懷柔水庫(kù)隧洞出口渠道防滲工程施工技術(shù)

龔杰民

摘要：懷柔水庫(kù)隧洞出口渠道0+000-0+174段原渠道工程于1960年10月開工，1961年3月完工。原渠道設(shè)計(jì)為土渠，為半填方渠道。70年代中期進(jìn)行了混凝土襯砌改造，河底寬8米，邊坡1：1.7-1：2渠底至坡頂高差3米，渠道縱坡4.4/10000，糙率0.025，設(shè)計(jì)流量20立方米/秒。但經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，工程老化日趨嚴(yán)重，目前坡面及河底混凝土出現(xiàn)多處破損、斷裂、空鼓、、塌陷、下滑、封頂墻傾斜，填方段滲漏隱患多處，影響了渠道正常運(yùn)行。為保證渠道輸水及人民生命財(cái)產(chǎn)安全，按現(xiàn)行規(guī)范和功能要求，需對(duì)破損渠道襯砌進(jìn)行拆除重建。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著北京市京密引水管理處服務(wù)首都供水職能的轉(zhuǎn)變，防滲抗凍的渠道襯砌得到廣泛應(yīng)用。隨著現(xiàn)代水利工程施工技術(shù)的發(fā)展，渠道襯砌工程使用了部分新型施工工藝和施工材料，由于混凝土襯砌防滲效果好，一般能減少90%以上的滲漏量，且耐久性好，強(qiáng)度高，便于管理，適應(yīng)性強(qiáng)，在一定程度上提升了渠道項(xiàng)目的施工質(zhì)量。懷柔水庫(kù)隧洞出口渠道襯砌工程的實(shí)施，消除了安全隱患，為京密引水渠的安全運(yùn)行提供了可靠的保障。本文以懷柔水庫(kù)隧洞出口渠道混凝土防滲襯砌改造為例，結(jié)合近年來(lái)發(fā)展的施工工藝，介紹了渠道混凝土防滲襯砌的主要項(xiàng)目施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：懷柔水庫(kù);渠道混凝土襯砌;施工技術(shù)

緒論

水利工程項(xiàng)目是社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)過(guò)程中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，能夠給生產(chǎn)生活帶來(lái)較大影響。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著北京市京密引水管理處服務(wù)首都供水職能的轉(zhuǎn)變，防滲抗凍的渠道襯砌得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)階段，社會(huì)的不斷進(jìn)步、時(shí)代的快速發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代化水利工程建設(shè)的迅速發(fā)展，也提高了對(duì)水利工程基礎(chǔ)設(shè)施的要求，其中渠道防滲抗凍等性能對(duì)于北方的輸水渠道，尤為關(guān)鍵。在高標(biāo)準(zhǔn)水利工程建設(shè)活動(dòng)進(jìn)行中，渠道混凝土襯砌是目前較為常見的一種水利施工形式。

1.施工測(cè)量放線

1.1引測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)

從周邊國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)到施工現(xiàn)場(chǎng)水準(zhǔn)點(diǎn)，選擇既能滿足施測(cè)要求又不影響材料運(yùn)輸與存放。

1.2計(jì)算開挖設(shè)計(jì)高程

縱向每隔9米布置一排橫斷面控制樁共5根（渠底中心一根，坡腳各兩根，坡頂各兩根）共21個(gè)橫斷面，分別計(jì)算出每個(gè)斷面每根樁的混凝土面高程、開挖面高程、20線高程。

1.3施測(cè)20線高程

用水平儀根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)水準(zhǔn)點(diǎn)做后視測(cè)設(shè)出每一排橫斷面的5根控制樁共20線，紅漆標(biāo)注，作為控制每道工序的基準(zhǔn)高程控制點(diǎn)。

2.拆除、開挖、削坡、找平

2.1舊混凝土面層及齒墻拆除

按照設(shè)計(jì)要求“原渠道混凝土拆除時(shí)應(yīng)保持原有20厘米厚砂礫料墊層不動(dòng)”渠坡采用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)自下而上拆除，隨拆隨裝車外棄。待所有的渠坡開挖削坡完成后拆除外運(yùn)渠底及齒墻。所有施工機(jī)械應(yīng)避開測(cè)量控制樁。

2.2開挖、削坡

2.2.1渠坡開挖、削坡

渠坡開挖的理論挖深8.3厘米，為避免二次削坡或開挖，采用人工開挖，厚度安排專人控制。在已經(jīng)測(cè)量好的控制樁進(jìn)行掛線，人工進(jìn)行清坡。根據(jù)已經(jīng)測(cè)量好的高程控制線，每隔4m鋪砌一根5cm*10cm的木方，木方必須按線找平（滿足做法厚度），然后用一根5m長(zhǎng)的5cm*10cm鋼方作杠尺，以實(shí)現(xiàn)鋪砌好的木方為基準(zhǔn)進(jìn)行過(guò)杠找平，余料裝車外運(yùn)。

2.2.2渠坡開挖、削坡

渠底開挖的理論挖深3.0厘米，做法同渠坡。

2.2.3質(zhì)量控制

嚴(yán)格控制開挖工程量。根據(jù)水利工程的相關(guān)規(guī)范要求渠底或渠坡一旦因?yàn)槌谠斐苫靥?，就要按相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行踏步式回填，這樣無(wú)論是對(duì)質(zhì)量、工期乃至于經(jīng)濟(jì)都會(huì)造成不必要的損失。測(cè)量放線時(shí)做到渠底、渠坡的橫縱坡與原河道平順交接;渠底與渠坡之間陰角順直，坡面平順。渠坡削坡時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，渠坡襯砌總厚度230mm。在人工削坡及整平測(cè)量厚度時(shí)應(yīng)與坡面垂直方向進(jìn)行測(cè)量，以保證每層設(shè)計(jì)做法的厚度。粗砂進(jìn)場(chǎng)應(yīng)仔細(xì)檢查沙粒均勻，不能含有泥土，以保證有良好的透水性。找平時(shí)應(yīng)從坡頂向下過(guò)杠，找平后盡量不要上人進(jìn)行踩踏。

2.3齒墻開挖

渠底兩側(cè)齒墻基礎(chǔ)開挖。齒墻的斷面尺寸為0.4cm*0.6cm，為了盡量不擾動(dòng)齒墻周圍的土質(zhì)，選用了0.4m寬的挖溝機(jī)械進(jìn)行機(jī)械開槽，以保證齒墻的截面尺寸。機(jī)械開挖時(shí)應(yīng)隨時(shí)檢測(cè)齒墻基槽的寬度、深度，以保證齒墻的截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求。

3.防滲、防凍基層處理

1、施工工藝

本次設(shè)計(jì)渠坡襯砌做法是鋪墊30mm厚粗砂找平層，鋪50mm厚聚苯泡沫板（不小于25kg/m3），鋪復(fù)合防滲土工膜（300g/m2/0.3mm/300g/m2）進(jìn)行焊接。為了保證不破壞已經(jīng)做好的粗砂找平層，鋪聚苯泡沫板時(shí)從渠底逐漸向上鋪設(shè)，盡量不踩踏已經(jīng)做好的粗砂找平層。鋪設(shè)聚苯泡沫板時(shí)隨鋪隨用專用馬丁連接扎牢，以免被風(fēng)吹散，并做好成品保護(hù)工作，嚴(yán)禁用鐵鍬、尖鎬等銳器將聚苯泡沫板損壞。聚苯泡沫板鋪裝完成后及時(shí)鋪裝土工膜，土工膜應(yīng)隨鋪裝隨焊接，焊接采用專用熱熔式焊縫機(jī)，焊接的搭縫長(zhǎng)度為10cm，焊接完成后使用專用的加壓設(shè)備進(jìn)行加壓試驗(yàn)（土工膜焊接加壓試驗(yàn)強(qiáng)度一般不小于0.15MPa）。

2、施工控制要點(diǎn)

施工材料進(jìn)場(chǎng)前，嚴(yán)格檢查進(jìn)場(chǎng)材料是否滿足設(shè)計(jì)要求，生產(chǎn)廠家資質(zhì)、合格證等技術(shù)資料是否齊全、有效，確認(rèn)合格后方可使用。施工時(shí)應(yīng)注意模板支撐時(shí)要輕拿輕放，不得將土工膜弄壞，模板加固應(yīng)使用沙袋壓牢，嚴(yán)禁使用木樁或鋼筋。

4、渠坡混凝土澆筑

1、施工工藝

渠坡混凝土澆筑不比渠底混凝土澆筑，要求混凝土既要保證混凝土有良好的和易性，而且流動(dòng)性不能過(guò)大，為此必須嚴(yán)格控制好混凝土的塌落度，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)澆筑渠坡混凝土塌落度應(yīng)在14cm左右為宜。渠坡混凝土振搗，為了振搗密實(shí)而且保證面層平整，首先采用50型振搗棒進(jìn)行振搗，然后過(guò)杠，再用平板振搗器進(jìn)行振搗找平，這樣既保證了混凝土的整體密實(shí)又能避免混凝土過(guò)杠后的松動(dòng)，從而滿足混凝土的強(qiáng)度要求。混凝土抹面首先選用電抹子加壓盤抹面，飾面層的石子及砂漿充分的融合在一起避免起砂，然后卸掉壓盤直接用電抹子抹面見光，邊角部位采用人工用鐵抹子感光壓平。

2、施工控制要點(diǎn)

用振搗棒振搗時(shí)應(yīng)掌握好振搗時(shí)間，既保證混凝土振搗密實(shí)，又要盡量減少混凝土流動(dòng)，采用平板振搗器時(shí)應(yīng)保證平板振搗器均勻緩慢地移動(dòng)，不得長(zhǎng)時(shí)間停留在一處，造成混凝土流動(dòng)過(guò)大。使用電抹子時(shí)應(yīng)注意，必須2個(gè)人配合使用，因?yàn)樵谛逼律鲜┕ぃ娔ㄗ訜o(wú)法保證按操作工人的意思平緩移動(dòng)，所以必須用另外一個(gè)人在渠頂上用繩子上下拉動(dòng)，加上操作工人的操作才能將所交的混凝土面抹平，但應(yīng)注意2人必須配合默契步調(diào)一致避免發(fā)生危險(xiǎn)。

5、混凝土分縫

1、施工工藝

甲縫（橫縫）：渠道邊坡每9m分橫縫、渠底每4.5m分橫縫;縫寬20mm，內(nèi)填聚乙烯閉孔泡沫板、外部使用雙組份聚硫密封膠封堵。甲縫（縱縫）：渠道邊坡與渠底接縫、邊坡與肩墻接縫，渠底中間縱縫，縫寬20mm，內(nèi)填聚乙烯閉孔泡沫板、外部使用雙組份聚硫密封膠封堵。甲縫的施工方法：⑴為了保證甲縫的準(zhǔn)確位置，應(yīng)在模板支撐時(shí)將準(zhǔn)備澆筑的混凝土平面尺寸減少1cm;⑵甲縫制作首先將閉孔泡沫板按要求裁至15cm寬，然后在12cm處再裁一道1.5cm深的假縫，目的是混凝土澆筑完成后便于起出甲縫上面的3cm，便于灌注甲縫上面的雙組份聚硫密封膏;⑶甲縫安裝分縫模板拆除完成后，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到30-40%時(shí)開始安裝甲縫，安裝方法是將裁好的甲縫立貼在混凝土的立面上，然后用鋼釘槍將甲縫釘在混凝土的側(cè)立面上。整個(gè)甲縫的制作安裝完成。

乙縫（縱縫）：渠道邊坡沿坡面自上往下每2m設(shè)一道縱縫，縫寬20mm，采用瀝青木板填縫，填縫頂部距護(hù)坡面20mm，為暗縫型式。乙縫的施工方法：乙縫的制作及安裝方法相對(duì)簡(jiǎn)單，首先將買好的斷縫板根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸段好（每塊長(zhǎng)度1.8m），然后用瀝青油進(jìn)行浸泡，浸泡時(shí)間不低于2小時(shí)，然后取出晾干備用。乙縫的安裝應(yīng)與混凝土澆筑同時(shí)進(jìn)行，為了保證乙縫的安裝位置準(zhǔn)確，我們的安裝方法是先將混凝土澆筑振搗完成，再將乙縫處的混凝土挖出，然后將2cm瀝青板放入，然后再將板兩側(cè)的混凝土恢復(fù)振搗磨平。

丙縫（橫縫）：渠坡每9m甲縫中間設(shè)5倉(cāng)，每倉(cāng)中間設(shè)4條丙縫，縫距1.8m，縫寬5mm，采用改性瀝青防水卷材填縫。丙縫的施工方法：為5mm厚改性瀝青防水卷材，分別購(gòu)買3mm厚和2mm厚兩種瀝青卷材，然后裁至15cm寬以備丙縫安裝使用。具體安裝方法與甲縫安裝方法相同，先拆除模板，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到30-40%時(shí)用鋼釘槍將丙縫所用卷材釘在混凝土側(cè)立面上。應(yīng)注意本次設(shè)計(jì)丙縫厚度為5mm，所以要將事先裁好的3mm厚油氈條和2mm厚油氈條并在一起進(jìn)行裝訂。

2、施工控制要點(diǎn)

甲、乙、丙縫安裝位置符合要求必須順直，使用材料必須符合設(shè)計(jì)要求;甲縫和丙縫在安裝時(shí)一定要與混凝土面平齊，以保證跳倉(cāng)澆筑時(shí)混凝土面層平順;乙縫安裝時(shí)既要保證每倉(cāng)之間順直，又要保證乙縫瀝青板上的混凝土埋深符合設(shè)計(jì)要求（2cm厚）。分縫起到了應(yīng)力釋放的作用，及時(shí)切縫能有效地減少裂縫的產(chǎn)生，切縫的時(shí)間要盡早，一般要在2天之內(nèi)完成。

6、混凝土養(yǎng)護(hù)

1、施工工藝

現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)采用塑料薄膜覆蓋、棉布覆蓋保水的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)?；炷翝仓⒛嫱瓿珊蠹皶r(shí)用塑料薄膜、棉布進(jìn)行覆蓋，以保證混凝土內(nèi)的水分不會(huì)被迅速蒸發(fā)。同時(shí)，隨時(shí)根據(jù)氣溫變化情況進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。

2、施工控制要點(diǎn)

澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)使自來(lái)水能夠在混凝土表面與塑料薄膜之間長(zhǎng)時(shí)間保存，在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)一定要保證混凝土表面濕潤(rùn)，但養(yǎng)護(hù)時(shí)要注意澆水的時(shí)段控制，中午溫度較高時(shí)不宜對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，避免溫差大產(chǎn)生裂縫。

7、混凝土裂縫預(yù)防措施

渠道襯砌為大面積薄板結(jié)構(gòu)，由于溫度應(yīng)力、混凝土干縮、基礎(chǔ)沉降等原因容易產(chǎn)生不同程度的裂縫。除了對(duì)混凝土面板進(jìn)行切縫外，在施工過(guò)程中也應(yīng)該采取其他的預(yù)防措施。對(duì)于溫度應(yīng)力形成的裂縫，應(yīng)該優(yōu)化混凝土配合比，減少水泥用量降低水灰比，改善骨料級(jí)配，摻入減水劑、引氣劑，保證混凝土的流動(dòng)性和保水性，避開高低溫時(shí)段澆筑。對(duì)于塑性收縮裂縫，應(yīng)優(yōu)選早期強(qiáng)度較高的普通硅酸鹽水泥，初凝前做好灑水噴霧養(yǎng)護(hù)，高溫有風(fēng)條件下注意遮陽(yáng)、擋風(fēng)。

結(jié)論

混凝土渠道防滲襯砌改造的施工工序較多，涉及多個(gè)方面。其中最為關(guān)鍵的是要實(shí)現(xiàn)防滲抗凍的設(shè)計(jì)功能目標(biāo)。由于混凝土的特性，在施工過(guò)程中容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，因此必須要嚴(yán)格把關(guān)施工工藝和工序，對(duì)于混凝土的配比、澆筑、養(yǎng)護(hù)等過(guò)程進(jìn)行有效管理，做好混凝土裂縫的預(yù)防措施。此外，復(fù)合土工膜的使用能夠有效提升渠道的防滲效果，其鋪設(shè)、連接、保護(hù)等工序也不可忽視，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。

渠道襯砌圖紙如下：

參考文獻(xiàn)

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