南水北调渠道施工技术和质量控制方法

□韦国虎 □程谱学 □郭 利

（1南水北调中线建管局河南分局；2河南方正水利工程咨询有限公司；3中国水电四局）

0 引言

南水北调中线干线工程输水总干渠全长约1432km，沿线交叉建筑物多，渠道占大部分，如何能把渠道衬砌好是需要一些施工技术和质量控制方法的。以穿黄工程北岸明渠为例，对渠道施工技术和质量控制方法进行说明。

北岸明渠由中国水电四局穿黄Ⅲ标项目部承建。主要建设内容有，渠道明挖、土方填筑、渠道衬砌混凝土、渠道边坡护坡浆砌石等单元工程。

1 施工技术

1.1 渠道衬砌基础面处理

根据《渠道衬砌施工技术要求》的规定，渠道基础面处理的允许超挖偏差≤2 cm，不允许欠挖；渠底及内边坡平整度有垫层时≤cm/2 m，无垫层时≤1 cm/2 m。

基础面处理采用反铲进行粗削坡，削坡机精细削坡，最后由施工人员使用铁锹、刮杠及扫帚处理干净。

1.2 渠道底、顶齿槽处理

根据设计图纸，在渠道两侧坡面坡脚各有一道70 cm×50 cm的梯形槽，渠道顶部道路内侧有一道30 cm×32 cm的矩形齿槽，根据齿槽设计体型，使用人工进行开挖。齿槽开挖前先由测量人员进行控制桩放置，随后进行齿槽土方开挖。先由人工利用铁锹、羊镐开挖至大概结构样式，最后再进行精细开挖和处理，做到棱角分明（具体见图1）。

图1 开挖好的齿槽图

1.3 塑性水泥土垫层

在渠道底板水泥土垫层施工过程中使用18t光面碾进行压实施工。坡面水泥土用水泥土衬砌机进行施工。按照渠道衬砌施工图纸所示，渠道边坡水泥土垫层厚度均为10 cm，采用水泥土衬砌机一次施工成型；渠道底板水泥土垫层分布厚度为10～100 cm，在只有10 cm厚区域也是一次碾压成型，在其他加厚区采取分层碾压，每层高度≤20 cm。在靠近坡脚部位所剩余的20 cm范围内采用人工夯实。然后养护、切缝、填缝。注意，切缝完成后，使用小型吹风机将缝面内的土料细末清除，集中处理；填缝完成后，使用“腻子刀”进行表面压光处理。

1.4 聚苯乙烯保温板铺设

聚苯乙烯保温板在水泥土垫层施工完成后开始施工，施工前现将水泥土垫层表面清扫干净。保温板沿渠道轴线方向有序错缝铺设。渠坡保温板自下而上铺设。遇到墩、柱、墙等建筑物时，根据与建筑物交界面的形状尺寸划线裁剪保温板，使保温板与建筑物交界面接缝紧密。固定保温板采用φ8冷拔丝制成，长5/10 cm的U型卡，每两块保温板间固定≥10个，固定卡嵌入保温板内，防止破坏上层土工膜。

1.5 复合土工膜铺设

复合土工膜铺设时在渠坡由坡肩向下人工铺至坡脚，按照先下游后上游的顺序铺设。铺设完成后，先进行下层土工布叠铺，土工膜焊接前将焊接面上的尘土、泥土等杂物清理干净，并用吹风机吹干水汽，保持焊接面清洁干燥。

土工膜连接分为焊接和粘接两种方法，土工膜焊接采用土工膜焊接机，焊接主要适用于渠坡、渠底相邻新铺两幅的搭接处，焊接宽度≥10cm；焊接完成后，充气压力0.15～0.2 MPa,2～5 min无明显降压即为合格；土工膜粘接采用KS热熔胶粘剂粘接，主要适用于渠底和渠坡的接缝处及建筑物与土工膜连接处，搭接宽度≥15 cm。粘接完成后，采用目测、手撕等方法检测是否合格。

1.6 混凝土浇筑

根据《渠道衬砌施工技术要求》中规定和批准的纤维混凝土配合比，纤维混凝土标号为C20F150W6。纤维混凝土拌制采用混凝土HZS90A搅拌站集中拌和，用混凝土罐车将料拉运至现场后，先卸入衬砌机受料皮带上，经由皮带输送至各受料仓。混凝土摊铺采用摊铺机进行，摊铺完成后，用长条直尺沿坡面方向静放在混凝土坡面上，用标有刻度的φ10钢筋（钢筋端头抹去棱角）轻轻转动插入混凝土层中直抵土工膜，参照直尺下边线读取混凝土厚度，检查是否满足设计要求。满足后开启悬挂在衬砌机下部的振动棒将混凝土振捣密实。在平仓振捣过程中，对于混凝土面板出现露石、蜂窝、麻面现象，采取重新振捣及人工辅助振捣的方式避免漏振；衬砌小车行走过程中，出现局部欠料或露石现象时，人工补料、填补原浆混凝土重新振捣，出现壅料时，应及时进行人工整平。

衬砌成型后的混凝土在提浆抹面时，由人工操作电动提浆抹光机进行收面压光，在边角部位不能进行提浆压光部位由施工人员操作手持式提浆机进行压光收面处理。提浆抹面机不能进行提浆抹面的部位，由人工采用抹灰刀拍打整平压光。

衬砌混凝土人工抹面结束后就开始进行养护，在混凝土养护18～24 h后，其强度上升至1～5 MPa时开始进行衬砌面板切缝。切缝前先按设计位置进行测量放线，使用墨斗弹出切割线，而后将切割机置于弹好的线上沿线进行切割，保证切割顺直。在切缝施工过程中分为：横向切缝（垂直渠道中轴线方向）和纵向切缝在切缝时加强检查切缝深度和宽度，伸缩缝应底部平坦、宽度均匀一致。

1.7 聚硫密封胶填缝

渠道衬砌混凝土填缝采用聚硫密封胶填充。填充前缝壁清理干净，使用空压风枪清除缝内的浮浆、碎渣等杂物，注胶前先在缝面两侧粘贴塑料胶带，再涂刷界面剂，最后填充调拌好的胶体用注胶枪打入缝面内，收面使用腻子刀挤压密实。注胶时，同一施工缝处遵循由下至上，从同一个方向进行，使胶体更好结合（具体见图2）。

图2 注胶后的衬砌板图

2 质量控制方法

2.1 P（plan）计划阶段，包括方针、目标和计划的确定

步骤一：熟悉渠道衬砌断面结构尺寸，做好施工准备，掌握工序流程，抓住关键因素。首先要进行合成纤维混凝土和水泥土配合比试验，确定水泥土7，14，28 d的抗压、抗冻、抗渗及干密度与水泥掺量的关系，确定干湿循环重量损失、软化系数和最优含水率。根据工程需要和结构特点对拌合设备、运输车辆、衬砌（抹面）机、缝面处理设备进行选型，对水源管路、电源配置和交通布置进行规划。根据设计指标采购土工布、复合土工膜、聚苯乙烯保温板等非常规材料，并进行检测和报验。步骤二：进行生产性试验，确定修坡的设备、器具和人工配合数量，并根据效果调整组合。进行衬砌设备安装调试。确定水泥土振碾的设备及使用控制参数、松铺厚度、搅拌方式和时间、切缝时间和养护措施；确定聚苯乙烯保温板铺设、加固,复合土工膜铺设、加固、焊接和检测方法。确定合成纤维混凝土铺设厚度、坍落度、衬砌机浇筑速度、抹面方式和人员配置、切缝时间和养护效果；观测轨道变形情况，拟定防护措施。步骤三：通过记录试验数据，进行分析和总结出最佳控制参数。并对设备操作、抹面等特种施工人员进行岗前培训。步骤四：制定每个施工工序流程图，重视细节。例：边坡修整工序流程图为：反铲粗刷→反铲精修→人工精修→专用机械精修→成型坡面。步骤五：实施对策，执行措施和计划，进入验证阶段也就是做的阶段。例：安排专人监控反铲精修施工，防止出现超挖现象，杜绝欠挖。对平整度要求用两米直尺检测，≤2 cm。步骤六：效果检查，检查验证、评估效果。例：基础面机械开挖完成后要进行人工精修，特别是底部和边墙要求铲平并经测量验收合格。渠道衬砌现场，技术人员要拿着靠尺测量平整度。混凝土表面平整度为每2 m＜8 mm，也必须完全达标。步骤七：标准化，固定成绩。例：专项检查时现场抽检衬砌土工膜焊接工艺，合格率达100%，得到上级领导和多位专家的认可与肯定，已经完全达到标准化。步骤八：问题总结，处理遗留题目。所有题目不可能在一个PDCA循环中全部解决，遗留的题目会自动转进下一个PDCA循环，如此周而复始，螺旋上升。

3 结语

正是因为穿黄Ⅲ标项目部始终坚持“百年大计，质量第一”的理念，高标准，严要求，抓技术，重质量，得到了南水北调中线建管局的肯定，被树为全线样板工程。连续两年被国务院南水北调办公室评为“质量管理先进集体”。

标准的“三面四线”，逶迤壮观的渠道蜿蜒在豫中的平原，在落日余晖下闪闪发光。催生了衬砌工艺和质量控制相结合的智慧火花，照亮了南水北调工程争创一流工程的光明大道（具体见图3）。

图3 南水北调渠道图