浅谈南水北调渠道衬砌施工工艺

浅谈南水北调渠道衬砌施工工艺

李宝平

（中国水利水电第四工程局有限公司，青海省西宁市，810000）

摘要：本文针对南水北调中线干线渠道衬砌：①模板布的机理；②施工工艺；③施工中注意事项。

关键词：模板布   机理    施工

1、工程概述

南水北调中线一期工程总干渠，南水北调中线工程从丹江口水库陶岔闸引水，自流到北京、天津。输水干渠全长1273公里。

中间经过汇流面积10km2以上河流219条。修建了大量的倒虹吸及左排建筑物。这类建筑物都有一个共同点，即进出口均有扭面及管身段下部倒角砼。而在这些部位特别容易出现麻面气泡等缺陷，由于南水北调特殊的政治影响，超越国标的技术要求，对混凝土的表面效果要求特高。但由于受原材料、配合比、施工工艺乃至脱模剂等因素的影响，这些特殊部位混凝土表面的麻面气泡一直是困扰建筑施工的重要难题。为了处理混凝土的麻面气泡，施工单位往往要派专人进行修补，脱模后进行表面再处理几乎成了一道不可缺少的工序。为了减少麻面气泡的产生，南水北调中线采取的一个重要的措施就是推广使用模板布工艺。

2、模板布特点及机理概述

透水模板布是粘贴在钢模板内壁的一种有机衬里，该类材料能够将表层混凝土中的一部分拌合水和气泡排出，有效降低表层混凝土的水胶比和缺陷率。采用具有一定保水功能的，在排出多余拌合水的同时，还能在拆模之前为混凝土提供早期保湿养护。

2.1、透水模板布的特点

（1）亲水性的复合纤维组织，具有复合的二层功能。

（2）表层（过滤层）光洁、致密，具有微细小孔，平均孔径为20-35μm，与混凝土直接接触能透过水和空气而阻止水泥颗粒通过.

（3）毛面层（垫料层），具有保水透气的性能，保水能力大于0.25L/m2，排水能力大于0.4L/m2。作用：保留适当的水分，多余的水分渗出，气体透出，使混凝土表层始终处于潮湿的环境当中。

2.2、透水模板布的机理

浇筑时多余的水分、气泡穿过模板布的过滤层进入垫料层，气泡在垫料层中逸出，水分中的一部份积聚在垫料层中，多余的水份沿模板布外沿渗出。

多余的水分排出后，混凝土表层水与水泥的比值W/C值从一般的0.4-0.5最低降至0.2，另外还确保混凝土在养护期间保持高湿度。

3、 施工工艺

3.1、工艺流程

坡面清基——自排内排系统施工——反滤层砂砾料施工——聚苯乙烯保温板保温层——复合土工膜铺设——衬砌砼浇筑养护——切缝、密封胶嵌缝。

3.2、施工工序

①、清理钢模板：

   确保模板表面平整、洁净、无油污。对要使用的模板先用钢丝刷对其进行除锈（新模板除油），用水冲洗干净，再用干净毛巾将模板表面擦拭一遍，确保模板表面没有脱模剂及其他杂物；检查模板平整度，对不平整部分进行校正。

  ②、涂刷胶水：

   在清理干净的钢模板上，喷涂胶，要求均匀的将胶水喷在模板表面及四周，胶水用量为50~200g/m2，需要穿孔的地方适当多涂。

   使用喷胶注意：首先要摇匀，喷嘴距模板20~40cm，喷布要均匀。

   ③、粘贴模板布：

   在涂胶水前按照模板的尺寸，用剪刀裁剪好模板布，比模板多预留5~10cm，以利于排水和排气。

   胶水喷涂完后，即可粘贴模板布。注意要把毛面层（羊毛状）的一面粘贴在钢模板上，光洁的一面朝向砼。

   ④、平整模板布：

   位置固定后，用手由中心推向两边，确保模板布牢牢粘贴在模板表面及四周，如有褶皱，可即时揭起再铺，短时间内揭起再铺不会影响胶水的粘力，用碾辊在粘贴平整的模板布上碾压，以使模板布纤维与胶层充分接触，从而提高粘结力。

  ⑤、拼接位置处理：

   拼接位置先将2张模板布重叠约5cm，在重叠中间处将透水模板布切断，轻轻将切下来的模板布拿走，小心地沿连接处往下压。在拼接处多喷涂一点胶水，确保两边平整相接，避免浇筑时混凝土从中间深入。

  ⑥、验收与检查：

   粘贴完成后，在验收前，如需在模板布上开孔的，应在孔的周围多涂点胶水，避免浇筑时混凝土渗入模板布和模板之间。

   仔细检查模板布与模板是否紧密连成一体，确保表面没有褶皱或气泡。

  ⑦、模板安装、砼浇筑及拆模养护等：

   模板安装前钢筋位置应调直，保证钢筋保护层厚度，否则垫块容易在模板布上留下痕迹，也容易在模板安装时挤挂模板布，产生褶皱。

接下来的混凝土浇筑及拆模养护等同普通钢模板混凝土施工程序。

    4.坡面修整

渠道在开挖时预留50cm保护层，坡面修整采用挖掘机自上而下进行粗削，测量人员采用全站仪进行控制。

挖掘机粗削完成后，人工进行精削。先在坡脚线和坡肩线上每10m对应各设一控制标高桩，用线绳挂线，先削出一条基准线，并在基准线上的1/4、1/2、3/4处设一个垂直坡面的高程控制桩，人工自上而下平行削坡作业，依此基准线人工精细削坡至设计坡面。渠底清基方法相同。

4.1自排排水系统施工

先用全站仪测放出排水系统位置，人工开挖沟槽，沟槽验收合格后，在底部铺设粗砂，用夯板分层夯实，相对密度达到设计要求后安装排水器、铺设排水管，排水管接口严格按图纸要求施工。

排水器和排水管铺设完成后，用粗砂分层对称夯实回填，排水管下半圆倒角部位薄层铺料，挤压密实，每层取样检测，达到设计要求后再进行下一层铺设。

4.2砂砾料铺筑

自排排水系统完成后进行砂砾料铺筑。

坡面砂砾料采用摊铺机铺筑，摊铺夯实一次性完成。摊铺前采用全站仪对摊铺机进行定位，达到设计标准后开始施工。

渠底砂砾料采用平仓机铺料，人工配合整平，振动碾压实，施工参数由试验确定。

渠道坡脚齿槽、渠道与建筑物交叉等部位砂砾料填筑，采用人工连环套打夯填。夯压夯1/3夯径，行压行1/3夯径，使平面上夯迹双向套打。分段、分片夯压时，夯迹搭接宽度不小于10cm。

4.3聚苯乙烯保温板铺设

先测设高程控制桩，挂设保温板铺设高程控制线，自下而上铺设保温板。遇到墩、柱、墙等建筑物时，根据与建筑物交界面的形状画线裁剪保温板，使保温板与建筑物接缝紧密。

每块保温板铺设完毕后，及时进行固定。保温板采用T型冷拔丝固定，通过两块保温板缝钉入垫层。

铺设保温板时在基面上铺设竹架板或木板，不得直接踩踏基面。

4.4复合土工膜铺设

渠坡复合土工膜铺设由坡肩自上而下滚铺至坡脚，中间不能有纵向连接缝。复合土工膜搭接部位预留不小于10cm搭接长度，渠坡接头缝与渠底接头缝相互错开100cm以上，接头应为上游土工膜压在下游土工膜上面。

复合土工膜在铺设过程中用编织袋土覆压，防止滑移。

齿槽部位用10×10cm方木临时支撑保温板和土工膜，间距2m。

遇到墩柱等建筑物时，按接触尺寸对土工膜进行裁剪并与建筑物进行粘结。粘结后2h内粘结面不得承受任何压力，严禁粘结面发生错动。

复合土工膜采用热合爬行机焊接，环境气温在5～35℃之间比较适宜，气温低于5℃时，必须对搭接面进行加热。土工膜焊接接头采用双焊缝焊接，焊缝宽度10mm，搭接长度不小于10cm，焊缝间留有1cm空腔。

4.5砼衬砌

砼衬砌采用1#和2#拌合站集中拌料，8m3砼搅拌运输车运料，采用渠道混凝土数字化自动摊铺机布料、振捣，渠道混凝土自动抹光机压光。

5、结论

通过改进砼施工工艺，特别是在倒坡扭面薄壁砼施工中采用模板布施工工艺后，扭面砼表面的麻面气泡大幅减少，基本可达到浇筑的立面砼的表面标准，效果非常明显良好，但在取的良好效果的同时，由于增加模板布工序，造成每平米模板造价增加约30~50元，在施工中各单位可根据施工部位重要程度，决定是否采用模板布施工工艺。

参考文献：1、GB/T50600-2020《渠道防渗衬砌工程技术标准》；

2、王冰，衬砌混凝土施工技术在过程中的技术应用[J]，技术与市场2011（08）；

3、张磊、张立春，渠道衬砌工程主要施工方法[J]，水利科技与经济，2014（1）139-141。