大型渠道邊坡無砂混凝土施工技術(shù)

周林政

（江西省水利水電建設(shè)集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330025）

0 引言

南水北調(diào)中線一期工程總干渠Z 標(biāo)段（樁號：SH（3）19+707～SH（3）25+759.6）全長約6.053 km，地質(zhì)條件復(fù)雜，邊坡襯砌型式多樣。尤其主渠道SH（3）20+602.7～SH（3）21+255段和主渠道SH（3）24+873.8～SH（3）25+522.6 段，施工開挖后揭露的部分地質(zhì)情況與初步設(shè)計階段相比發(fā)生了變化，進(jìn)行了設(shè)計變更，變更后的方案與原施工圖變化較大，尤其是邊坡增加了砂漿錨桿、排水孔、鋼筋網(wǎng)等。以下針對渠道襯砌工程和渠坡防護(hù)工程中的無砂混凝土施工技術(shù)進(jìn)行實踐探索。

1 工程概況

Z 標(biāo)段國家大型輸水主渠道SH（3）21+250-SH（3）22+060段為高地下水位頁巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)，施工中總計810 m的頁巖裂隙內(nèi)出現(xiàn)向外滲水現(xiàn)象（見圖1），降雨及灌溉時帶來滲水量明顯加大，滲水沖走墊層中的砂礫料，嚴(yán)重影響墊層穩(wěn)定性，襯砌混凝土施工一直未能進(jìn)行。項目部在廣泛理論研究的基礎(chǔ)上反復(fù)進(jìn)行大量的現(xiàn)場試驗，創(chuàng)新設(shè)計保障“在邊坡高地下水位形成的動水壓力下墊層穩(wěn)定，且能滿足墊層滲排水功能”的設(shè)計目的最終變更方案，工程施工得以順利實施。設(shè)計單位下發(fā)了編號為“PDS-2012-60”設(shè)計通知單，采用無砂混凝土代替砂礫料墊層，基于現(xiàn)場試驗的無砂混凝土：滲透系數(shù)k 無砂≥2×10-1cm/s，混凝土強(qiáng)度指標(biāo)C10。

圖1 頁巖段邊坡出水現(xiàn)象嚴(yán)重現(xiàn)場照片圖

Z標(biāo)段主渠道SH（3）20+602.7～SH（3）21+255段設(shè)計邊坡坡比是1∶0.50，主渠道SH（3）24+873.8～SH（3）25+522.6段設(shè)計邊坡坡比是1∶0.40，這兩段均為陡坡區(qū)段，即需要支立模板，每倉4 m長度，一倉一倉澆筑。施工開挖后揭露的部分地質(zhì)情況與初步設(shè)計階段相比發(fā)生了變化，設(shè)計單位根據(jù)現(xiàn)場實際地質(zhì)情況提出了設(shè)計變更，尤其是邊坡增加了砂漿錨桿、排水孔、鋼筋網(wǎng)等。

SH（3）20+670～SH（3）21+255 段邊坡坡比為1∶0.50，邊坡設(shè)計有系統(tǒng)砂漿錨桿、排水孔。錨桿深度有2 m、5 m、9 m 三種，排水孔深度有5 m、10 m 兩種，其中一級邊坡排水孔孔深10 m，二級邊坡孔深5 m；錨桿孔和排水孔的孔徑均為5 cm。其它技術(shù)指標(biāo)是：錨桿直徑B22Ⅱ級鋼筋，錨桿孔角度為垂直渠道邊坡，錨桿孔的水泥砂漿密實度應(yīng)不小于85%；排水孔仰角10°，排水孔間排距4 m。

SH（3）25+050～SH（3）25+220 段邊坡坡比為1∶0.40，邊坡設(shè)計有系統(tǒng)砂漿錨桿、排水孔。錨桿深度有5 m、9 m 兩種，排水孔深度5 m，錨桿孔和排水孔的孔徑均為5 cm。其它技術(shù)指標(biāo)是：錨桿直徑B22Ⅱ級鋼筋，錨桿孔角度為垂直渠道邊坡，錨桿孔的水泥砂漿密實度應(yīng)不小于85%；排水孔仰角10°，排水孔間排距4 m。

2 大型渠道邊坡無砂混凝土施工

2.1 無砂混凝土配合比

經(jīng)過大量現(xiàn)場試驗，最終確定了滿足設(shè)計指標(biāo)要求的配合比，見表1。

表1 無砂混凝土配合比表

2.2 無砂混凝土施工工藝

無砂混凝土施工工藝流程圖見圖2。

圖2 無砂混凝土工藝流程圖

2.3 無砂混凝土澆筑前坡面排水

頁巖該段地下水位高，頁巖裂隙內(nèi)向外滲水現(xiàn)象突出，澆筑無砂混凝土前，需將出水點的水流引排至混凝土工作面之外，保證無砂混凝土干地施工。

具體引排措施是：用水泥砂漿將出水點圍起，埋設(shè)蛇皮管（或PVC塑膠管），使水流順管流出，管口引至混凝土工作面之外排出。待無砂混凝土凝固后，撤銷排水管，剔除圍堵用的水泥砂漿，用無砂混凝土將引水點回填密實。

2.4 無砂混凝土拌合

無砂混凝土拌合采用項目部主營地的2#拌和站進(jìn)行拌合。根據(jù)試驗情況，無砂混凝土流動性較差，混凝土從拌和機(jī)進(jìn)入混凝土罐車?yán)щy，需要2 個人工站在拌和機(jī)出料口，使用振動棒輔助卸料。

試驗室配制出無砂混凝土配合比作為施工現(xiàn)場無砂混凝土拌制依據(jù)，拌勻粗骨料與水泥后再加水?dāng)嚢柽_(dá)到配合比要求。

無砂混凝土鋪筑厚度據(jù)設(shè)計標(biāo)高確定，并用鋼筋標(biāo)識位置，接著無砂混凝土鋪筑后高程及相應(yīng)的厚度確保達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 無砂混凝土運輸

無砂混凝土流動性差，原計劃采用混凝土罐車運輸或者采用10 t東風(fēng)自卸汽車進(jìn)行運輸。現(xiàn)場試驗情況是：混凝土罐車可以運輸，但是每車無砂混凝土最多5 m3，超過5 m3混凝土罐車將不能轉(zhuǎn)動。

2.6 無砂混凝土入倉

由于混凝土罐車可以運輸無砂混凝土，其入倉方式由混凝土罐車沿渠道一級馬道，直接卸至渠道邊坡襯砌機(jī)的傳送皮帶上入倉。

每車無砂混凝土最多5 m3，澆筑速度受到限制，根據(jù)試驗情況，無砂混凝土的平均澆筑速度是10 m3/h。

2.7 無砂混凝土平倉、振搗

邊坡排水暗槽部位、坡面超挖部位，需要先行分層攤鋪、人工振搗密實。每次鋪層厚度不大于300 mm。

人工分層澆筑找平后用襯砌機(jī)進(jìn)行坡面大面積攤鋪。坡面無砂混凝土設(shè)計厚度為200 mm，一次攤鋪到位。平倉和振搗工作均由渠道邊坡襯砌機(jī)完成。工作參數(shù)確定為：第一幅單趟振動碾壓為3 遍，之后的單趟振動碾壓為2 遍。每次挪位間距一般在60 ㎝。人工輔助振動壓光輥收面找平，不需要壓光。

2.8 無砂混凝土養(yǎng)護(hù)

無砂混凝土養(yǎng)護(hù)采用覆蓋土工布灑水保濕養(yǎng)護(hù)。在保溫板施工完成前一直保持濕潤。當(dāng)保溫板不能及時施工時，無砂混凝土的養(yǎng)護(hù)時間不應(yīng)少于7 d。

3 結(jié)語

綜上所述，大型國家級輸水渠道邊坡襯砌工程和防護(hù)工程施工實踐中探索的無砂混凝土施工技術(shù)為工程高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)奠定了科學(xué)保障，可以進(jìn)一步向類似工程施工實踐推廣。