割顺序施工，宜首先从面板下部纵缝开始。切缝前，应根据设计缝深调整刀片。
横缝的切割应自下而上进行，将卷扬机固定在坡面顶部（需高出坡面线），另在底部开始部位，用木板及其它材料搭投起步平台，安放切割机。操作时，一人扶切割机，一人在上面操作卷扬机即可。坡角处因为是折面，切割时应注意观察切割片入混凝土深度，否则易损伤土工膜。
5.结束语
穿黄工程一标渠道衬砌自2010年3月份正式开始衬砌，历时两年基本完成，期间经历了高温、冰冻及大风天气，由于采取了综合技术措施，混凝土板面裂缝得到有效控制；截止目前，裂缝基本控制在1条/10000m2范围内，在南水北调已建工程中处于领先水平。
总结穿黄一标的经验，主要在以下几点以供累似工程借鉴：
⑴ 混凝土中掺加纤维，合理控制坍落度，可有效抑制混凝土早期原生裂缝。
⑵ 渠道衬砌混凝土板后铺设保温板，隔绝混凝土板内外热交换，可预防冻融破坏带来的混凝土裂缝。
⑶ 渠道混凝土浇筑应注意选择合适的时机，避开大风、高温、寒潮天气，避免混凝土中水分过度蒸发（冻结），出现裂缝；
⑷ 混凝土浇筑时，应确保足够的密实度，及时抹面压光，消除裂缝隐患。
⑸ 后期管理对裂缝预防同样重要，首先应做好养护，满足混凝土养生期的各种要求，其次应及时切缝，避免板面自然开裂。
参考文献： [1] 刘卓；薄壁结构混凝土抗裂技术研究与应用《天津建设科技》2010年 第5期 ；
[2] 彭小明；薄壁防渗抗裂纤维混凝土施工技术研究《国外建材科技》2006年 第5期
关键词：渠道 薄壁 混凝土 防裂 技术
中图分类号：TV331文献标识码： A
1.工程简介
穿黄工程南岸连接明渠总长4628.57m，起点为庙王公路与渠道相交处，终点与隧洞进口相接，全段均为挖方型渠道，挖方深度20～40m，布置了120m、130m、140m马道。渠道过水断面为梯形，位于120m以下，设计渠底宽度12.5m，边坡坡度1:2.25，渠道纵坡1/8000。渠道衬砌结构自下而上分为排水系统、基层、混凝土板，分述如下：
⑴ 排水系统：
排水系统由排水沟及集水井组成，排水沟中心线起始于K0+100，分纵、横两个方向分别设置，并相互连通。纵向排水沟共计6条，其中底板两侧各有1条主排水沟，断面为梯形，底宽0.81m，高0.58m，坡度1:0.3。两岸边坡各两条排水支沟，断面为0.2×0.31m，分别布置在距齿墙外侧面2m和6.5m(水平距离)的坡面上。横向排水沟顺水流方向间距为5m，槽宽0.2m，两端与坡面纵向排水管相接。
集水井分A、B两种型式，A型集水井起始于桩号K0+100，顺水流方向间距100m，B型集水井布置在渠道一侧，起始于桩号K0+500，顺水流方向间距500m，右侧、左侧交错布置。
⑵ 基层
坡面基层自下而上组成为：5cm厚砂砾石垫层+2cm厚保温板+复合土工膜（900g/m2）；
底板基层自下而上组成为：15cm厚砂砾石垫层+2cm厚保温板+复合土工膜（900g/m2）。
⑶ 混凝土板
渠道内坡、底板、齿墙及封顶板均采用C20F150W6现浇聚丙烯合成纤维混凝土衬砌，坡面、底板、封顶板厚0.1m，齿墙断面为0.3×0.5m(宽×高)。
渠道衬砌横缝间距一般为4m，缝宽1cm，通缝、半缝交错布置，下渠台阶处缝宽2cm，为通缝。顺水流方向分缝从渠底起，间距一般为4m，缝宽1cm，通缝、半缝交错布置，最后一块板长根据120马道高程控制。通缝结构为：8cm聚乙烯泡沫塑料板+2cm聚硫密封膠，半缝结构为：5.5cm聚乙烯泡沫塑料板+2cm聚硫密封胶。
2.混凝土制备
2.1混凝土技术指标
根据设计文件要求，渠道衬砌混凝土级别为C20W6F150，属于混凝土配置的基本要求。
从施工角度出发，坍落度是一个重要的控制指标。渠道混凝土一般采用拌合车运输，要求混凝土具有一定的坍落度，否则卸料困难。穿黄一标的渠道边坡坡比为1：2.25，坍落度偏大，混凝土在坡面上容易溜滑，摊铺和振捣困难较大；同时，混凝土坍落度大，更容易出现裂缝；综合上述要求，混凝土坍落度参照类似工程确定为50~70mm，为便于施工操作，多按上限控制。
渠道衬砌为素混凝土结构，在混凝土浇筑后到切缝前的时段内，混凝土强度低，最容易出现裂缝。根据国内外的相关研究，在混凝土中掺加纤维，可较好的抑制混凝土早期原生裂缝。其主要的作用原理在于：微细纤维掺加在混凝土/砂浆中，以对裂缝的阻裂作用为主要表征，由于低弹模的纤维掺加在相对高弹模的混凝土中，最大可能地降低了混凝土的脆性，从而解决了由于混凝土先天带来的某些不足方面的问题---因脆性引起的容易开裂等，对改善混凝土/砂浆内部结构起到了重要作用。这种作用不同于一般的加筋配筋，而是一种从根本上对混凝土/砂浆自身缺陷的改善，其中包括：
⑴ 有效增加混凝土的韧性；
⑵ 减少裂缝，提高抗渗能力；
⑶ 减少裂缝，延缓钢筋锈蚀；
⑷ 减少混凝土结构受到的化学侵蚀；
⑸ 增强抗冻融能力，减少混凝土结构遭受破坏；
⑹ 减少混凝土的泌水，使表面混凝土的质量得以改善；
⑺ 减少裂缝，提高耐磨性和抗冲击能力等。
2.2混凝土配比
根据混凝土技术指标要求，经试验室试配，专家评审，最终确定了穿黄工程一标渠道衬砌混凝土配比，见表2-1。
表2-1穿黄工程一标渠道衬砌混凝土配合比
级配 水胶比 砂率（%） 坍落度（mm） 1m3混凝土材料用量（kg/m3）
水 水泥 粉煤灰 砂 小石 SN-10 SN-9 纤维
一级 0.50 40 50~70 152 243 61 713 1128 2.128 0.0243 0.90
2.3混凝土拌合
混凝土由设在穿黄Ⅰ标营地南侧的HZS60混凝土搅拌站拌合，计量偏差满足下表要求。
表2-2 混凝土计量允许偏差表
材料名称 水泥 掺和料 砂 石 水 外加剂
允许误差（%） ±1 ±1 ±2 ±2 ±1 ±1
注：掺合料中包括聚丙烯纤维。
与普通混凝土有所不同，衬砌混凝土需添加聚丙烯纤维。为确保计量的准确性，搅拌时每盘混凝土量为1.11m3，对应加入一个标准包装的纤维（1Kg）。同时，若添加方式不当或搅拌时间不足，纤维容易局部结团，均匀性差。为此，拌合期间派专人直接向搅拌机内均匀添加，保证均匀加料。试验发现，搅拌时间达70～75s后，纤维已能均匀分布，为增加质量保障度，混凝土拌合时间按90s控制。
渠道衬砌施工前期，对混凝土坍落度、温度等指标做了跟踪监测，详见下表。
表2-3混凝土检测记录
位置 坍落度（mm） 温度（℃） 含气量
出机口 64 65 66 65 62 64 8 12 13 12 5.0% 5.0%
作业面 55 58 51 58 53 52 9 12 13 13
由上可知，混凝土坍落度损失一般在10mm左右，呈小范围波动，出机口坍落度一般宜按60~75mm控制。混凝土卸料时，坍落度若能控制在50～60mm时，各工序施工效果最好，对混凝土出机口坍落度宜按60～75mm控制。在施工中，我们也注意到高温和低温对混凝土坍落度的影响均较大，环境温度低于5℃或高于25℃时，坍落度损失明显增加，可达20～40mm，给施工造成不便。
因运距较近，且为密闭运输，混凝土温度波动不大，个别点出机口温度低于作业面温度，可能与混凝土内骨料温度融合时间，以及浇筑期内环境温度往往高于碎石等骨料温度有关。
3.混凝土施工
3.1保温层设置
南水北调京石段建设期间，对裂缝的发展和变化规律认识不够深入，仅在局部设置了保温板，经过冻融循环后，板面出现了很多裂缝。经对这些裂缝的统计分析，发现有几个规律：
⑴ 渠道两侧坡面中，阴面裂缝较多；
⑵ 山谷谷口处，风吹部位裂缝较多；
⑶ 水位变化区裂缝较多；
产生裂缝的原因，主要还在于因冬季温度较低，混凝土板后土层受冻，开春后冻融破坏；穿黄一标工程汲取了上述教训，在渠道衬砌混凝土板后铺设了2cm厚聚苯乙烯保温板，隔绝了混凝土板内外的热交换，较好的解决了这个问题。
穿黄一标工程中，保温板的主要技术要求为：
⑴ 保温板外观表面色泽应均匀、平整，无明显收缩变形和膨胀变形，无明显油渍和杂质。
⑵ 保温板应采用全新原料，不得添加再生料。
⑶ 保温板生产过程中应采用压花、打毛或其它工艺措施，对表面进行加糙处理，不允许因加糙而破坏保温板的表皮。
表3-1 聚苯乙烯泡沫保温板质量要求
序号 项目名称 技术要求 备注
1 密度（kg/m3） ≥40kg/m3
2 吸水率（%） ≤1%
3 压缩强度（压缩10%） ≥300Kpa
4 压缩强度（压缩5%） ≥150Kpa
5 尺寸稳定性（-40℃~+70℃） ≤±0.5%
6 导热系数（W/m.k） ≤0.030
3.2浇筑气候选择
渠道衬砌混凝土属超薄壁结构，具有外露面积大，板块薄，受外界气候、温度变化影响，很容易产生裂缝缺陷。为此，渠道衬砌施工需选择适宜的气候条件，具体要求如下：
⑴ 大风：风力达到4级及以上时（对应自然现象为：吹起尘土和纸片，小树枝摇动，水波出白浪），不应安排浇筑。风力达到3级时（对应自然现象为：树叶和细枝摇晃，旗帜飘动，波峰破碎，产生飞沫），宜推迟开仓时间，或浇筑后及时覆盖土工布养护，日洒水4遍。
⑵ 降雨：主汛期（7～8月）原则上不安排渠道衬砌施工；若在浇筑过程中遇中雨以上天气，应立即停止进料，已入仓混凝土马上遮雨覆盖，并防止马道上雨水流入，不得新开混凝土浇筑仓面，也不得带雨进行抹面压光作业。
⑶ 温度：
当日最高气温大于30℃时，宜避开正午施工，优先选择傍晚或夜间施工，并采用添加缓凝剂、控制水温等措施。当现场气温超过35℃时，应停止施工。
当日均气温连续5d稳定在5℃以下，或现场最低气温在0℃以下时，应采取热水拌合等措施，以保证混凝土拌合物的入仓温度不低于5℃。当日均气温低于5℃时，应停止施工。
3.3混凝土铺筑
渠道衬砌混凝土一般采用摊铺机，摊铺小车行走速度和振碾效果直接影响混凝土密实度，属于混凝土防裂的重要环节。
开始下料后，操作手发现分料螺旋将料分满，两侧料有上涌时，开始行走工作机架，行走过程中密切注意分料螺旋情况，并根据分料人员手势操作。摊铺机工作机架的行走速度对混凝土振碾效果影响较大，宜控制为3~4m/min。
混凝土摊铺注意事项如下：
⑴ 下料过程由上、下料小车完成，输送皮带上的料量分布需保持均匀，同时避免搅拌车出料口及皮带机受料口堵料。
⑵ 下料应与振动碾压速度相适应，既不能在分料螺旋前堆积过多的混凝土料，也要避免振捣棒因缺料而出现空振。
⑶ 工作机架保持匀速连续工作，行走速度控制在容许范围内，并结合现场布料进行调整，当布料厚度增大时应减缓工作机架的行走速度，确保振捣效果。
⑷ 摊铺机分料螺旋前应保持充足的混凝土，分料螺旋应高于碾压辊底面10mm左右，由振捣梁击振，碾压辊碾压。
⑸ 当衬砌机出现故障时，应立即通知拌和站停止生产，在故障排除时间内衬砌机内砼尚未初凝，允许继续衬砌。停机时间超过2小时，应将衬砌机驶离工作面，及时清理仓内砼，故障出现后浇筑的砼衬砌需要进行严格的质量检查，并清理分缝位置以外的浇筑物，为恢复衬砌作业作好准备。
混凝土提浆使用抹光机完成一般可在混凝土摊铺宽度超过4m，且滞后摊铺1~1.5h后实施。若环境温度较高，则应提前启动提浆作业，反之亦然。
提浆自下而上进行，一般需2~3遍，依次进行。抹光机的适宜高度以刚接触到混凝土表面为好，在向下放抹光机时，应边转动抹盘边向下降落。抹光机配置2个抹盘同时作业，抹盘直径1.5m，工作时需叠压0.2~0.3m，工作机架行走速度控制为6m/min为宜。
混凝土浇筑实景图
3.4混凝土抹面压光
混凝土浇筑后，应及时抹面压光，封闭混凝土表面气孔，为后期养护创造条件。
估计混凝土接近初凝时，可用手轻压，如表面发硬、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。由于聚丙烯纤维能保持水分，泌水速度减缓，因此收面工序应较普通混凝土宜适当推后。
收面压光先由人工用铁抹子收一遍，然后将抹面机的抹盘卸掉，露出上方的树脂叶片，使用叶片压光1~2遍，之后人工收面1遍。收面时，抹子应相互叠压，消除抹痕。
混凝土压光工艺图
4.后期管理
4.1养生
混凝土浇筑后，应及时养护，给混凝土提供一个温暖湿润的环境，促进混凝土强度快速提升，增強抵抗裂缝的能力。
混凝土洒水后，用塑料薄膜封闭覆盖，可在板面上形成较多水珠，满足混凝土养护要求。养护期间，塑料薄膜应贴紧混凝土板面，边角覆土或用沙袋压牢，并经常性检查。
环境温度低于0℃时，应采取蓄热养护，在混凝土板面上覆盖1层塑料薄膜后，再覆盖2层棉毡。期间应不间断进行温度测量，确保混凝土在达到抗冻临界强度前温度大于0℃。
混凝土养护期为28天。
4.2切缝
一般情况下，渠道坡面坡长在20m左右，而分仓长度在32~48m左右，一次浇筑面积达640~960m2。混凝土浇筑后，应尽快安装切缝，否则在拉应力作用下，混凝土板面将自然开裂。
⑴ 伸缩缝布置
穿黄工程一标渠道衬砌面板伸缩缝分纵缝和横缝两类。横缝间距一般为4m，缝宽1cm，通缝、半缝交错布置；渠道纵缝间距4m，缝宽1cm。通缝切缝深度按照板厚0.9倍控制，半缝切缝深度为7.5cm。
在南水北调京石段、安阳段建设时，坡脚齿墙处多线多处裂缝，经分析原因，认为齿墙厚度与混凝土板差异加大，混凝土自然收缩容易形成裂缝，穿黄工程施工时，设计单位在齿墙上部增设1条纵缝，消除了该类裂缝。
⑵ 切缝时间
依据规范规定，切缝施工宜在衬砌砼抗压强度为1Mpa～5Mpa时进行，根据类似工程经验，切缝时间控制在砼浇筑后的200～300（℃·h）时比较好，也就是当砼浇筑后平均气温与时间的乘积为200～300之间时便可进行切割。
渠道衬砌主要在春秋季进行，环境平均温度一般为15℃，可在收仓后16～24h内开始切割，并在24h内完成。若气温较高，可在收仓后10～12h开始切割，具体操作时可以混凝土无缺角、缝面平直为原则。
⑶ 切缝操作
切缝前，先在混凝土板上用墨线弹出伸缩缝的位置，通缝、半缝应分别标出并加以明显区分。原则按照先通缝、后半缝，先横缝、后纵缝的切割顺序施工，宜首先从面板下部纵缝开始。切缝前，应根据设计缝深调整刀片。
横缝的切割应自下而上进行，将卷扬机固定在坡面顶部（需高出坡面线），另在底部开始部位，用木板及其它材料搭投起步平台，安放切割机。操作时，一人扶切割机，一人在上面操作卷扬机即可。坡角处因为是折面，切割时应注意观察切割片入混凝土深度，否则易损伤土工膜。
5.结束语
穿黄工程一标渠道衬砌自2010年3月份正式开始衬砌，历时两年基本完成，期间经历了高温、冰冻及大风天气，由于采取了综合技术措施，混凝土板面裂缝得到有效控制；截止目前，裂缝基本控制在1条/10000m2范围内，在南水北调已建工程中处于领先水平。
总结穿黄一标的经验，主要在以下几点以供累似工程借鉴：
⑴ 混凝土中掺加纤维，合理控制坍落度，可有效抑制混凝土早期原生裂缝。
⑵ 渠道衬砌混凝土板后铺设保温板，隔绝混凝土板内外热交换，可预防冻融破坏带来的混凝土裂缝。
⑶ 渠道混凝土浇筑应注意选择合适的时机，避开大风、高温、寒潮天气，避免混凝土中水分过度蒸发（冻结），出现裂缝；
⑷ 混凝土浇筑时，应确保足够的密实度，及时抹面压光，消除裂缝隐患。
⑸ 后期管理对裂缝预防同样重要，首先应做好养护，满足混凝土养生期的各种要求，其次应及时切缝，避免板面自然开裂。
参考文献： [1] 刘卓；薄壁结构混凝土抗裂技术研究与应用《天津建设科技》2010年 第5期 ；
[2] 彭小明；薄壁防渗抗裂纤维混凝土施工技术研究《国外建材科技》2006年 第5期