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摘 要：南水北调工程是举世瞩目的工程，渠道混凝土衬砌施工是关键部位。混凝土衬砌施工工艺为南水北调渠道工程特点，尤其是混凝土机械化衬砌施工工艺较为罕见。本文就如何搞好渠道混凝土衬砌机械化施工工艺进行了总结与探讨，为今后类似工程施工工艺提供宝贵经验。
关键词：混凝土衬砌；施工工艺；质量控制
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）11-0181-02
引言
南水北调中线干线工程是落实科学发展观，构建和谐社会的世纪工程，是优化水资源的时空配置，缓解我国北方地区严重缺水的清水走廊，是改善生活环境，功在当代，利在千秋的绿色走廊。尤其是对解决北京地区用水困难，确保用水安全，有着十分重要的意义。
1 工程概况及设计要求
南水北调中线京石段渠段的土渠段边坡为1：2，渠底宽为18.0～30m，渠道过水断面采用现浇混凝土衬砌，衬砌厚度边坡为10cm，渠底为8cm，混凝土下铺4cm厚的聚苯乙烯保温板、复合土工膜，并设有纵、横向缝。石渠段边坡为1：1，渠底宽20～40m衬砌厚度边坡、渠底均为15cm，并设有纵、横向缝。混凝土标号均为C25。
2 施工程序及方法
石渠段边坡施工采用滑模浇筑混凝土，土渠段采用混凝土衬砌机浇筑，渠底采用三滚轴混凝土整平机浇筑施工（由于滑模混凝土施工工艺比较成熟、普遍，机械化衬砌施工工艺为渠道施工特点，所以这里重点谈土渠段混凝土衬砌机械化施工）。
2.1 主要施工方法
2.1.1 测量放样
测量人员根据渠道开挖施工总平面图、横断面图、衬砌结构图，每100m对渠道中心线、上下开挖边线进行复测，并在边坡上下每10m打控制桩，标识高程，测量放样要符合设计和规范要求，控制在误差范围内，为清刷边坡作好准备。
2.1.2 边坡刷坡及坡面处理
渠道开挖填筑基本成型后，用挖掘机对边坡进行粗削坡，将原预留保护层削至5～10cm，然后测量放样挂线，用人工进行精削坡。对局部坑洼处要用土方回填夯实，保证削出的边坡平整、密实。削坡后的平整度控制在1cm/2m。
2.1.3 铺设聚苯乙烯塑料保温板
在保温板铺设前应按设计技术要求对边坡基面及保温板进行检查。边坡基层表面必须清洁无杂物、保温板不得有缺角、断裂、尺寸不够、厚度不够等缺陷。保温板铺设应整齐、粘结严密、两板连接处的高差不得大于3mm。为防止保温板错位，用加工的小木楔进行钉牢加固。保温板铺设后应保持板面平整、洁净，严禁踩踏及放置重物。在大风、雨天不宜施工。施工中严禁烟火，以免保温板及泡沫板等易燃物着火发生安全事故。保温板的铺设进度要依据混凝土浇筑速度进行控制，一般提前1d的工作量为宜。
2.1.4 铺设复合土工膜
所用复合土工膜必须满足设计要求的性能指标。铺设前应检查复合土工膜外观质量，土工膜不允许有砂眼、疵点杂质，对于修补出现的机械擦伤等缺陷要记录在案，发现严重缺陷禁止使用。为便于接缝，复合土工膜两侧预留10cm宽光膜面（一布一膜，两侧膜面相反），垂直于水流方向铺设，接缝宽度为10cm，上游边压下游边，土工膜采用热熔焊法拼接。土工膜采用双焊缝搭焊，双焊缝宽度宜采用2×10mm，焊缝处PE土工膜应熔结为一整体，不得出现虚焊、漏焊和超量焊。连接的复合土工膜必须搭接平缓、舒展。要清除板与膜之间的气泡，铺设的复合土工膜应与保温板之间压平贴紧，避免架空。 铺设和拼接完的复合土工膜应及时进行保护，防止人工踩踏、土工膜破损、长时间阳光暴晒等现象，宜随铺随浇筑混凝土。
2.1.5 混凝土振动碾压衬砌机的安装调试
混凝土振动碾压衬砌机是渠道边坡混凝土浇筑的专用设备。在混凝土布料机的配合下，可以将布料机摊铺在衬砌坡面上的混凝土整平、碾压、轧光。渠道混凝土振动碾压衬砌机是引进国外技术改装加工试验施工的一种机械。在厂家的指导下，按照《混凝土振动碾压衬砌机使用说明书》在渠道进行了轨道铺设，机械安装调试。混凝土振动碾压衬砌机是在自制的方钢轨道（12×8cm方钢焊在宽45cm厚5mm的钢板上，每3.0m一节）上行走的，行走用的轨道需要铺设平直，上下两条轨道之间的距离误差不能大于1cm。衬砌机主架的水平高度是可以调整的，如果所衬砌的混凝土面的高度不合适，可以通过调轮上的液压升降器“升”或“降” 来调整桁架的升或降，使混凝土面的高度达到设计要求。绞龙或滚子均安装在同一个吊架上，吊架沿自己的轨道（巨型管）往复运动，巨型管轨道的平直与否决定着滚子轧出的混凝土的平整度，如果轧出来的混凝土面不平整，就可以调整巨型管上边的吊杆螺丝，从而使混凝土面达到平直的要求。经过安装调试，试浇120m混凝土试验段，并对该衬砌机不断进行改进后，所浇筑的混凝土都符合设计和规范要求。
2.1.6 渠道混凝土衬砌施工
（1）在渠道混凝土衬砌施工前，上下边线用[10槽钢作模板，要保证模板的刚度和牢固；并对所施工段的测量放样、坡面基础处理、整平、保温板及土工膜的铺设等均经过联合验收签字后。才能进行混凝土衬砌施工。
（2）混凝土拌和采用S1000自动计量拌和站，经常校验拌和站的计量精度。严格按照试验室开具的混凝土施工配合比配料，拌和时间为90～120s，混凝土拌和物达到均匀一致，不得有未加水的干料、未拌匀的生料和离析现象。拌和过程中的拌和物质量检验按有关规定的检测频率及时检测拌和物的坍落度损失、含气量、泌水率、混凝土凝结时间、砂石料含水率、混凝土密度等。经拌和的混凝土符合设计和混凝土规范要求才用于工程。
（3）混凝土的运输采用7m3混凝土输送罐车直接送到浇筑地点，利用混凝土布料机下料。
（4）混凝土的浇筑采用混凝土振动碾压衬砌机进行整平、碾压、压光。通过浇筑试验段，摸索和调整衬砌机的行走速度及碾压遍数等技术参数。混凝土布料机布好料后，混凝土衬砌机第一幅单趟振动碾压3遍，之后的单趟振动碾压2遍，每次挪位间距一般为30～40cm，混凝土的重复振动碾压为6～8遍。若发现混凝土表面有凹凸现象，用人工及时补料，摊平，以利振平。在抹光面上再用人工初抹2遍，待混凝土终凝前用人工进行收浆抹面。使混凝土充分密实，表面平整、光滑、无抹痕，平整度误差为5mm/2m。 （5）混凝土的养护，待浇筑的混凝土达到终凝后（一般为5～7h），用毛毡布覆盖在混凝土表面上，每2～3h洒水一次（气温高时要增加洒水次数），保持混凝土表面湿润状态，养护时间不少于28d。
（6）混凝土伸缩缝的施工，混凝土伸缩缝的间距及型式严格按照设计要求施工。混凝土衬砌设纵、横向缝，型式为1cm宽的半缝，2cm宽的通缝。混凝土伸缩缝采用切割机锯缝，宜在衬砌混凝土抗压强度为1～5MPa时进行。（根据气温现场控制切缝时间）混凝土伸缩缝采用下塞聚乙烯闭孔泡沫板，表面上2cm填充双组分聚硫密封胶。填充前缝壁应清吹干净，保持干燥。伸缩缝闭孔泡沫板用专用工具压入缝内。填充密封胶与混凝土应粘接牢固，注胶应饱满，用刮刀压紧刮平。压力注胶后应及时检查，如有凹凸不平气泡、粗糙外溢、表面脱胶、下垂等现象应及时修补整齐。密封胶表面干燥及固化期间，应避免雨水等浸入缝内，应加强保护措施。
3 结语
在南水北调工程渠道衬砌施工中，首先进行了120m混凝土衬砌试验段，由每天衬砌4.0m、8.0m、12.0m、到24m，从中摸索衬砌机运行参数及混凝土配合比的坍落度等技术参数。以利掌握规律，总结经验，为全面展开施工创造条件。
通过试验段摸索出来的经验，每天由24.0m、36.0m、48.0m、60.0m、84.0m逐步增加，后续衬砌施工实行两班倒，每天每台衬砌机可衬砌120.0m。从施工的质量来看，制作混凝土抗压强度检查试件都全部合格，钻芯取样，厚度都在95～115mm之间，表面平整度都小于5mm/2m。
经组织检测：总体来看，渠道边坡衬砌混凝土线条顺直，混凝土密实度、抗压、抗渗、抗冻、表面平整度均满足设计和规范要求，没有发现气泡、麻面、裂缝等现象。
目前渠道已通水运行，渠道衬砌板经历冬季冰冻期、春季融冰期及夏季高温期等多种条件下的输水状况，工程质量得到了很好的检验。
参考文献
[1] 耿福明，罗辉，马黔，等.渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程（NSBD-2006）[Z].北京：南水北调办公室综合司，2006：1-44.
[2] 陈福厚，周厚贵，史振寰，等.水工混凝土施工规范（DL/T5144-2001）[Z].北京：中国长江三峡开发总公司，中国葛洲坝水利水电集团公司，2002：1-76.
关键词：混凝土衬砌；施工工艺；质量控制
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）11-0181-02
引言
南水北调中线干线工程是落实科学发展观，构建和谐社会的世纪工程，是优化水资源的时空配置，缓解我国北方地区严重缺水的清水走廊，是改善生活环境，功在当代，利在千秋的绿色走廊。尤其是对解决北京地区用水困难，确保用水安全，有着十分重要的意义。
1 工程概况及设计要求
南水北调中线京石段渠段的土渠段边坡为1：2，渠底宽为18.0～30m，渠道过水断面采用现浇混凝土衬砌，衬砌厚度边坡为10cm，渠底为8cm，混凝土下铺4cm厚的聚苯乙烯保温板、复合土工膜，并设有纵、横向缝。石渠段边坡为1：1，渠底宽20～40m衬砌厚度边坡、渠底均为15cm，并设有纵、横向缝。混凝土标号均为C25。
2 施工程序及方法
石渠段边坡施工采用滑模浇筑混凝土，土渠段采用混凝土衬砌机浇筑，渠底采用三滚轴混凝土整平机浇筑施工（由于滑模混凝土施工工艺比较成熟、普遍，机械化衬砌施工工艺为渠道施工特点，所以这里重点谈土渠段混凝土衬砌机械化施工）。
2.1 主要施工方法
2.1.1 测量放样
测量人员根据渠道开挖施工总平面图、横断面图、衬砌结构图，每100m对渠道中心线、上下开挖边线进行复测，并在边坡上下每10m打控制桩，标识高程，测量放样要符合设计和规范要求，控制在误差范围内，为清刷边坡作好准备。
2.1.2 边坡刷坡及坡面处理
渠道开挖填筑基本成型后，用挖掘机对边坡进行粗削坡，将原预留保护层削至5～10cm，然后测量放样挂线，用人工进行精削坡。对局部坑洼处要用土方回填夯实，保证削出的边坡平整、密实。削坡后的平整度控制在1cm/2m。
2.1.3 铺设聚苯乙烯塑料保温板
在保温板铺设前应按设计技术要求对边坡基面及保温板进行检查。边坡基层表面必须清洁无杂物、保温板不得有缺角、断裂、尺寸不够、厚度不够等缺陷。保温板铺设应整齐、粘结严密、两板连接处的高差不得大于3mm。为防止保温板错位，用加工的小木楔进行钉牢加固。保温板铺设后应保持板面平整、洁净，严禁踩踏及放置重物。在大风、雨天不宜施工。施工中严禁烟火，以免保温板及泡沫板等易燃物着火发生安全事故。保温板的铺设进度要依据混凝土浇筑速度进行控制，一般提前1d的工作量为宜。
2.1.4 铺设复合土工膜
所用复合土工膜必须满足设计要求的性能指标。铺设前应检查复合土工膜外观质量，土工膜不允许有砂眼、疵点杂质，对于修补出现的机械擦伤等缺陷要记录在案，发现严重缺陷禁止使用。为便于接缝，复合土工膜两侧预留10cm宽光膜面（一布一膜，两侧膜面相反），垂直于水流方向铺设，接缝宽度为10cm，上游边压下游边，土工膜采用热熔焊法拼接。土工膜采用双焊缝搭焊，双焊缝宽度宜采用2×10mm，焊缝处PE土工膜应熔结为一整体，不得出现虚焊、漏焊和超量焊。连接的复合土工膜必须搭接平缓、舒展。要清除板与膜之间的气泡，铺设的复合土工膜应与保温板之间压平贴紧，避免架空。 铺设和拼接完的复合土工膜应及时进行保护，防止人工踩踏、土工膜破损、长时间阳光暴晒等现象，宜随铺随浇筑混凝土。
2.1.5 混凝土振动碾压衬砌机的安装调试
混凝土振动碾压衬砌机是渠道边坡混凝土浇筑的专用设备。在混凝土布料机的配合下，可以将布料机摊铺在衬砌坡面上的混凝土整平、碾压、轧光。渠道混凝土振动碾压衬砌机是引进国外技术改装加工试验施工的一种机械。在厂家的指导下，按照《混凝土振动碾压衬砌机使用说明书》在渠道进行了轨道铺设，机械安装调试。混凝土振动碾压衬砌机是在自制的方钢轨道（12×8cm方钢焊在宽45cm厚5mm的钢板上，每3.0m一节）上行走的，行走用的轨道需要铺设平直，上下两条轨道之间的距离误差不能大于1cm。衬砌机主架的水平高度是可以调整的，如果所衬砌的混凝土面的高度不合适，可以通过调轮上的液压升降器“升”或“降” 来调整桁架的升或降，使混凝土面的高度达到设计要求。绞龙或滚子均安装在同一个吊架上，吊架沿自己的轨道（巨型管）往复运动，巨型管轨道的平直与否决定着滚子轧出的混凝土的平整度，如果轧出来的混凝土面不平整，就可以调整巨型管上边的吊杆螺丝，从而使混凝土面达到平直的要求。经过安装调试，试浇120m混凝土试验段，并对该衬砌机不断进行改进后，所浇筑的混凝土都符合设计和规范要求。
2.1.6 渠道混凝土衬砌施工
（1）在渠道混凝土衬砌施工前，上下边线用[10槽钢作模板，要保证模板的刚度和牢固；并对所施工段的测量放样、坡面基础处理、整平、保温板及土工膜的铺设等均经过联合验收签字后。才能进行混凝土衬砌施工。
（2）混凝土拌和采用S1000自动计量拌和站，经常校验拌和站的计量精度。严格按照试验室开具的混凝土施工配合比配料，拌和时间为90～120s，混凝土拌和物达到均匀一致，不得有未加水的干料、未拌匀的生料和离析现象。拌和过程中的拌和物质量检验按有关规定的检测频率及时检测拌和物的坍落度损失、含气量、泌水率、混凝土凝结时间、砂石料含水率、混凝土密度等。经拌和的混凝土符合设计和混凝土规范要求才用于工程。
（3）混凝土的运输采用7m3混凝土输送罐车直接送到浇筑地点，利用混凝土布料机下料。
（4）混凝土的浇筑采用混凝土振动碾压衬砌机进行整平、碾压、压光。通过浇筑试验段，摸索和调整衬砌机的行走速度及碾压遍数等技术参数。混凝土布料机布好料后，混凝土衬砌机第一幅单趟振动碾压3遍，之后的单趟振动碾压2遍，每次挪位间距一般为30～40cm，混凝土的重复振动碾压为6～8遍。若发现混凝土表面有凹凸现象，用人工及时补料，摊平，以利振平。在抹光面上再用人工初抹2遍，待混凝土终凝前用人工进行收浆抹面。使混凝土充分密实，表面平整、光滑、无抹痕，平整度误差为5mm/2m。 （5）混凝土的养护，待浇筑的混凝土达到终凝后（一般为5～7h），用毛毡布覆盖在混凝土表面上，每2～3h洒水一次（气温高时要增加洒水次数），保持混凝土表面湿润状态，养护时间不少于28d。
（6）混凝土伸缩缝的施工，混凝土伸缩缝的间距及型式严格按照设计要求施工。混凝土衬砌设纵、横向缝，型式为1cm宽的半缝，2cm宽的通缝。混凝土伸缩缝采用切割机锯缝，宜在衬砌混凝土抗压强度为1～5MPa时进行。（根据气温现场控制切缝时间）混凝土伸缩缝采用下塞聚乙烯闭孔泡沫板，表面上2cm填充双组分聚硫密封胶。填充前缝壁应清吹干净，保持干燥。伸缩缝闭孔泡沫板用专用工具压入缝内。填充密封胶与混凝土应粘接牢固，注胶应饱满，用刮刀压紧刮平。压力注胶后应及时检查，如有凹凸不平气泡、粗糙外溢、表面脱胶、下垂等现象应及时修补整齐。密封胶表面干燥及固化期间，应避免雨水等浸入缝内，应加强保护措施。
3 结语
在南水北调工程渠道衬砌施工中，首先进行了120m混凝土衬砌试验段，由每天衬砌4.0m、8.0m、12.0m、到24m，从中摸索衬砌机运行参数及混凝土配合比的坍落度等技术参数。以利掌握规律，总结经验，为全面展开施工创造条件。
通过试验段摸索出来的经验，每天由24.0m、36.0m、48.0m、60.0m、84.0m逐步增加，后续衬砌施工实行两班倒，每天每台衬砌机可衬砌120.0m。从施工的质量来看，制作混凝土抗压强度检查试件都全部合格，钻芯取样，厚度都在95～115mm之间，表面平整度都小于5mm/2m。
经组织检测：总体来看，渠道边坡衬砌混凝土线条顺直，混凝土密实度、抗压、抗渗、抗冻、表面平整度均满足设计和规范要求，没有发现气泡、麻面、裂缝等现象。
目前渠道已通水运行，渠道衬砌板经历冬季冰冻期、春季融冰期及夏季高温期等多种条件下的输水状况，工程质量得到了很好的检验。
参考文献
[1] 耿福明，罗辉，马黔，等.渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程（NSBD-2006）[Z].北京：南水北调办公室综合司，2006：1-44.
[2] 陈福厚，周厚贵，史振寰，等.水工混凝土施工规范（DL/T5144-2001）[Z].北京：中国长江三峡开发总公司，中国葛洲坝水利水电集团公司，2002：1-76.