李 鹏，李召朋

(中国水电建设集团十五工程局有限公司，西安 710065)

1 工程概况

南水北调中线一期总干渠陶岔渠首至沙河南段工程淅川段Ⅶ标段位于河南省邓州市，渠段起点桩号44+700，终点桩号52+100，总长7.4km。该段主要建筑物包括明渠和建筑物两类，其中，明渠渠道长6.86km，过水断面采用梯形断面。渠道设计水深7.5m，渠道底宽15.5～20.5m。渠道过水断面采用混凝土衬砌，主要功能是减糙、防渗;衬砌板下铺设土工膜，用于加强防渗;土工膜下布置排水系统(包括垫层、排水管、逆止阀等)，主要功能是排除地下水，保证衬砌稳定。

2 渠道混凝土施工特点

南水北调工程沿线较长，各段地质条件复杂，工期紧任务重。渠道的衬砌结构及坡比不同，渠道混凝土衬砌厚度仅有8～10cm，为薄壁结构，施工过程中，必须严格控制混凝土浇筑时段、施工工艺及养护、保护措施，避免出现混凝土裂缝。

3 渠道混凝土施工方案

渠道混凝土衬砌浇筑次序为先边坡后渠底，坡面混凝土采用PH-23000C型坡面混凝土衬砌机衬砌方案，渠底混凝土采用QDCQ650型渠底混凝土衬砌机衬砌方案，建筑物施工占压渠段采用人工组立模板衬砌方案。根据渠道混凝土衬砌结构，考虑衬砌机施工的连续性，采用切缝机切缝，上部2cm采用聚硫密封胶填缝，下部用闭孔泡沫板填充。

4 渠道混凝土施工

4.1 施工工艺流程

渠道混凝土衬砌生产性试验→施工测量→渠基排水→基础处理→保温板铺设→土工膜铺设→模板施工→混凝土拌制、运输→混凝土布料、振捣→混凝土压光→混凝土收面→混凝土养护→混凝土切缝→伸缩缝施工→质量检测。

4.2 施工方法

4.2.1 渠道混凝土衬砌生产性试验

为了确保工程质量和工程进度，在渠道衬砌正式开工前，先进行渠道混凝土衬砌生产性试验，通过该试验的成果来指导衬砌机衬砌渠道混凝土施工，为渠道混凝土衬砌施工提供指导性方案和理论依据，并从中得出较为合理的施工参数。

4.2.2 施工测量

渠道混凝土衬砌全程采用TCR-802型全站仪进行施工测量，包括渠道削坡、渠底整平碾压、保温板铺设、土工膜铺设、模板施工、混凝土浇筑、混凝土切缝等施工过程。控制测量包括渠道中心线、坡脚线、坡顶线、伸缩缝、下渠台阶混凝土中心线等，高程测量包括渠底纵向坡比和横断面、渠道边坡坡比、混凝土厚度等。按照4m×4m方格网进行，其测量结果采用打桩标识，做好记录和复核等工作。

4.2.3 渠基排水

盲沟开挖按设计要求走向顺直，底部平整，挖深达到设计要求，开挖好的盲沟经自检和现场监理检查合格后进行下一步施工。施工时先在盲沟排水管下部铺设砂料，然后安设集水暗管，最后采用C15无砂混凝土管保护后进行粗砂填筑，并分层压实。

4.2.4 基础处理

渠道土石方开挖时按照30cm进行预留，待混凝土衬砌时进行基础处理工作。

坡面的基础处理主要是削坡，采用1.0m3带刮板的液压反铲进行粗削坡，机械粗削坡后预留5cm左右，由人工严格按照设计高程进行挂线、人工精修整平。削坡后的平整度不大于1cm/2m。削坡土采用液压反铲在渠底装车，10t自卸汽车运输至弃土场。

渠底整平，采用220HP推土机推土，3.0m3装载机装土，10t自卸汽车运输至弃土场。细整平采用平地机，测量后采用18t自行式振动碾碾压。

4.2.5 基准线设置

轨道式衬砌机一般利用上、下两条平行于渠道中心线的轨道作为衬砌基准线，基准线纵向设置长度120m左右，定位桩间距一般为6m，其中弯道段定位桩间距一般为3m。基准线的位置误差为:水平误差为±5mm，垂直误差为±2mm。

4.2.6 模板安设

渠底和边坡均采用槽钢作为上、下边模板，分别安装在渠顶设计边线、坡脚设计线、通缝分缝处。槽钢采用φ10钢钉固定，并按混凝土设计高程安装，模板安装高程误差控制在3mm以内。

4.2.7 复合土工膜的铺设

复合土工膜沿垂直于水流方向铺设，两侧预留光面膜进行接缝，做到上游边压下游边。复合土工膜采用TH-501型土工膜焊接机热熔性焊接法拼接，个别部位采用热风焊枪修补。渠坡和渠底土工膜纵向搭接则主要采用高强KS胶“胶粘法”搭接方案。

4.2.8 衬砌混凝土施工配合比

根据生产性试验最终确定施工配合比进行施工。

4.2.9 混凝土拌和、运输及入仓

混凝土拌和在HZS-60型强制式混凝土拌和站集中进行，采用8m3混凝土罐车水平运输至工作面，通过布料机的上料皮带输送混凝土入仓。

4.2.10 渠道衬砌混凝土分块、分缝

采用先渠道边坡、后渠底的顺序进行衬砌施工。在边坡或渠底每8m进行一次分缝，而每隔4m的半缝在混凝土浇筑后采用切缝机进行切缝。

4.2.11 混凝土布料和振捣

渠道边坡混凝土衬砌机选用2台套PH23000C型坡面衬砌机。该机型由混凝土布料机、混凝土振动成型机和人工抹面台车三部分组成。

渠底混凝土衬砌机选用1台套QDCQ650型渠底衬砌机，该机型由皮带输送机和渠底衬砌机组成。

a.衬砌机轨道安装:根据衬砌机机头和机尾的滚轮间距渠道轨道安装位置，坡面衬砌机在渠底和一级马道布置衬砌机轨道位置;渠底衬砌轨道在渠底安装。轨道基础采用18t自行式振动碾压实，轨道采用人工抬运，人工铺设，钢铆钉固定在地面上，其中心线和高程误差控制在±2mm。

b.检查衬砌机的高度和位置，空载试运行是否正常;检查衬砌板凳厚度，板厚与设计值的允许偏差为－5% ～+20%。

c.混凝土布料和振捣:专人指挥布料。坡面衬砌机采用8m3混凝土搅拌车接混凝土布料机，通过皮带机传入螺旋布料器进行布料;渠底衬砌机采用8m3混凝土搅拌车接皮带机，利用挂料器进行布料。

坡面衬砌机振捣采用安装在布料机上的振动器进行。

渠底衬砌机采用安装在衬砌机上的插入式振捣棒和人工操作平面振捣器联合进行混凝土振捣:渠底混凝土施工时，在铺设好的保温板和复合土工膜的混凝土基面上先安装好渠底两侧衬砌机行走轨道后，方可进行渠底混凝土衬砌施工。对衬砌机铺设轨道部位人工布料后，采用插入式振捣器结合平板振捣器振捣密实。

d.衬砌机行走:根据布料、压光或振捣、收面的速度人工控制行走速度。

施工过程中要特别注意:ⓐ齿墙、护肩、靠近模板和边角处是机械铺料和振捣的薄弱处，由人工辅助铺料，并用插入式振捣器结合平面振捣器振捣密实，切实做到既不漏振，也不过振;ⓑ人工收面压光时必须掌握好有利时机及时进行抹光处理，使混凝土表面平整光滑;ⓒ控制振动碾压时间，使混凝土不过振、漏振或欠振，达到表面出浆，不出现露石、蜂窝、麻面等。

4.2.12 混凝土压光、收面

混凝土收面采用人工抹面台车水平行走，人工4遍收面;混凝土面压光采用混凝土振动成型机在坡面上下行走进行压光和人工操作磨光机压光的联合形式。

4.2.13 混凝土养护

养护水源主要采用储水罐储水，5t洒水车集中送水方式。

混凝土开仓浇筑前，必须对基面进行洒水湿润，以避免入仓的混凝土中的水分被基面所吸收;人工收面压光后，在混凝土初凝前，及时覆盖塑料膜、工业毛毡并安排专人进行洒水湿润，以防混凝土表面失水开裂;混凝土初凝后，及时采用喷雾器不间断喷雾养护，养护天数不少于28d;高温天气浇筑的渠道混凝土采用喷涂养护剂结合覆盖湿润的土工毛毡保水养护方式;低温时段浇筑的混凝土面宜采用一层塑料薄膜、双层工业毛毡、一层草帘子及时覆盖保温养护;多风季节宜在混凝土初凝前安排专人进行洒水车喷淋保湿养护。

4.2.14 混凝土切缝

采用切缝机进行切缝施工。在边坡切缝时，采用活动式专用切缝机轨道，便于切缝机行走。

切缝机采用台阶形布置方式，切缝顺序为:先横缝，后纵缝。其中，横缝切缝顺序为:先切割通缝，再切割半缝;纵缝切割顺序为:先切割坡面下部，后切割坡面上部纵缝，其中边坡靠近渠底处的两条纵缝须和横缝同步进行切割，以免出现裂缝。

合适的切割时间应控制混凝土达到设计强度的25% ～30%，即衬砌混凝土抗压强度达到1～5MPa时进行，根据南水北调工程中的施工经验，总结出不同温度条件下合适的切割时间，见下表。一般混凝土浇筑完成后最迟在48h内应完成混凝土横缝切割，在72h内完成混凝土纵缝切割。

南水北调工程渠道混凝土不同温度切缝时间控制表

4.2.15 衬砌混凝土填缝处理

衬砌混凝土填缝处理包括:渠道衬砌混凝土聚硫密封胶填缝和闭孔泡沫板填缝两项。聚硫密封胶由人工采用施膏枪进行压力注胶方案，其施工要点为:

a.人工用清缝机或森林灭火器清理缝内的浮尘和杂物，并保持缝内干燥。

b.分别将双组分聚硫密封胶按A∶B=10∶(1～1.2)倒入台案上，充分搅拌均匀。

c.注胶前在清理干净的基面上均匀涂刷一层界面剂(底涂液)，待界面剂完全固化后再进行注胶。

d.采用“T”字形嵌填的施工方法，用施膏枪将聚硫密封胶注入缝内并用抹刀压平。

e.施工时，配置好的聚硫密封胶必须在2h内用完，否则会慢慢增稠而造成施工困难。

f.施工结束后在没有完全硫化时，应进行充分养护、覆盖，并避免雨淋、曝晒，10d内不允许发生直接踩踏、过车及其他破坏性行为。

5 结语

南水北调工程调水规模、输水距离均为世界之最，该项工程建设克服了南水北调工程长距离输水、地形地质条件复杂等困难，实现了渠道系列成套设备及施工工艺和工程技术在大型输水渠道工程中的应用，为下一步的渠道工程建设提供了有力的技术支撑，这将对提高南水北调工程的整体建设水平发挥重要作用。■