南水北調渠道施工技術和質量控制方法

□韋國虎 □程譜學 □郭 利

（1南水北調中線建管局河南分局；2河南方正水利工程咨詢有限公司；3中國水電四局）

0 引言

南水北調中線干線工程輸水總干渠全長約1432km，沿線交叉建筑物多，渠道占大部分，如何能把渠道襯砌好是需要一些施工技術和質量控制方法的。以穿黃工程北岸明渠為例，對渠道施工技術和質量控制方法進行說明。

北岸明渠由中國水電四局穿黃Ⅲ標項目部承建。主要建設內容有，渠道明挖、土方填筑、渠道襯砌混凝土、渠道邊坡護坡漿砌石等單元工程。

1 施工技術

1.1 渠道襯砌基礎面處理

根據《渠道襯砌施工技術要求》的規定，渠道基礎面處理的允許超挖偏差≤2 cm，不允許欠挖；渠底及內邊坡平整度有墊層時≤cm/2 m，無墊層時≤1 cm/2 m。

基礎面處理采用反鏟進行粗削坡，削坡機精細削坡，最后由施工人員使用鐵鍬、刮杠及掃帚處理干凈。

1.2 渠道底、頂齒槽處理

根據設計圖紙，在渠道兩側坡面坡腳各有一道70 cm×50 cm的梯形槽，渠道頂部道路內側有一道30 cm×32 cm的矩形齒槽，根據齒槽設計體型，使用人工進行開挖。齒槽開挖前先由測量人員進行控制樁放置，隨后進行齒槽土方開挖。先由人工利用鐵鍬、羊鎬開挖至大概結構樣式，最后再進行精細開挖和處理，做到棱角分明（具體見圖1）。

圖1 開挖好的齒槽圖

1.3 塑性水泥土墊層

在渠道底板水泥土墊層施工過程中使用18t光面碾進行壓實施工。坡面水泥土用水泥土襯砌機進行施工。按照渠道襯砌施工圖紙所示，渠道邊坡水泥土墊層厚度均為10 cm，采用水泥土襯砌機一次施工成型；渠道底板水泥土墊層分布厚度為10～100 cm，在只有10 cm厚區域也是一次碾壓成型，在其他加厚區采取分層碾壓，每層高度≤20 cm。在靠近坡腳部位所剩余的20 cm范圍內采用人工夯實。然后養護、切縫、填縫。注意，切縫完成后，使用小型吹風機將縫面內的土料細末清除，集中處理；填縫完成后，使用“膩子刀”進行表面壓光處理。

1.4 聚苯乙烯保溫板鋪設

聚苯乙烯保溫板在水泥土墊層施工完成后開始施工，施工前現將水泥土墊層表面清掃干凈。保溫板沿渠道軸線方向有序錯縫鋪設。渠坡保溫板自下而上鋪設。遇到墩、柱、墻等建筑物時，根據與建筑物交界面的形狀尺寸劃線裁剪保溫板，使保溫板與建筑物交界面接縫緊密。固定保溫板采用φ8冷拔絲制成，長5/10 cm的U型卡，每兩塊保溫板間固定≥10個，固定卡嵌入保溫板內，防止破壞上層土工膜。

1.5 復合土工膜鋪設

復合土工膜鋪設時在渠坡由坡肩向下人工鋪至坡腳，按照先下游后上游的順序鋪設。鋪設完成后，先進行下層土工布疊鋪，土工膜焊接前將焊接面上的塵土、泥土等雜物清理干凈，并用吹風機吹干水汽，保持焊接面清潔干燥。

土工膜連接分為焊接和粘接兩種方法，土工膜焊接采用土工膜焊接機，焊接主要適用于渠坡、渠底相鄰新鋪兩幅的搭接處，焊接寬度≥10cm；焊接完成后，充氣壓力0.15～0.2 MPa,2～5 min無明顯降壓即為合格；土工膜粘接采用KS熱熔膠粘劑粘接，主要適用于渠底和渠坡的接縫處及建筑物與土工膜連接處，搭接寬度≥15 cm。粘接完成后，采用目測、手撕等方法檢測是否合格。

1.6 混凝土澆筑

根據《渠道襯砌施工技術要求》中規定和批準的纖維混凝土配合比，纖維混凝土標號為C20F150W6。纖維混凝土拌制采用混凝土HZS90A攪拌站集中拌和，用混凝土罐車將料拉運至現場后，先卸入襯砌機受料皮帶上，經由皮帶輸送至各受料倉。混凝土攤鋪采用攤鋪機進行，攤鋪完成后，用長條直尺沿坡面方向靜放在混凝土坡面上，用標有刻度的φ10鋼筋（鋼筋端頭抹去棱角）輕輕轉動插入混凝土層中直抵土工膜，參照直尺下邊線讀取混凝土厚度，檢查是否滿足設計要求。滿足后開啟懸掛在襯砌機下部的振動棒將混凝土振搗密實。在平倉振搗過程中，對于混凝土面板出現露石、蜂窩、麻面現象，采取重新振搗及人工輔助振搗的方式避免漏振；襯砌小車行走過程中，出現局部欠料或露石現象時，人工補料、填補原漿混凝土重新振搗，出現壅料時，應及時進行人工整平。

襯砌成型后的混凝土在提漿抹面時，由人工操作電動提漿抹光機進行收面壓光，在邊角部位不能進行提漿壓光部位由施工人員操作手持式提漿機進行壓光收面處理。提漿抹面機不能進行提漿抹面的部位，由人工采用抹灰刀拍打整平壓光。

襯砌混凝土人工抹面結束后就開始進行養護，在混凝土養護18～24 h后，其強度上升至1～5 MPa時開始進行襯砌面板切縫。切縫前先按設計位置進行測量放線，使用墨斗彈出切割線，而后將切割機置于彈好的線上沿線進行切割，保證切割順直。在切縫施工過程中分為：橫向切縫（垂直渠道中軸線方向）和縱向切縫在切縫時加強檢查切縫深度和寬度，伸縮縫應底部平坦、寬度均勻一致。

1.7 聚硫密封膠填縫

渠道襯砌混凝土填縫采用聚硫密封膠填充。填充前縫壁清理干凈，使用空壓風槍清除縫內的浮漿、碎渣等雜物，注膠前先在縫面兩側粘貼塑料膠帶，再涂刷界面劑，最后填充調拌好的膠體用注膠槍打入縫面內，收面使用膩子刀擠壓密實。注膠時，同一施工縫處遵循由下至上，從同一個方向進行，使膠體更好結合（具體見圖2）。

圖2 注膠后的襯砌板圖

2 質量控制方法

2.1 P（plan）計劃階段，包括方針、目標和計劃的確定

步驟一：熟悉渠道襯砌斷面結構尺寸，做好施工準備，掌握工序流程，抓住關鍵因素。首先要進行合成纖維混凝土和水泥土配合比試驗，確定水泥土7，14，28 d的抗壓、抗凍、抗滲及干密度與水泥摻量的關系，確定干濕循環重量損失、軟化系數和最優含水率。根據工程需要和結構特點對拌合設備、運輸車輛、襯砌（抹面）機、縫面處理設備進行選型，對水源管路、電源配置和交通布置進行規劃。根據設計指標采購土工布、復合土工膜、聚苯乙烯保溫板等非常規材料，并進行檢測和報驗。步驟二：進行生產性試驗，確定修坡的設備、器具和人工配合數量，并根據效果調整組合。進行襯砌設備安裝調試。確定水泥土振碾的設備及使用控制參數、松鋪厚度、攪拌方式和時間、切縫時間和養護措施；確定聚苯乙烯保溫板鋪設、加固,復合土工膜鋪設、加固、焊接和檢測方法。確定合成纖維混凝土鋪設厚度、坍落度、襯砌機澆筑速度、抹面方式和人員配置、切縫時間和養護效果；觀測軌道變形情況，擬定防護措施。步驟三：通過記錄試驗數據，進行分析和總結出最佳控制參數。并對設備操作、抹面等特種施工人員進行崗前培訓。步驟四：制定每個施工工序流程圖，重視細節。例：邊坡修整工序流程圖為：反鏟粗刷→反鏟精修→人工精修→專用機械精修→成型坡面。步驟五：實施對策，執行措施和計劃，進入驗證階段也就是做的階段。例：安排專人監控反鏟精修施工，防止出現超挖現象，杜絕欠挖。對平整度要求用兩米直尺檢測，≤2 cm。步驟六：效果檢查，檢查驗證、評估效果。例：基礎面機械開挖完成后要進行人工精修，特別是底部和邊墻要求鏟平并經測量驗收合格。渠道襯砌現場，技術人員要拿著靠尺測量平整度。混凝土表面平整度為每2 m＜8 mm，也必須完全達標。步驟七：標準化，固定成績。例：專項檢查時現場抽檢襯砌土工膜焊接工藝，合格率達100%，得到上級領導和多位專家的認可與肯定，已經完全達到標準化。步驟八：問題總結，處理遺留題目。所有題目不可能在一個PDCA循環中全部解決，遺留的題目會自動轉進下一個PDCA循環，如此周而復始，螺旋上升。

3 結語

正是因為穿黃Ⅲ標項目部始終堅持“百年大計，質量第一”的理念，高標準，嚴要求，抓技術，重質量，得到了南水北調中線建管局的肯定，被樹為全線樣板工程。連續兩年被國務院南水北調辦公室評為“質量管理先進集體”。

標準的“三面四線”，逶迤壯觀的渠道蜿蜒在豫中的平原，在落日余暉下閃閃發光。催生了襯砌工藝和質量控制相結合的智慧火花，照亮了南水北調工程爭創一流工程的光明大道（具體見圖3）。

圖3 南水北調渠道圖