渠道衬砌施工方案设计

渠道混凝土衬砌施工技术方案

1. 工程概况

XX村斗农渠衬砌工程，衬砌渠道 23.162 公里，其中：斗渠 0.414公里，农渠 6.45 公里，U 形渠 16.298 公里，修建渠系建筑物 782 座（含斗农渠分水闸 60 座、分水口 627 座（U 型渠分水口 625 座）、农桥 9 座、涵洞 86 座）。（详细工程量见招标文件）； 2.渠道衬砌施工依据

⑴《南水北调中线一期工程焦作1段（第1标段）渠道横断面图》。

⑵ 南水北调中线一期工程总干渠黄河北～羑河北段（中线建管局直管项目）焦作1段第一施工标招标文件《技术条款》。

⑶ 《南水北调中线一期工程总干渠焦作1段渠道结构图》。

⑷ 《碾压式土石坝施工技术规范》（SL274-2001）、《土工试验规程》（SL237-1999）、《堤防工程施工规范》（SL260-98），以及国家、行业颁布的相关规程、规范、技术标准。

⑸ 《南水北调中线一期工程材料性能指标补充技术要求》。 ⑹ 《渠道混凝土衬砌机械化施工质量评定验收标准》2010-11-30。

⑺ 《南水北调中线一期工程渠道工程施工质量评定验收标准（试行）》2007-05-20。 ⑻ 《南水北调中线干线工程渠道混凝土衬砌施工操作指南（试行）》2010-1。 3.渠道衬砌机工作原理

目前混凝土衬砌机有两种机型：一种是滚筒式，另一种是滑模式。滚筒式衬砌机适用于渠道底板衬砌，滑模衬砌机适用于渠道边坡衬砌。滑模衬砌机动力是由外部电力系统提供，行走系统轨道自行式。在衬砌作业时，混凝土熟料由混凝土搅拌车运输至现场，从滑模衬砌机两侧的小集料斗同时供料，经皮带输送至大集料斗后，沿顺坡自上而下布料。布料完成后，沿顺坡方向设置的一排振捣簧片将混凝土料物均匀振捣并机械进行找平。滑模衬砌机的机架为整体钢架，布料系统与衬砌系统于一体，因此设备自重大，跨越渠系建筑物时搬迁困难，拆装周期长。但其具有良好的整体刚性，并事先进行了预应力处理，克服了大跨度时机架产生的挠度，确保了渠坡中间部分的衬砌厚度，同时生产效率高，振捣密实、均匀，表面平整度高，节省劳动力，非常适

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用于本渠道的衬砌。投入使用的混凝土衬砌机PHB23000C型混凝土衬砌机，主要技术参数适应本工程渠道坡面混凝土衬砌的要求。该型衬砌机通过在南水北调其他标段施工证明，综合性能完全满足施工要求，该机型有以下特点：

⑴ 将混凝土布料、摊铺、振捣、轧实布置在同一台机架上，减小了整机重量，方便了搬迁拆装。

⑵ 机架高度采用千斤顶调节，省时、省力，可随时调整坡度和摊铺厚度。 ⑶布料系统采用变频调速，布料时速度一般控制在1.5m/min，回程时速度可调至3m/min；衬砌宽度：3m/幅；整机行走：5m/min；升降速度：240mm/min。

⑷ 主机前后轮箱采用铰接方式连接R=150m范围内可自由行走。 ⑸ 布料、摊铺、振捣、压光互不影响。 渠道衬砌机械化施工工艺流程图，见图4-1。 4.渠道衬砌施工 4.1施工准备

衬砌施工前，由渠道衬砌施工队将场地清理干净，在场地清理干净后按试验设备配置要求，组织施工机具提前进场，在投入运行前进行一次全面检修，并将仓面施工机具运至施工现场。对所有参加渠道衬砌混凝土施工的施工人员进行一次技术培训，并将施工计划下发到施工班组，并安排相关人员现场值班。

施工用水采用洒水车运送，在马道上布置塑料桶装水，采用软管从塑料桶处接至各施工用水面。各施工用电机具采用电缆线连接电源。

保温板和复合土工膜铺设 大全 施 工 准 备 施工放样 混凝土原材料检验 材料供应 配合比设计试验 排水管安装、砂砾料铺填 配合比检验调整 混凝土搅拌 轨道设置 混凝土运输 削坡机削坡 混凝土摊铺 渠道衬砌机 混凝土振捣 工作台车就位 混凝土抛光抹面 实用文档

图4-1 渠道衬砌机械化施工工艺流程图

⑴ 人员准备：

① 做好施工前动员，对职工讲明本工程的重大意义，使职工对参加本工程施工负有责任心，做好施工后勤保障，解除职工的后顾之忧；

② 施工前，组织施工技术人员、机械操作手、专职安全环保人员对施工图纸、技术要求、施工特点、工序衔接、施工安全、施工期环保等内容进行认真研究分析，熟练掌握，做到了解设计意图和施工期各项要求，有序施工。

⑵ 材料准备：

① 水泥选用河南孟电水泥有限公司生产P.O 42.5散装低碱水泥； ② 骨料为人工砂石骨料，人工砂及小石选用焦作周窑祥和石料厂骨料； ③ 粉煤灰选用河南济源沁北电厂生产的Ⅰ级粉煤灰；

④ 外加剂选用山西黄腾化工有限公司生产的减水剂、中国水电十一局外加剂厂生产的引气剂；

⑤ 强渗软式透水管、聚苯乙稀保温板、聚乙烯闭孔泡沫板、600g/m2复合土工膜等按施工计划准备。

⑥ 混凝土配合比参数如表，

渠道衬砌混凝土配合比

编号 强度 等级 级水胶砂率 减水引气粉煤配 比 (%) 剂剂剂 灰（%） 混凝土材料用量(kg/m) 3坍落度 拟用工程(mm) 部位 大全

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（%） （1/万） 1 C20W6F150 一 0.50 40.0 1.0 0.8/万 水 水泥 粉煤灰 砂 20 138 221 55 774 5～20mm 1162 70～90 渠道衬砌 ⑦ 砂石备料场和混凝土拌和系统在项目部1#生产营地，拌和设备额定生产能力为60m3/h，配备100t水泥罐1个、200t水泥罐1个、100t粉煤灰罐1个、砂石料配料机一套、地磅一套。

运输、衬砌设备：HZS60强制拌合机及配料系统一套、装载机两台、8m3混凝土运输车两台、坡面衬砌机壹台、成型机壹台、机械抹光机壹台。

（3）施工用水

在施工过程中的用水主要为：混凝土拌合用水、粗砂、砂砾料垫层压实用水，混凝土浇筑完成后养护用水及道路降尘用水。从渠道衬砌管井降排水抽水管道引出，水管直接衬砌现场为试验段施工供水。

（4）施工用电

施工用电主要是施工过程中管井降排水、衬砌机、成型机、抹面机、切割机等用电，试验区采用变压器作为衬砌施工电源。

（5）施工道路

施工道路主要为右岸沿渠道路，宽度为8.0m，右岸渠堤堤顶道路，宽度为,6.0m。下渠施工道路，宽度为5m，按单车道考虑。混凝土运输车由沿渠施工道路经渠堤堤顶道路到达施工现场。 4.2施工放样

衬砌前，由测量队根据要求在渠道附近处设置平面控制点及高程控制点，并根据设备的特性计算出轨道的平面位置及轨道安装高程。同时，根据砼衬砌厚度及保温板厚度放出削坡位置及高程。

放出轨道平面位置及高程后，人工清理轨道基础铺设砂料找平并压实，其上安放轨道，轨道每隔3~6m用钢筋固定在地面上，防止衬砌机运行时轨道移位。轨道采用专用轨道钢60×60×6mm，并与4mm厚的钢板焊接，轨道垫钢板尺寸为40 cm×50cm。轨道钢与钢板焊接后应调平，确保今后轨道安装后轨面在一条直线上。 4.3渠道修坡及清基

渠道开挖填筑基本成型后，修坡前先进行测量放线，使用数字化挖掘机进行边坡粗削坡，将开挖时机械预留的保护层削至2～5cm。挖掘机粗削坡时，将斗齿更换为特制的斗

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刀，使削出的面平整，挖掘机削坡由上至下进行，削挖的土方由机械运出。边坡精削坡采用人工削坡，测量人员密切配合，严格控制削坡的坡度及平整度，削下的土方人工堆放在渠底，待渠底精找平时一并运出，精修坡比粗修坡滞后30m左右。

质量标准为渠口（底）边线允许偏差：直线段＋20mm、曲线段＋50mm；不应有欠挖，削坡后的平整度应不大于10mm/2m（拟铺设砂垫层时为不大于20mm/2m）。高程偏差控制在0~-20mm范围内。 4.4渠道排水设施施工

渠道排水网工程包括渠底渠坡纵向集水暗管排水、横向集水暗管排水和逆止阀。集水暗管采用强渗软式透水管。

排水暗管沟槽开挖前测量放线（沟槽中心线到渠中线的水平距离），两端设置控制桩，控制桩绷线控制开挖边线及开挖深度。暗沟与渠坡坡脚齿槽之间的隔墙比较薄弱的位置，在齿墙开挖前沿靠近外侧的壁采用M7.5砌砖，保护暗沟及齿槽不受影响，确保结构尺寸符合设计及质量要求。

纵向集水暗管与横向集水暗管采用四通连接，渠坡最上层纵向集水暗管与横向集水暗管采用三通连接。纵向集水暗管与逆止式排水器采用三通连接中间连接部分采用φ150软式透水管，用土工布进行包裹封口并引出沟槽外加以保护。先在槽底铺设5cm厚的粗砂再将软式透水管摆放其上保持在沟槽中心位置，铺设过程中要求不能人为随意制造接头，待验收合格后，四周及时采用粗砂分层回填，粗砂回填采用人工铺填，回填过程中超前使用钢筋条制作的门式卡卡住管道防止其过远偏离中心线。先对粗砂洒水然后使用平板振捣器底部焊接钢管架层层进行压实，逆止阀形式有两种：球形逆止阀和拍门式逆止阀。拍门式逆止阀用于渠坡。逆止阀的具体参数要求，依设计下发得《南水北调中线一期工程材料性能指标补充技术要求》为准。 4.5渠道砂砾料层施工

（1） 铺料

砂砾料层的位置尺寸，材料级配依设计文件要求为准，砂砾料铺填先进行渠坡铺填，待渠坡衬砌完成后进行渠底砂砾料铺填，采用反铲或其他方式向坡面指定位置布料，人工辅助摊铺砂砾料顶面高程通过预埋钢筋标识控制，采用周围设槽钢挡板表面使用6m长方钢作刮板自上而下进行整平的方法保证平整度，过程中发现有欠料处及时填补，压实前进行大面洒水将含水量控制在最优偏高一些。

（2） 压实

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采用在坡肩安设电动辘轳利用钢丝绳牵引平板振动器进行压实，填筑厚度控制在13cm左右。振动器顺坡上下移动不少于3遍并保证沿渠轴线方向移动过程中压痕间搭接15~20cm。

（3）质量检验

压实后采用灌水（砂）法取样作相对密度检验。每600m2或每压实班至少检测一次，每次测点不少于3个，坡肩、坡脚部位均设测点，检查处人工分层回填捣实。砂砾料或砂料削坡按渠道削坡的有关要求执行。

砂砾料垫层表面平整度用2m靠尺或测量仪器控制，不大于10mm/2m。发现凹坑及时人工补料。发现凸点，及时人工清除。将高程偏差控制在0~-20mm. 4.6保温板铺设

⑴材料的运输与存放

装卸保温板要轻搬轻放，防止碰撞。装车不宜过高，平层整齐码放。保温板与绳索接触的边角部位采取防护措施，防止绳索损坏保温板。随车人员严禁吸烟，注意防火。

保温板到达施工现场后，选择地势相对较高、平整干燥处平层码放整齐。及时用苫布苫盖，并挂标识牌，标明产品名称、产地、规格、指标、使用部位等。

施工现场不存放过多保温板，根据保温板铺设进度领用。 ⑵设置控制线

利用高程控制桩，按保温板铺设高程，挂设保温板铺设高程控制线，作为渠坡（渠底）复测和保温板铺设高程的控制标准。

⑶保温板铺设

保温板应沿渠道轴线方向有序错缝铺设。渠坡保温板按自下而上顺序铺设，不允许直接踩踏铺设完毕的保温板。遇到墩、柱、墙等建筑物时，根据与建筑物交界面的形状尺寸划线裁剪保温板，使保温板与建筑物交界面接缝紧密。每块保温板铺设完毕后，应及时用U型卡固定。

渠坡和齿槽中的保温板铺设时，根据设计尺寸，将坡脚处保温板与齿槽保温板的接触面切成适宜角度。

保温板铺设过程中，遇到保温板尺寸不合适或折断损坏造成边缘不整齐等现象，用密齿锯或壁纸刀结合钢板尺裁剪边缘，使保温板符合使用要求。

⑷质量控制

外观完整，色泽与厚度均匀，表面平整清洁，无缺角、断裂、明显变形。保温板应错

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缝铺设，平整牢固，板面紧贴渠床，接缝紧密平顺，两板接缝处的高差不大于2mm。板与板之间、板与坡面基础之间紧密结合，聚苯乙烯保温板位置放好后用U型卡从板面钉入砂砾料层固定（梅花状布置），铺好的板上面严禁穿带钉鞋行走，铺板完成后、铺设复合土工膜之前同样对保温板的接缝、平整度进行检查，平整度控制在±5mm，使用2m靠尺进行检查，接缝控制在0～－2mm。 4.7复合土工膜铺设

⑴土工合成材料要求

渠道采用600g/m2（150g/m2～0.3mm～150g/m2）二布一膜复合土工膜作为防渗材料，其中膜选用厚0.3mm的聚乙烯土工膜；复合土工膜选用宽幅6m，聚酯长丝针刺土工布。进场的复合土工膜物理力学指标均应满足招标文件和设计文件中的要求。

⑵ 复合土工膜铺设

复合土工膜施工之前首先做焊接试验，焊接抗拉强度至少不能低于母材的80％，从试验得出适应与现场实际操作、施工的一些技术参数。

铺设时由坡肩自上而下滚铺至坡脚，中间不出现纵向连接缝。渠坡和渠底结合部以及和下段待铺的复合土工膜部位预留5080cm搭接长度，坡肩处根据设计蓝图预留80cm复合土工膜的长度。铺设过程中用编织袋装土覆压，随铺随压，以防止复合土工膜滑移。复合土工膜材料尺寸为6m×22m，在铺设时先将土工膜按尺寸、匹幅铺好，膜与膜之间不能有褶皱，复合土工膜垂直于水流方向铺设，膜与膜重合10㎝进行焊接。铺时将焊接接头预留好后用剪刀剪断。土工膜铺好后进行固定，使用沙袋、或其它重物将其压紧。

⑶ 复合土工膜裁剪

复合土工膜裁剪时以长木条作参照划线引导，保证裁剪后边缘整齐平顺，使用记号笔按照要求的最少搭接界限标识在接缝处上下两张膜上，保证焊接后的搭接宽度。

遇到建筑物时根据建筑物尺寸在复合土工膜上进行标识，并根据土工膜与建筑物的粘结宽度进行裁剪。

⑷ 复合土工膜与建筑物粘接

若复合土工膜与墩、柱、墙等建筑物进行粘接，粘接宽度不小于设计要求，建筑物周围复合土工膜充分松弛。保证土工膜与建筑物粘结牢固，防水密封可靠，对土工膜或墩柱进行涂胶之前，将涂胶基面清理干净，保持干燥。涂胶均匀布满粘结面，不出现过厚、漏涂现象。粘结过程和粘结后2h内粘结面不承受任何拉力，并保证粘结面不发生错动。

⑸ 复合土工膜连接

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①连接顺序：缝合底层土工布、热熔焊接或粘接中层土工膜、缝合上层土工布。 ②土工膜热熔焊接：采用热合爬行机焊接。每天施工前均先作工艺试验，确定当天焊机的温度、速度、档位等工作参数。施工时应根据天气情况适时调整。环境气温在5～35℃之间，进行正常焊接。气温低于5℃时，焊接前对搭接面进行加热处理。当环境温度和不利的天气条件严重影响土工膜焊接时，不作业；焊接机械采用ZPH-501或ZPH-210型土工膜焊接机，温度控制在420～450℃之间，焊机档位控制在3～3。5挡之间，焊机行走速度控制在每分钟4.4m至每分钟4.8m间，保证不出现虚焊，漏焊和超量焊等现象。

土工膜焊接前将土工膜焊接面上的尘土、泥土、油污等杂物清理干净，水汽用吹风机吹干，保证焊接面清洁干燥。多块土工膜连接时，接头缝相互错开100cm以上，焊接形成“T”字型结点，不出现“十”字型。

采用双焊缝焊接。双焊缝宽度采用2×10mm，搭接宽度10cm，焊缝间留有约1cm的空腔。在焊接过程中和焊接后2h内，保证焊接面不承受任何拉力及焊接面错动。

当施工中焊缝出现脱空、收缩起皱及扭曲鼓包等现象时，将其裁剪剔除后重新进行焊接。出现虚焊、漏焊时，用特制焊枪补焊。

焊机定期进行保养和维护，及时清理杂物。 ③土工布缝合

将上层土工布和中层土工膜向两侧翻叠，先将底层土工布铺平、搭接、对齐，进行缝合。土工布缝合采用手提缝包机，缝合时针距控制在6mm左右，保证连接面松紧适度、自然平顺，土工膜与土工布联合受力。上层土工布缝合方法与下层土工布缝合方法相同，土工布缝合强度不低于母材的70%。

⑹ 复合土工膜保护

①复合土工膜专车运输。装卸、搬运时不拖拉、硬拽，不使用任何可能对复合土工膜造成损伤的机具，避免尖锐物刺伤。

②复合土工膜铺设人员穿软底鞋，严禁穿硬底鞋或带钉鞋作业。

③铺设好的复合土工膜由专人看管。严禁在复合土工膜上进行一切可能引起复合土工膜损坏的施工作业。

④堤顶预留的土工膜及时挖槽用土封压，坡脚部位土工膜用彩条布包裹并用沙袋覆压保护，衬砌混凝土浇筑时，保证模板的支立和固定不造成复合土工膜破坏，采用在模板的辅助装置上压置重物、设置支撑等方法支立和固定模板。

⑤铺设过程中，采用砂袋或软性重物压重的方法，防止大风对已铺设土工膜造成破坏。 ⑥施工现场严禁烟火，电气焊作业远离复合土工膜。

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4.8渠坡混凝土浇筑衬砌

渠坡混凝土浇筑衬砌是渠道工程的核心工作内容，它的工作进度决定了其他工作面的进度，浇筑过程采用螺旋布料器布料，混凝土经输送带运至集料箱，开动螺旋输料器将混凝土自下而上均匀布置在坡面上。开动振动器和纵向行走开关，边输料边振动，边行走。布料较多时，开动反转功能，将混凝土料收回。布料宽度达到2～3m时，开动成型机，启动工作部分开始二次振捣、提浆、整平。施工时料位的正常高度保持在螺旋布料器叶片最高点以下，并保证不得缺料。

⑴准备工作

① 砂砾料防冻胀层、聚苯乙烯保温板和复合土工膜经验收合格； ② 校核基准线；

③ 拌和系统运转正常，运输车辆准备就绪； ④ 工作台车、养护洒水车等辅助施工设备运转正常； ⑤ 衬砌机设定到正确高度和位置；

⑥ 检查衬砌板厚的设置，板厚与设计值的允许偏差为-5％～+20％。 ⑵衬砌机的安装

PHB23000C型混凝土衬砌机是采用轨道式，根据现场试验我们总结到控制好轨道线是衬砌机定位的关键。根据设计渠道纵轴线、渠道断面尺寸和衬砌机的特性，用全站仪放出渠顶和渠底的轨道中心线，及轨道顶面高程，人工精心铺设。轨道基底要求平整、密实便于控制渠坡衬砌厚度，渠底有地下水的情况必须先对地基进行相应处理（局部换填或浇筑砼垫层），避免轨道基底沉陷影响衬砌质量。

⑶模板安装

完成土工膜铺设后开始侧模安装，测量放样出面板横缝位置线和面板顶面及底面线，严格按设计线控制其平整度，不出现陡坎接头。侧模及端头模板采用10#槽钢，并在底部加焊Φ12钢筋。模板背面每隔2m焊接一根Φ10钢筋，每根长50cm左右，安装模板时，在背面钢筋上加压砂袋对模板进行固定。齿槽和坡肩侧模板采用定型钢模板，混凝土衬砌施工过程中测量人员随时对模板进行校核，保证混凝土分缝顺直。

⑷混凝土拌制

保证渠道混凝土所用的原材料，如：水泥、粉煤灰、砂石骨料、外加剂等原材料是已符合设计和有关规范要求的产品。衬砌混凝土配合比由试验室提供，保证满足耐久性、强度和经济性等基本要求，并适应机械化施工的工作性要求。骨料的最大粒径不大于衬砌混凝土板厚度的1/3。混凝土拌合物的坍落度为7cm~9cm。

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衬砌混凝土的用水量、砂率、水灰比及掺和料比例通过优化试验确定。配合比参数不作随意变更，当气候和运输条件变化时，微调水量，维持入仓坍落度不变，保证衬砌混凝土机械化施工的工作性。在投入生产前，砂石骨料和胶凝材料等计量器具要经计量部门标定，拌和站配料计量偏差不超过下表的规定。

表4-1 拌和站配料计量偏差精度要求

材料名称 允许误差（%） 水泥 ±1 掺和料 ±1 砂 ±2 石 ±2 水 ±1 外加剂 ±1 外加剂采用后掺法掺入，以液体形式掺加，其浓度和掺量根据配合比试验确定。混凝土的拌制时间通过试验确定，混凝土随拌、随运、随用，因故发生分离、漏浆、严重泌水、坍落度降低等问题时，在浇筑现场重新拌合，若混凝土已初凝，作废料处理。

渠道衬砌混凝土在2#、营地的HZD60拌和站集中拌制，用7m3混凝土罐车运至浇筑仓渠顶，由螺旋输料器均匀入仓。

⑸衬砌混凝土厚度控制

衬砌厚度的控制由衬砌机的液压升降支腿和内置的模板进行调节控制，轨道的铺设的纵坡比率与渠道的纵坡比率一致，在衬砌过程中使用自制的高程标签插入已铺好的混凝土中检查衬砌厚度（包括虚铺厚度及压光后的厚度），坡肩、坡面、坡脚处均设侧点，如发现厚度有误差及时进行调整（调整布料机虚铺厚度或调整成型机小车与坡面的垂直距离）。

⑹衬砌混凝土浇筑

在混凝土衬砌基层检查合格后，进行混凝土的衬砌施工。混凝土熟料由混凝土搅拌车运输至布料机进料口，采用螺旋布料器布料，开动螺旋输料器均匀布置。开动振动器和纵向行走开关，边输料边振动，边行走。布料较多时，开动反转功能，将混凝土料收回。布料宽度达到2～3m时，开动成型机，启动工作部分开始二次振捣、提浆、整平。施工时料位的正常高度应在螺旋布料器叶片最高点以下，保证不缺料。30cm段护顶混凝土与渠坡混凝土一次成型。使用滑膜衬砌机时完成一段渠坡衬砌后往前行进。用同衬砌厚度相同的槽钢作为上下边模板，安装在上口设计水平段外边线和坡脚齿槽外边线处，并用钢筋桩与底基定位。防止边脚混凝土坍塌变形。

滑模衬砌机施工出现的局部混凝土面缺陷由后面工作桥的工人人工进行修补，保证衬砌面的平整和美观。

混凝土终凝后及时铺盖棉苫洒水养护，割缝过程中同样保持混凝土面湿润，为节约用水棉苫上再覆盖一层塑料薄膜保潮。

⑺渠坡混凝土衬砌操作要点

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①衬砌机匀速连续工作；

②衬砌施工过程中经常检查振捣器的工作情况，如发现衬砌后的板面上出现露石、蜂窝、麻面或横向拉裂等现象，立即停机检查、修理，对已浇筑的混凝土进行处理；

③控制振捣时间，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保证衬砌机仓内有充足的混凝土拌和物，仓内拌和物料位高于振捣簧片。 ⑤当衬砌机出现故障时，立即通知拌和站停止生产，在故障排除时间内衬砌机内混凝土尚未初凝时，继续衬砌。停机时间超过2小时，及时将衬砌机驶离工作面，清理仓内混凝土，故障出现后对已浇筑的混凝土进行严格的质量检查，并清除分缝位置以外的浇筑物，为恢复衬砌作业作好准备。混凝土终凝后及时铺盖棉苫洒水养护，割缝完成后，进行第二次覆盖。 4.9抛光抹面

采用PHZ-23000C渠道坡面混凝土自动振捣成型机和自制桁架式混凝土抹面机。 ⑴衬砌机偏心辊将振捣好的混凝土面压平提浆，要求施工人员在边侧观察，压平前对高低不平的部位人工补料后进行修整，确保碾压辊工作后混凝土面平整。

⑵抹光机压光成面

衬砌机压平提浆，根据混凝土面的软硬程度，进行混凝土压光成面，抹光机操作人员穿平底鞋踩在混凝土面上。下陷要小于2mm，开始进行压光成面。抹光机采用自制桁架式混凝土抹面机采用抹盘和抹片分别抹面。抹盘抹面起挤压及提浆整平功能，抹片起压光收面功能。抹面压光应由专人负责，并配备2m靠尺跟踪检测平整度，混凝土表面平整度控制在8mm/2m。人工采用钢抹子抹面，一般为2～3遍。初凝前及时进行压光处理，清除表面气泡，使混凝土表面平整、光滑、无抹痕。衬砌抹面施工严禁洒水、撒水泥、涂抹砂浆。抹光机将自下而上，由左到右按顺序有搭接的进行。

⑶人工铁抹子压光出面

抹光机压光成面后，人工用钢抹子随后进行压光出面。压光由渠坡横断面最初施工的一侧向另一侧推行，在施工时及时用2米靠尺检查，对不符合要求的及时处理，确保出面光滑平整。

⑷质量控制

人工压面是保证砼表面光洁密实，防止表层龟裂的重要工序，也是人工体力劳动量最大的工序，将高度重视。衬砌成型后的混凝土利用工作台车进行抹面，以满足渠道糙率要

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求，混凝土表面平整度要求控制在5mm/2m以内。要求在初凝前及时进行压光处理，消除表面气泡，使混凝土表面平整、光滑、无抹痕。 4.10养护

混凝土面层浇筑完毕后及时养生，在纵、横方向均匀洒布养护剂，喷洒要均匀，成膜厚度一致，喷洒时间在表面混凝土泌水完毕后进行，喷洒高度控制在0.5~1m。除喷洒上表面外，板两侧也要喷洒。然后喷洒一次水，覆盖薄膜，养生不少于28天。 4.11伸缩缝施工

根据《南水北调中线总干渠焦作1段渠道结构图》要求，渠道过水断面衬砌板横缝每隔8m设一道半缝，满足沉降变形要求，每隔8m设一道通缝，满足温胀要求。渠坡纵缝每隔8m设一道半缝，满足沉降变形要求，每隔8m设一道通缝，满足温胀要求；渠底全部为通缝。半缝宽2cm，深度6cm；通缝宽2cm，深度为混凝土面板厚度（渠坡10cm，渠底8cm）。 4.11.1通、半缝的施工

根据《渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程》中的要求，切缝施工在衬砌成型抗压强度在1MPa～5MPa时进行，切缝前，先按设计位置弹出分缝线，用定制的2cm厚锯片和动力配套的电动混凝土割缝机切割。渠底割缝用切割机直接沿墨线切割即可；坡面上顺水流方向的收缩缝切割时，将切割机固定在自制的专用工作托架上，该托架是切割机的行走轨道，以保证斜坡面上因切割机行走方向不易控制而影响切缝质量。托架用槽钢或角钢制成，平铺在所要割缝的上侧，在渠顶设有固定桩拉住并固定托架。具体施工时将严格掌握切割时机，并配备足够的割缝设备，尽快将割缝完成，防止因混凝土的收缩产生裂缝。 4.11.2伸缩缝填缝施工

伸缩缝填缝施工的程序如下：

⑴ 将基面清理干净，晾晒干燥，使缝壁保持干净、干燥。 ⑵ 用微型磨光机打磨缝的表面，即扫缝。 ⑶ 用吹风机清理缝内及缝外杂质。

⑷ 将设计尺寸的闭孔泡沫板人工用专用工具装入缝内。 ⑸ 在缝的两侧贴防污胶带纸（从制胶厂家购买）。

⑹ 将聚硫密封胶按说明书配比倒入容器中，充分搅拌均匀。

⑺ 注胶前先在清理干净的基面上均匀刷涂界面剂，待界面剂完全固化后注胶。 ⑻ 将聚硫密封胶装入密封胶专用管中，用施胶枪将胶直接挤入缝内压平，发现起泡

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及时修补（施胶枪从制胶厂家购置）。

⑼ 注胶应饱满，用刮刀压紧刮平。

密封胶填缝有二大难点：一是密封胶与混凝土面不易粘结，将与生产厂家商量保质措施；二是由于密封胶比较稠，熬好后向施胶枪内灌，尤其是向伸缩缝内灌注效率非常低，且不易灌注密实，同时表面抹平时经常出现与抹板粘连被整体带出的现象，施工时技术难度大，对此将尽可能的采取各种方法保证注胶后的外观质量。 5.混凝土衬砌质量控制

⑴ 厚度的控制

衬砌厚度的控制是由衬砌机的液压升降支腿和内置的模板进行调节控制，轨道铺设过程中要求铺设的纵坡比率与渠道的纵坡比率一致。同时安排专人使用自制的高程标签在浇筑过程中跟踪检测铺料厚度及抹面后的厚度。若发现超出规定的偏差及时反馈，对衬砌机械高度及时作相应调整。

表5-1 机械化混凝土衬砌施工质量标准和检查方法

1 主 控 项 目 2 3 4 5 6 1 2 3 一 般 项 目 5 6 7 碰损掉边 表面裂缝 衬砌表面平整度 4 入仓混凝土 无不合格料入仓 观察检查、查阅施工记录，检查现场抽样试验报告 混凝土振捣 留振时间合理、无漏振，振捣密实、表面出浆 观察检查、查阅施工记录 养护 混凝土厚度 渠底高程 贯穿性裂缝 垫层基面 模板 混凝土浇筑温度 蜂窝 终凝前应喷雾养护，保持湿润连续养护不应少于28天 允许偏差：-5mm～+10mm 允许偏差：0～-10mm 不允许，裂缝经处理符合设计要求 厚度均匀、平整，密实度应符合设计要求，验收合格 应符合设计要求 应符合设计要求 轻微、少量、不连续，单个蜂窝空洞的最大边距不得超过0.1m，深度不超过骨料最大粒径，观察检查、查阅施工记录 经处理符合设计要求 重要部位不允许，其他部位轻微少量，经处理符合设计要求 局部有少量不规则干缩裂纹 允许偏差：8mm/2m 观察检查、查阅施工记录 观察检查、查阅施工记录 用2m直尺检查 观察检查、查阅施工记录 尺量 水准仪测量 观察检查 观察检查、查阅施工记录 观察检查、查阅施工记录 观察检查、查阅施工记录 大全

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8 9 10 11 12 渠道中心线 衬砌顶高程 衬砌顶开口宽度 渠底宽度 渠道边坡 直线段允许偏差：±20mm；曲线段允许偏差50mm 允许偏差：0～+30mm 允许偏差：0～+30mm 允许偏差：0～+20mm 允许偏差：边坡系数±0.02 全站仪测量 水准仪测量 全站仪测量 尺量、全站仪测量 水准仪、全站仪测量 ⑵ 平整度控制

混凝土表面平整度要求控制在8mm/2m以内，收面过程中及衬砌结束后随机用2m靠尺检查，发现超限人工抹面时处理。对坡肩、坡脚处使用借助靠尺定型抹面

⑶混凝土振捣控制

要求留振时间合理、无漏振，振捣密实、表面出浆。

渠道试验段机械化混凝土衬砌施工质量标准和检查方法见表5-1。 6.渠道降水措施 6.1降水井涌水量计算

⑴ 管井法

根据工程区水文地质条件，含水层的富水性，土壤渗透系数，降水影响半径，土层给水度等，渠道前期施工完成水上部分开挖后,结合当地的降水经验，本工程渠道后期降水施工采用管井法降水方案。它具有降水工艺成熟，设备简单，维护管理便利，降水效果好。通过在渠道外侧管井抽汲地下水，使地下水位线降低到渠道基底以下，疏干基坑内土层，保证施工作业处于无水干燥条件下进行，消除渗水对结构物不利影响，增加渠道边坡的稳定性。

⑵ 涌水量计算

渠道长度4864m，降水间距约20～25m，渠道开挖基坑可其视为条带状基坑，降水井的数量较多，井与井之间相互影响，为了使数据更加精确采用群井法计算。

① 影响半径（R）计算的经验半径、潜水含水层：

R2SKH 式：R—降水影响半径（m）；

S—基坑水位降深（m），地下水位较浅，埋藏深度1.0～2.3m，渠道开挖5～9.3m；

地下水降低到渠底板0.5m以下；平均降深8m。

K—渗透系数（m/d），根据加权平均计算得0.936m/d；

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H—含水层厚度（m），根据地质剖面，取25m。 计算得：R=77.40m，取80m。 ② 潜水非完整井基坑涌水量计算 基坑远离边界：

H2h2QKLR q2rl'K15

式中：Q—基坑涌水量（m3/d）； q—干扰单井涌水量（m3/d）；

K—渗透系数（m/d），根据加权平均计算得0.936m/d或0.11×10-4m/s。 R—渗透影响半径（m），取80m； L—降水长度（m），取4864m； H—潜水含水层厚度（m），取25m；

l'—滤水管工作部分长度，取10m；

r—降水井半径，取0.25m；

h—降水后剩余含水层厚度（m），取10m； 计算得：Q=29877.12 m3/d,q=12.5 m3/h。

设计在渠道底板中心线处布置降水井，降水井距24m，井径（外）0.4m，内径0.3m，滤料厚度呈环状厚度5cm以上，设计井深为底板以下12m。

⑶ 降水井的构造与设计 ① 井深：底板以下10m；

② 井径：管井外径400mm，内径300mm；

③ 滤水管材管内径及规格：选用多孔无砂混凝土管，管内径300mm，外径400mm，每节管长1m；

④ 填砾厚度：环绕井管外壁50mm以上；

⑤ 滤料规格：采用颗粒磨圆度较好的3～5mm的豆石围填； ⑥ 含砂量：降水井抽水期间，水质清澈，不出现泥沙排出现象； ⑦ 管井内水位深度控制在底板以下9m。 ⑷ 降水井布置

根据降水的目的，水文地质条件与渠道开挖的深度等因数进行管井的布置，具体布置：

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渠道底板中心线处，降水井的深度：底板以下12m（可根据具体地质情况进行调整），降水井的井距24m。

⑸ 排水沟的布置

从管井中抽汲的地下水排入渠道左侧设置的排水沟内。 6.2降水井施工及成井工艺

水井施工工艺流程：测量定井位→挖泥浆池→钻机就位→钻井→换浆→下管→回填滤料→洗井→下泵→铺设排水管线→试抽、验收→降水维护管理。

⑴ 井孔施工

降水井采用HG-1500型车载泵吸反循环钻机钻进。测量放线确定井位，钻机就位后挖泥浆池，加水开始钻进，钻进时比设计深度多钻0.5m以上，钻进过程中注意泥浆浓度，必要时加水稀释。

钻孔完成后，立即按下述成井工艺进行施工。 ⑵ 成井工艺

安装管井装置的工作称为成井工艺，它包括安装井管（井壁管、过滤管和沉淀管）、填砾、洗井、试抽等工作。

① 安装井管

洗井结束后，安装井管。滤水管为内径300mm的混凝土滤水管。

井管安装前的工作：检查井的尺寸和深度是否满足设计要求；清理井底沉淀物，并适当稀释泥浆；检查井管的质量；反滤料及封闭用的粘土运抵现场。

② 下管方法

采用托盘法下管。将预置的井底用钢丝绳托吊放入孔口，然后将预置的水泥井管安装在井底上，并逐节下入孔内，直到全部井管下到预定深度。各井管之间采用竹杆或竹皮并用铁丝绑扎连接，为防止井内出现涌砂，各井管接头之间采用塑料薄膜进行封闭。

③ 填砾

将筛选好的砾料均匀地投入井管与井壁之间的环状间隙中，填砾的目的是在过滤器与井壁之间形成人工过滤层，此过滤层可以增大过滤器四周的孔隙率和透水性，减小进水时的水头损失，以增大单井出水量。 还可以起到滤水挡砂的作用，防止含水层中的细小砂粒涌进过滤器内。井管安装完毕后，必须立即进行填砾。

填砾须沿井管四周均匀地连续填入砾料，速度不宜过快。 ④ 洗井及试抽

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洗井须在下管、填砾之后立即进行。洗井的目的在于清除井内的泥浆和岩屑，疏通含水层，增强井孔周围含水层的渗透性，使过滤器周围形成一层良好的滤水层，使降水井达到正常的出水量。洗井时间须延续到水清砂净为止。方法为采用污水泵或潜水泵直接抽水，洗井结束后进行试抽。 6.3抽水设备选用

渠道内导水沟排水水泵选用流量较大的潜水泵： QS（R）80-14/1-5.5W，流量80m3/h,扬程14m，功率5.5KW； QS（R）32-26/2-4W，流量32m3/h，扬程26m，功率4KW。

管井降水水泵选用潜水泵： QS32-24-4流量32m3/h,扬程24m，功率4KW；QS25-26-3流量25m3/h,扬程26m，功率3KW。 7.特殊天气施工措施 7.1风天施工

在日照较强，空气干燥的春秋天多风季节或山区、丘陵等经常刮风地区，渠道衬砌混凝土将重视防裂措施。

⑴ 首先将混凝土拌和物调整到最佳性能，根据当时的天气情况，适当调高混凝土外加剂的掺量或增加水量，使出机口的坍落度增加1-2cm，确保混凝土入仓时的最佳坍落度。

⑵ 加强混凝土表面的初期养护，衬砌完成后立即喷雾养护，保持混凝土表面的湿度。 ⑶ 防止塑性收缩开裂，影响塑性收缩开裂的首要因素是风速，刮风天将详细观测刮风引起的自然现象，确定风级，以便据此制定混凝土表面养护措施，加强养护，防止塑性收缩开裂。 7.2雨天施工

⑴ 衬砌施工过程中遭遇阵雨，影响到混凝土表面质量时将停止施工。

⑵ 雨季施工时将准备足够的防雨覆盖材料，在突发雷阵雨时遮盖刚衬砌完成的混凝土面。

⑶ 中雨以上的天气将不再新开混凝土浇筑仓面，不在雨天抹面、压光作业。 ⑷ 在浇筑过程中遇阵雨、大雨，立即停止进料，已入仓混凝土马上防雨遮盖，并防止外部水冲入。雨后尽快清除仓内积水，对受雨水冲刷后，平整度严重劣化的部位铲除重铺。

⑸ 根据天气预报，合理安排施工。 7.3冬季施工

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冬季进行渠道衬砌混凝土施工，。施工时间安排在白天温度适宜时段，施工温控措施如下：

⑴原材料保温

保证进场的粗细骨料清洁，不含有冰雪冻结物及易冻裂的矿物质。 ⑵混凝土拌合

拌合机采用封闭式作业，拌合站在气温低于3℃时，不进行混凝土的拌和作业。 ⑶混凝土运输

混凝土的运输路线提前考察，统筹安排，保证交通不得堵塞，混凝土的运输时间将尽可能短，并尽量减少中间倒运环节。混凝土搅拌运输车外侧包裹保温材料进行保温，混凝土罐车出口在运输过程中将遮挡，尽量减少温度损失。

⑷混凝土浇筑

混凝土浇筑时间尽量安排在每日10：00～17：00，日最低温度低于3℃时不进行浇筑作业。保证混凝土的温度不得低于5℃。

⑸混凝土养护

根据《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）要求，焦作地区多年最冷月月平均气温为1.0℃（招标文件1.1.2.1气象水文），属温和地区。混凝土浇筑完毕后，对表面采用塑料布加草席覆盖进行保温养护，养护时间适当延长。 7.4夏季施工

由于夏季气温较高，在混凝土施工中从原材料、生产拌制、运输入仓、平仓振动及混凝土保护等做好技术措施，以控制好夏季混凝土施工质量，使混凝土浇筑施工质量得到保证。采用以下混凝土施工温度控制措施：

⑴混凝土拌合骨料温度控制

①控制骨料仓内骨料堆高，具有足够的储备。 ②对于骨料仓中的粗、细骨料采用隔热材料遮阴防晒。

③高温天气时用低温度的井水向骨料堆中喷水（砂子除外），以降低骨料的温度，按要求对骨料含水量进行检测。

⑵混凝土搅拌生产温度控制

①混凝土拌和时，采用从深井中抽取温度低井水，对水管、水箱加遮阴和隔热设施。 ②混凝土拌和时，不使用骨料仓表面温度较高的骨料，取用下面温度低的骨料用于混凝土拌和。

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③混凝土拌和站的配料层、搅拌层周边设置遮阴和通风措施、上料皮带输送机上方设置遮阴措施，避免太阳光直晒，以控制降低骨料、混凝土拌和温升。

④在气温较高时段拌制混凝土时，要求考虑坍落度损失，经常检测混凝土坍落度，以便适当调整混凝土的配合比，满足施工所必须的坍落度，保证混凝土生产拌制质量。

⑤高温时段施工时，每4h测量一次混凝土原材料温度、出机口混凝土拌和物温度，做好记录。

⑶混凝土运输及浇筑温度控制

①夏季高温期施工混凝土时将全面、细致组织计划，准备工作计划充分，施工设备有一定的备件，保证混凝土施工连续进行；从拌和机到入仓过程及浇筑时间尽量缩短，并及时养护。

②协调好混凝土拌制和施工强度相匹配，控制缩短运输及等待卸料的时间，采用混凝土运输搅拌车运输中要慢速搅拌。

③混凝土浇筑尽量利用温度较低的早晚、夜间和阴天进行，避免在上午10:00～下午16:00之间的高温时间开仓浇筑；若不能避开高温天气时，对浇筑场地进行遮阴，避免太阳光直射仓面；从水井中抽出温度低的井水进行喷水降温，改善混凝土施工条件。

④尽量缩短混凝土运输、等待和卸料时间，及时进行平仓振捣，缩短混凝土暴露时间。 8.安全保证措施

⑴ 建立健全安全组织保障体系，成立安全生产领导小组，施工现场设专职安全员和安全生产员,负责施工安全检查、指导和监督。

⑵ 在施工前应对工人进行安全技术交底，对工人应进行班前检查。

⑶ 工地所有人员都必须配戴安全帽，高空作业人员要系安全带、物体系安全绳。 ⑷ 加强机械设备、运输车辆和生产器具管理,严格按规程操作。 ⑸ 经常检查监督，狠抓事故苗头不放过，奖惩严明，确保施工安全。

⑹ 加强施工用电管理，照明、高压电力线路架设顺直，并保证绝缘良好。施工中加强对机具、电器设备的检查和维修，各种施工机械和电器设备均设置漏电保护器确保用电安全。

⑺ 在施工道路与周围交叉道路之间设置防护围栏和警示标志，做好安全防护工作。 9.文明施工、环境保护

⑴ 推行科学的管理方法，科学组织施工；维护施工现场整洁和安全，使文明施工规

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范化、标准化、制度化。

⑵ 施工区域内张贴宣传标语，施工现场出入口处悬挂宣传标语横幅和施工警示牌。所有员工或管理人员佩带工作证，穿戴整齐，行为文明。

⑶ 施工场地整理，施工所用物料应堆放在指定的区域内，不影响道路通行。对场地进行及时清理，做到工完场，保证施工场地整洁。

⑷ 施工中产生的废水、泥浆必须经过沉淀后，方可排放。 ⑸ 加强施工道路的维护和洒水除尘工作。 10.人员和设备配置

本次渠道衬砌工艺试验主要施工设备及检验仪器设备见表11-1和人员投入情况见表11-2。

表11-1 主要施工设备及检验仪器设备

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 项目名称 挖掘机 装载机 自卸汽车 洒水车 平板振捣夯和手动辘轳 渠道衬砌布料机 渠道坡面混凝土自动振捣成型机 抹面桁架 手提缝包机 热合爬行机焊接 特制焊枪机 打气筒（针、压力表） 全站仪 型号 SK350 ZL50C 20T PHB23000C型 PHZ-23000C型 飞人牌（GK9-2） RFF-501塑料焊枪机（DSH-C型） 塑料焊枪机（DSH-C型） 莱卡 TC820 数量 1台 2辆 3辆 1台 2套 1套 1套 1套 2台 2台 2台 2套 1套 备注 大全

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14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 卷尺 直尺 外观检测 手持振捣器 软轴式振捣棒 切割机 混凝土切割机 手提式砂轮机 空气压缩机 注胶枪 混凝土罐车 降水井成井钻机 潜水泵 5M/30M 1M ZW-10型 Ф50 J3GD-400型 HLQ-18型混凝土切割机 8M QS/5-40 31套/1套 1套 1套 2台 2台 1台 2台 1台 1台 2支 2辆 2辆 25台 另外，准备足够的圆铲、三角钯、电源线、钉锤、水管等设备、工具、材料，以进行辅助工作。

表11-2 渠道衬砌试验拟投入的人员表

工种 人数 管理人员 5 测量员 4 质检员 4 安全员 3 电工 2 机械操作工 12 混凝土工 32 普工 30

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