干渠老護(hù)砌板上混凝土襯砌施工缺陷防控

□郭宏樂□郭春燕□宋宏鵬□趙宏芳

（1伊川縣水利服務(wù)中心；2伊川縣解放渠管理所；3河南省陸渾水庫管理局東一干渠管理處）

干渠老護(hù)砌板上混凝土襯砌施工缺陷防控

□郭宏樂1□郭春燕2□宋宏鵬3□趙宏芳3

（1伊川縣水利服務(wù)中心；2伊川縣解放渠管理所；3河南省陸渾水庫管理局東一干渠管理處）

文章從灌區(qū)工程實(shí)際出發(fā)，根據(jù)渠道護(hù)砌兩種不同基面：土基和老混凝土護(hù)砌基面，就節(jié)水改造混凝土襯砌兩種不同施工方案，從投資、工程管理、安全運(yùn)行、渠道過流、質(zhì)量控制、施工、造價(jià)等方面進(jìn)行利弊分析，總結(jié)出兩種方案適用的角度、渠段，同時(shí)對(duì)于兩種方案缺陷、弊病施工控制注意事項(xiàng)進(jìn)行總結(jié)，以方便今后施工。

干渠老護(hù)砌板；襯砌；利弊分析；缺陷防控

0 引言

陸渾灌區(qū)位于河南省西部，設(shè)計(jì)灌溉面積8.95 hm2，跨黃河、淮河兩大流域，受益范圍為洛陽市的嵩縣、伊川縣、汝陽縣、偃師市和平頂山市的汝州市及鄭州市的滎陽市、鞏義市共3個(gè)市7個(gè)縣（市），總?cè)丝?51.06萬人，其中農(nóng)業(yè)人口131.58萬人。

1 灌區(qū)現(xiàn)狀

陸渾灌區(qū)的主要供水水源是陸渾水庫。灌區(qū)興建于1970年，1974年開始通水，截至2015年已累計(jì)供水近70億m3。開灌以來，灌區(qū)的糧食產(chǎn)量由20 kg/hm2提高到33.33 kg/hm2，增產(chǎn)效益顯著，灌區(qū)運(yùn)行為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

陸渾灌區(qū)現(xiàn)有總干渠1條、干渠4條，長(zhǎng)277.80 km；支渠49條，長(zhǎng)232.30 km；干支渠系建筑物2098座。由于灌區(qū)在建設(shè)中，采用民辦公助的投資方式，大多數(shù)工程系組織群眾施工，工程質(zhì)量差、隱患多；工程不配套、遺留尾工大。經(jīng)過幾十年的運(yùn)行，加上運(yùn)行后缺少必要的維修資金和管理體制等原因，骨干工程老化、損壞，功能衰減，渠道滲漏嚴(yán)重、輸水能力低、水量損失大；工程險(xiǎn)情時(shí)常發(fā)生。因此，自2009年開始，經(jīng)水利部批準(zhǔn)，陸渾灌區(qū)開始實(shí)施節(jié)水改造加固工程。

2 灌區(qū)混凝土襯砌方案

陸渾灌區(qū)節(jié)水改造加固工程主要以渠道襯砌為主，輔以建筑物及管理設(shè)施維修改造。因干渠較長(zhǎng)，部分渠道在運(yùn)行期間進(jìn)行了混凝土襯砌，部分渠道為土渠，分部不均，總干渠襯砌率在90%以上，東一干上段襯砌率在30%左右，其他干渠襯砌率更低。鑒于渠道襯砌現(xiàn)狀，在已經(jīng)襯砌渠道進(jìn)行混凝土襯砌，就老護(hù)砌拆除與否，有兩種比選方案：①老護(hù)砌板不拆除，將老混凝土板做為基面，鋪設(shè)土工膜，直接澆筑護(hù)砌；②拆除老護(hù)砌板，整修基面，鋪設(shè)土工膜，進(jìn)行混凝土襯砌。兩種方案各有利弊，具體如下。

2.1 第一方案

2.1.1 優(yōu)點(diǎn)

2.1.1.1 基面穩(wěn)固，不易局部沉陷變形

老護(hù)砌板經(jīng)多年渠道通水運(yùn)行，在水壓及壩體自然沉陷作用下，變形已經(jīng)穩(wěn)定，做為護(hù)砌基面較為牢固，直接在上面進(jìn)行混凝土襯砌，相比土基面而言，特別是填方渠段，不會(huì)出現(xiàn)局部因不均勻沉陷導(dǎo)致混凝土板裂縫。

2.1.1.2 相對(duì)增加混凝土襯砌厚度

有利于保護(hù)和提高混凝土襯砌整體抗壓、抗折強(qiáng)度。老板上混凝土襯砌后，上下兩層襯砌厚度達(dá)到20 CM以上，相對(duì)土基面10CM混凝土襯砌板，其抗壓、抗折強(qiáng)度都有較大提高。

2.1.1.3 節(jié)省混凝土板拆除費(fèi)用

節(jié)水改造項(xiàng)目混凝土板拆除運(yùn)輸費(fèi)用正常投標(biāo)預(yù)算每立方米在100元左右（88～116元），每米全斷面渠道拆除混凝土在2.60 m3左右（東一干、總干渠），每米拆除費(fèi)用在260元左右，若不拆混凝土板，每公里此項(xiàng)費(fèi)用可以節(jié)省26萬元。

2.1.2 缺點(diǎn)

第一，新老混凝土板間存在溫度應(yīng)力，加速破壞土工膜，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生新裂縫。因新老混凝土板寬度不一致（老板4.50 m一板，新板5 m一板），導(dǎo)致新老板伸縮縫無法對(duì)齊，正常老板伸縮縫位于新板中間部位，在野外暴曬和冰凍情況下，混凝土板從伸縮縫進(jìn)行收縮和膨脹延伸，新老板間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，雖然有土工膜隔離層，但因老板基面沉陷不平整，從而在新老結(jié)合面產(chǎn)生溫度應(yīng)力，有可能將新板拉傷裂縫，頻繁收縮膨脹延伸，有可能加速新老結(jié)合面土工膜老化損壞，降低防滲效果。第二，有可能在新老結(jié)合面產(chǎn)生層間水壓。新老結(jié)合面在溫度應(yīng)力作用下，逐步拉開，在此面存在滲流通道，水流在新護(hù)砌板伸縮縫或板面蜂窩、麻面等薄弱環(huán)節(jié)滲入新老結(jié)合面，沿著結(jié)合面滲流通道滲行，若土工膜完好，在此面逐步會(huì)形成層間水壓力，從土工膜下部老板加快滲流尋找出口，從而降低防滲效果。第三，不利于渠道從外部或填方壩外坡滲流出水點(diǎn)對(duì)應(yīng)尋找渠內(nèi)滲流進(jìn)口。因新老結(jié)合面層間水壓作用下，從渠內(nèi)新護(hù)砌板伸縮縫或板面蜂窩、麻面等薄弱環(huán)節(jié)作為滲流進(jìn)口進(jìn)入結(jié)合面，在層間水壓作用下在結(jié)合面流動(dòng)尋找出口，當(dāng)填方壩或挖方段某個(gè)部位存在滲流通道時(shí)，滲流就會(huì)滲出，但是滲出點(diǎn)距離滲流進(jìn)口距離不定，可能3～5 m，也可能10～20 m不等。由此，在管理人員發(fā)現(xiàn)渠外滲流出水點(diǎn)處，不能對(duì)應(yīng)大概尋找出渠內(nèi)滲入點(diǎn)，以便及時(shí)劃清危險(xiǎn)渠段，確定加固方案，采用上堵下排等方法加固壩體。第四，施工難度加大。在老護(hù)砌板上鋪設(shè)土工膜，然后進(jìn)行混凝土襯砌，首先因?yàn)槔习逵胁痪鶆虺料?，放線困難，板面厚度不均勻，有的部位20 cm厚，有的部位10 cm厚度也無法保證，其次立模打樁困難，老板上必須畫好線，用電錘鉆好孔后打樁，再者人員上下操作困難，不能踩踏土工膜，防止損壞。第五，減少渠道過水?dāng)嗝?。在老板上進(jìn)行護(hù)砌，平均厚度10 cm，占用了渠道過水?dāng)嗝?，減少渠道設(shè)計(jì)通過流量。

2.2 第二方案

2.2.1 缺點(diǎn)

第一，增加拆除混凝土板費(fèi)用及基面整修費(fèi)用。每米渠道2.60 m3左右混凝土，混凝土板拆除運(yùn)輸費(fèi)用正常投標(biāo)預(yù)算每立方米在100元左右（88～116元），每米全斷面渠道拆除混凝土在2.60 m3左右（東一干、總干渠），每米拆除費(fèi)用在260元左右，每公里渠道混凝土板拆除費(fèi)用26萬元，且增加基面整修費(fèi)用，包括人工修坡、夯實(shí)、灑水、挖肋溝等費(fèi)用，每米在50元左右，每公里在5萬元左右。累計(jì)每公里增加31萬元左右。第二，拆除后基面處理不好，容易造成局部不均勻沉陷，從而導(dǎo)致局部混凝土板裂縫。

2.2.2 優(yōu)點(diǎn)

第一，拆除老護(hù)砌板后容易發(fā)現(xiàn)板下存在工程隱患，施工過程中，老護(hù)砌板拆除后，局部發(fā)現(xiàn)有滲漏通道，板下空洞、局部沉陷，特別是填方渠段，部分板下已經(jīng)由滲流將土體帶走，造成板下淘空，此類現(xiàn)象一旦存在，可以及時(shí)進(jìn)行基面夯實(shí)或澆筑混凝土墊層，外加壩體灌漿等方案進(jìn)行加固。

第二，不存在混凝土板間內(nèi)部溫度應(yīng)力。避免混凝土板因此發(fā)生裂縫。

第三，在今后實(shí)際運(yùn)行過程中，一旦在渠道外側(cè)坡面發(fā)現(xiàn)滲濕、管涌時(shí)，方便對(duì)應(yīng)在渠內(nèi)側(cè)附近尋找滲漏進(jìn)水點(diǎn)，有針對(duì)性提出加固方案和加固渠段，如整修混凝土板、整修伸縮縫、灌漿布孔間距及深度等等。

第四，不會(huì)減少渠道過流面積，不影響渠道設(shè)計(jì)過流。

以上兩種方案，各有利弊，從工程投資角度出發(fā)，第一方案較為節(jié)省投資，建議護(hù)砌較多的總干渠段襯砌采用；從工程管理、安全運(yùn)行、渠道過流角度出發(fā)，第二方案較為合理，建議東一干渠及其他護(hù)砌較少渠段采用。

2.3 兩種方案的施工防控措施

2.3.1 方案一防控措施

第一，老板基面一定要處理干凈，無雜草、石塊、土塊，無尖銳凸起；第二，局部伸縮縫等孔洞及沉陷坑要提前修補(bǔ)完好；第三，土工膜鋪設(shè)要放大尺寸，不要繃的太緊，要預(yù)留部分褶皺，防止因過緊在澆筑施工中損壞土工膜，最好能在部分位置將土工膜粘貼在老板上。第四，坡面鋪設(shè)土工膜后不滲水，澆筑混凝土一定要控制好水灰比，防止水灰比過大導(dǎo)致混凝土自然塌落或局部振搗不密實(shí)顯示提漿較好，誤導(dǎo)施工，振搗不實(shí)，導(dǎo)致混凝土裂縫；第五，因護(hù)砌厚薄不均，最薄處只有10 cm，厚處20 cm也有可能，因此必需加強(qiáng)坡面振搗，最好先用平板振動(dòng)器先由下向上振搗兩遍，然后填補(bǔ)艙面坑洼部位，及時(shí)補(bǔ)料，然后用振動(dòng)梁或滑膜寬平板振動(dòng)器重新振搗平整。對(duì)于使用襯砌機(jī)施工的，一定要控制好板面厚度，防止局部厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，另外要按照澆筑后歷時(shí)乘以日平均氣溫，小于等于300°/h控制好切縫最佳時(shí)機(jī)，防止混凝土裂縫；第六，坡面振搗要從下向上振搗，嚴(yán)禁從坡頂向下振搗，使混凝土內(nèi)部存在隱性裂縫，在板面初凝時(shí)由內(nèi)向外逐步裂開。第七，混凝土嚴(yán)禁直接卸料入倉，必須采用溜槽入倉，防止骨料在坡底局部集中，或差生離析，從而導(dǎo)致混凝土板裂縫。第八，及時(shí)養(yǎng)護(hù)，確?；炷涟鍙?qiáng)度。

2.3.2 方案二防控措施

第一，拆除混凝土板時(shí)盡量減少對(duì)板底土基的撓動(dòng)；第二，土基面要按照設(shè)計(jì)尺寸精修，局部沉陷低洼填土厚度低于20 cm厚的，改為混凝土墊層修補(bǔ)填平，防止因坡面夯實(shí)不好導(dǎo)致不均勻沉陷，倉面老混凝土顆粒、石塊、雜草、小樹及外露尖銳物要清除干凈；第三，坡面土工膜鋪設(shè)要放大尺寸，不要不要繃的太緊，要預(yù)留部分褶皺，特別是板肋處，防止因過緊在澆筑施工中損壞土工膜，土工膜鋪設(shè)后，禁止施工人員在上面踩踏，混凝土使用溜槽入倉，防止損壞土工膜。土工膜坡頂固定要采用挖溝壓埋式，禁止打樁固定。坡面立模固定模板樁要打在土工膜外側(cè)，禁止打樁穿透土工膜；第四，坡面鋪設(shè)土工膜后不滲水，澆筑混凝土一定要控制好水灰比，防止水灰比過大導(dǎo)致混凝土自然塌落或局部振搗不密實(shí)顯示提漿較好，誤導(dǎo)施工，振搗不實(shí)，導(dǎo)致混凝土裂縫；第五，坡面振搗要從下向上振搗，嚴(yán)禁從坡頂向下振搗，使混凝土內(nèi)部存在隱性裂縫，在板面初凝時(shí)由內(nèi)向外逐步裂開；第六，深切方渠段，由于兩岸坡度較高，渠內(nèi)地下水豐富，護(hù)砌時(shí)要在坡腳上1～1.50 m處設(shè)反濾排水孔，防止地下水揚(yáng)壓力及凍融從內(nèi)部破壞混凝土板；第七，混凝土嚴(yán)禁直接卸料入倉，必須采用溜槽入倉，防止骨料在坡底局部集中，或差生離析，從而導(dǎo)致混凝土板裂縫。第八，切縫掌握最佳施工時(shí)機(jī)，一般按照澆筑后歷時(shí)乘以日平均氣溫，不超過300°/h為最好。第九，及時(shí)養(yǎng)護(hù)，確?；炷涟鍙?qiáng)度。

3 結(jié)語

總之，兩種施工方案施工中一定要控制好質(zhì)量，保證混凝土板面外觀平整度及強(qiáng)度，確?；炷涟遄o(hù)砌最低厚度，確?；炷涟逶谧o(hù)砌后不產(chǎn)生裂縫（包括不均勻沉陷、溫度、應(yīng)力等）。

（責(zé)任編輯：邢博輝）

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