渠道防滲混凝土施工質(zhì)量控制技術(shù)研究

謝玥光

(中國水利水電第九工程局有限公司，貴陽，550081)

1 工程概況

黔中水利樞紐工程位于貴州中部黔中地區(qū)、云貴高原苗嶺寬緩山脊、兩江分水嶺河源地帶、巖溶峽谷山區(qū)，涉及貴州3市(貴陽、安順、六盤水)1州(黔南自治州)1地區(qū)(畢節(jié)地區(qū))的10個縣(區(qū))和貴陽市區(qū)、安順市區(qū)。工程以灌溉、城市供水為主，兼顧發(fā)電等綜合利用，為改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境創(chuàng)造條件的Ⅰ等大⑴型水利樞紐工程。工程全部建成后可解決黔中地區(qū)7縣49個鄉(xiāng)鎮(zhèn)4.34萬hm2農(nóng)灌用水、5個縣城和36個鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水、農(nóng)村41.8萬人和36.4萬頭牲畜飲水，及貴陽、安順城市供水，總凈和毛供水量分別為5.55億m3和7.67億m3。

本標渠道工程共5段，全長1751m(含漸變段長147m)，其中最長明渠長1164m。渠道主要為半填方渠道、山區(qū)傍山渠道，渠道斷面型式為矩形斷面，底寬為4.65m～4.7m，渠道凈高度4.65m～4.7m，渠頂外側(cè)設(shè)2.0m、內(nèi)側(cè)設(shè)1.0m的平臺。渠道斷面開挖采用控制爆破開挖，渠道外側(cè)基巖以上或填方段的內(nèi)側(cè)擋墻采用C10混凝土砌毛石(總干14+812～14+855、15+142～15+210渠道擋墻用C15混凝土)，渠道開挖過程中如遇溶溝、溶槽、斷層破碎帶以及局部坍塌采用C10混凝土砌毛石回填找平后澆筑渠道C10防滲混凝土。填方段內(nèi)側(cè)擋墻平臺最小寬度為1.0m，擋墻以外需設(shè)渠頂或渠外排水溝。

渠道襯砌混凝土采用C10抗裂纖維混凝土(一級配細石混凝土、抗凍等級F50、抗?jié)B等級W6)初襯防滲，外摻纖維0.9kg/m3，渠道防滲初襯混凝土高于設(shè)計水深0.5m。渠道襯砌每隔8m設(shè)置一道伸縮縫，渠底縱向設(shè)兩道伸縮縫，伸縮縫縫寬2.0cm，縫內(nèi)充填無毒性雙組份聚硫密封膠。

2 施工布置

2.1 交通條件

本工程位于六枝特區(qū)巖腳鎮(zhèn)，施工交通較為方便，六枝至梭嘎鄉(xiāng)的公路經(jīng)過李家寨到王家寨之間的明渠。場內(nèi)總干7號公路、總干8號公路、總干9號公路均能到達明渠施工區(qū)。

2.2 施工供水

明渠施工規(guī)劃有3個取水點，分別為老坡底水庫、民樂村和草地坡。

2.3 施工供電

明渠施工用電接入點為巖腳鎮(zhèn)老卜底村、王家寨村、楊家壩村的10kV施工用電接入點。

2.4 混凝土供應(yīng)

明渠施工混凝土供應(yīng)與隧洞混凝土施工結(jié)合進行，按明渠段及相應(yīng)的隧洞所需混凝土進行規(guī)劃布置。主要由3個拌和系統(tǒng)拌制，每個混凝土系統(tǒng)的生產(chǎn)能力均為25m3/h。

王家寨隧洞出口到蜂子巖隧洞進口之間的明渠混凝土，由總干6號施工營地的2#拌和系統(tǒng)拌制。

蜂子巖隧洞出口到楊家壩1#隧洞進口之間明渠混凝土，由總干7號施工營地的3#拌和系統(tǒng)拌制。

楊家壩1#和2#隧洞之間明渠混凝土，由楊家壩1#和2#隧洞之間的4#拌和系統(tǒng)拌制。

楊家壩渡槽與草地坡渡槽之間明渠混凝土，由楊家壩1#和2#隧洞之間的4#拌和系統(tǒng)拌制。

3 渠道施工方法

明渠施工分三個獨立的工作面、由三支施工隊伍結(jié)合隧洞施工、渡槽施工進行。

1#工作面：李家寨隧洞出口到王家寨隧洞進口之間的明渠。

2#工作面：王家寨隧洞出口到楊家壩2#隧洞進口之間的3段明渠。

3#工作面：楊家壩渡槽與草地坡渡槽之間的明渠。

各段渠道開挖均分渠道溝槽以上部分及渠道溝槽開挖兩部分。施工臨時道路形成后，先進行渠道溝槽以上部分的開挖，利用渠頂高程作為溝槽以上部分開挖的積渣平臺，并兼施工臨時道路。待溝槽以上部分開挖完成后，再進行渠道溝槽的開挖。

渠道開挖采取自上而下分層，淺孔少藥量控制爆破的方式進行施工，用人工輔以1.0m3反鏟挖掘機挖裝，5t自卸汽車運輸至指定渣場。不良地質(zhì)段的支護施工緊跟開挖進行。

渠道混凝土就近采取本標布置的混凝土拌和站拌制，3m3罐車水平運輸，人工配合HZW500型扒桿吊機或人工手推車入倉。渠道的每個澆筑段按先邊墻后底板的順序施工，直線段渠道邊墻混凝土澆筑采用行走鋼模臺車進行，渠道的漸變段、平面轉(zhuǎn)彎段等部位采用腳手架鋼管組合鋼模板進行澆筑。

4 渠道防滲混凝土滲漏的主要成因

在渠道防滲混凝土襯砌施工中，引起渠道防滲混凝土滲漏的原因多種多樣，關(guān)系也較為復雜，主要因素包括以下幾個方面：

(1)渠道斷面形式選擇不當，造成渠道防滲混凝土滲漏。

(2)渠道基礎(chǔ)處理存在問題，造成渠道滲漏。

(3)模板施工存在問題，造成渠道滲漏。

(4)渠道混凝土襯砌的原材料質(zhì)量要求控制不嚴格，出現(xiàn)問題，造成渠道滲漏。

(5)渠道混凝土在運輸、澆筑過程中出現(xiàn)問題，造成渠道滲漏。

5 渠道防滲混凝土施工質(zhì)量控制的主要方法

混凝土渠道襯砌出現(xiàn)的滲漏原因是多方面的，要預防渠道襯砌中滲漏發(fā)生，應(yīng)該從渠道混凝土襯砌的各項施工原材料、施工工序、施工工藝進行規(guī)范、嚴格的質(zhì)量把關(guān)，在施工過程中通過嚴格的質(zhì)量監(jiān)督和控制，保證渠道混凝土防滲的功能和質(zhì)量，進而防止混凝土襯砌渠道滲漏問題的發(fā)生，使混凝土襯砌渠道滲漏問題得到有效的預防和控制。針對上述幾種導致渠道滲漏的原因，施工過程中采取如下措施控制施工質(zhì)量，預防渠道滲漏發(fā)生。

5.1 選擇合理的渠道斷面形式

黔中樞紐工程渠道結(jié)構(gòu)形式采用矩形斷面，克服了以往梯形斷面形式的不足。矩形斷面具有整體性好，強度高，各部位受力較均勻，產(chǎn)生裂縫少，施工勾縫少，斷面尺寸小，占地少，施工方便，防止凍漲效果好等優(yōu)點。矩形防滲渠道，采用單層護面襯砌，在板與板之間設(shè)橫向或縱向連接縫，自成一體，可有效地增加強度，防止凍漲、伸縮破壞。在防滲渠道頂部設(shè)有30cm×30cm的排水溝，可有效地防止雨水及其他水流沖刷、浸泡渠基，影響基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，破壞渠道。通過選擇合理的渠道結(jié)構(gòu)形式，大幅度提高了渠道防滲混凝土施工的質(zhì)量。

5.2 做好渠道的基礎(chǔ)處理

基礎(chǔ)處理是防滲渠道的根本，做好渠道的基礎(chǔ)處理，可以減少渠道防滲體裂縫，避免渠道因基礎(chǔ)沉陷、變形、移位而破壞防滲體，進而導致渠道滲漏。黔中樞紐渠道工程在設(shè)計階段選擇渠道線路時，就采取盡量避開濕陷性、膨脹性粘土、軟弱土層及地下水位高的不良地段，選擇質(zhì)地堅硬、節(jié)理裂隙不發(fā)育、軟弱夾層較少的巖石基礎(chǔ)。施工過程中，根據(jù)不同的地形和地質(zhì)情況，因地制宜，采取正確合理的渠道襯砌基礎(chǔ)處理方式，保證渠道基礎(chǔ)穩(wěn)固、承載力滿足要求。開挖過程中，嚴格按照設(shè)計尺寸和高程開挖到位，查看基礎(chǔ)情況，進行地基承載力實驗，如果承載力不滿足設(shè)計要求，采取相應(yīng)措施進行處理。黔中樞紐渠道工程標準斷面4.6m×4.6m，當前采用C10混凝土砌毛石，對承載力要求不高，承載力≥100kPa即可滿足要求?；A(chǔ)不滿足要求主要的處理方式采取換填、回填、澆筑混凝土處理三種方式。針對土質(zhì)基礎(chǔ)較多，承載力70kPa～90kPa，采取粘土結(jié)合碎石進行基礎(chǔ)換填，按照設(shè)計要求進行整平和夯實，使承載力滿足要求；針對大部分為松土、松渣，承載力50kPa～70kPa，施工過程中采取將軟土、松渣挖除，超挖部分采用C15埋石混凝土回填進行基礎(chǔ)處理，保證施工質(zhì)量；針對存在地下涌水、滲水較多，基礎(chǔ)處于濕潤狀態(tài)，承載力30kPa～50kPa，施工過程中采取擴大基礎(chǔ)下挖，澆筑鋼筋混凝土進行回填，主筋采用φ25熱軋帶肋鋼筋，箍筋采用φ16熱軋帶肋鋼筋，混凝土采用C25混凝土，二級配。使基礎(chǔ)形成一個整體，承載力滿足設(shè)計要求，確保施工質(zhì)量。除此之外，還應(yīng)做好必要的臨時性的排水設(shè)施，確保渠道混凝土襯砌的基礎(chǔ)符合施工要求，提供良好的施工條件，保證干作業(yè)面。通過基礎(chǔ)強化處理，黔中樞紐渠道工程基礎(chǔ)承載力均滿足要求，為保證渠道防滲混凝土襯砌施工質(zhì)量創(chuàng)造了基本條件。

5.3 嚴格控制模板施工質(zhì)量

渠道襯砌模板通常采用木模和鋼模，選用的過程中一定要確保模板的剛度、強度滿足施工要求。由于鋼模具有利于散熱且不易變形等特性，黔中樞紐渠道工程優(yōu)先選用定型組合鋼模板，在模板施工過程中，首先，根據(jù)襯砌混凝土過程中荷載分配，對模板的剛度、強度能否滿足施工要求進行驗算，確保施工過程中不產(chǎn)生荷載變形，影響混凝土澆筑質(zhì)量；其次，渠道襯砌模板的安裝，支撐選擇在穩(wěn)固的地基上，并保證足夠的支撐面積，以防止模板的傾覆和滑動，保證模板支撐穩(wěn)定、牢固，防止滑動及震動錯位；再次，模板的拼裝做到嚴密而準確，模板面平整，模板縫隙按照要求進行封堵，確保不出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，模板安裝允許出現(xiàn)的尺寸偏差值，不得超過規(guī)范值，安裝前，由測量人員進行測量放樣，確定安裝位置，安裝結(jié)束準備澆筑之前，再由測量人員進行復核和校正，確保安裝到位無偏差，保證混凝土結(jié)構(gòu)尺寸及質(zhì)量滿足要求；最后，模板要保持干凈、整潔、無銹，施工之前用清水沖洗干凈，并涂抹質(zhì)量合格的脫模劑。同時，周密考慮相鄰混凝土襯砌施工的整體性，盡量減少相鄰混凝土襯砌施工的時間間隔，避免出現(xiàn)相互約束等問題，引起滲漏。模板拆除按照規(guī)范要求進行，確保防滲混凝土強度滿足脫模要求方可拆除，拆除過程中小心、謹慎，避免因磕碰、擦劃，影響防滲混凝土結(jié)構(gòu)及功能。黔中樞紐渠道工程施工，通過嚴格控制模板施工質(zhì)量，大大降低了渠道滲漏發(fā)生的可能。

5.4 嚴格控制原材料的質(zhì)量

水泥、粉煤灰、外加劑是黔中樞紐渠道襯砌施工的主要材料，根據(jù)工程的具體情況，在原材料使用時優(yōu)先選用知名、信譽度高的生產(chǎn)廠家。水泥、粉煤灰在運輸和存放過程中應(yīng)采取防水、防潮等措施，存放在專門庫房，底部用枕木墊離地面50cm。原材料進場應(yīng)有質(zhì)量合格證明和生產(chǎn)廠家檢驗證書等，使用前由實驗人員抽樣檢驗，各項指標檢驗合格方可投入使用。砂石骨料是混凝土強度的主要來源，其質(zhì)量的好壞，直接影響混凝土襯砌施工的質(zhì)量。因此，在施工過程中，檢查砂石骨料表面是否保持清潔，如有裹粉、污染、裹泥等采用水沖洗清除。針對中砂，除控制其他指標外，重點控制細度模數(shù)和含泥量兩項指標，確保其在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，方可使用。碎石結(jié)合施工配合比和現(xiàn)場施工需求合理選擇級配，嚴格控制碎石粒徑，避免超徑、遜徑，不斷優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)，保證骨料質(zhì)地堅硬、清潔，含水率保持穩(wěn)定，石粉、雜質(zhì)等含量均控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。混凝土施工配合比，必須滿足設(shè)計技術(shù)要求和現(xiàn)場施工需求，在配料前應(yīng)對砂石骨料進行含水性試驗，并結(jié)合檢測的含水率對現(xiàn)場施工配合比進行調(diào)整，控制施工用水的摻量，確?；炷梁鸵仔詽M足施工要求。黔中樞紐渠道防滲混凝土施工嚴把原材料質(zhì)量關(guān)，從源頭上對防滲混凝土襯砌的質(zhì)量進行了控制，避免了因原材料質(zhì)量問題造成渠道防滲混凝土出現(xiàn)滲漏，影響施工質(zhì)量。

5.5 嚴格控制混凝土澆筑工序

溫度是直接影響混凝土質(zhì)量的重要指標。黔中樞紐渠道防滲混凝土襯砌過程中對澆筑溫度進行了嚴格的管控。夏季，溫度在28℃以下進行澆筑，澆筑當天選擇溫度適宜的時間段進行澆筑，并結(jié)合溫度、運距、入料時間對施工配合比進行調(diào)整，澆筑過程中采取冷卻骨料、施工用水、預埋冷卻水管等措施進行散熱；冬季，溫度在5℃以上進行澆筑，施工要采取預熱施工用水、覆蓋棉被等保溫措施，防止較大的內(nèi)外溫差，使防滲混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。

黔中樞紐渠道直線段的邊墻混凝土澆筑采用行走鋼模臺車進行，渠道底板混凝土澆筑設(shè)置兩端模。為防止混凝土運輸車在渠道底板行走破壞渠道底板混凝土，渠道的每個襯砌段按先澆筑邊墻混凝土后澆筑底板混凝土的順序進行施工，施工過程控制：

(1)備料及混凝土拌制，根據(jù)澆筑倉面體積計算混凝土工程量，備齊所需原材料，保證質(zhì)量合格。在配料前應(yīng)對砂石骨料進行含水性實驗，并結(jié)合檢測的含水率對現(xiàn)場施工配合比進行調(diào)整，控制施工用水的摻量，確?；炷梁鸵仔詽M足施工要求。攪拌時間控制合理，不宜過長，也不宜過短。

(2)運輸：選擇距離較近、路面平整施工道路進行運輸，交通狀況不佳時，安排專人疏導指揮，確保運輸暢通無阻。

(3)入料：邊墻澆筑采用人工配合HZW500型扒桿吊機垂直吊運，人工入倉；底板澆筑采用人工手推膠輪車入倉。合理的分層、有次序的投料，有利于施工振搗，不會出現(xiàn)冷縫。

(4)振搗：采用附著式振搗器進行振搗密實，卸料入倉后及時振搗，不以振搗代替平倉，振搗均勻、合理，避免人為的漏振或過振，確?；炷撩軐?，無蜂窩、麻面、空洞。

(5)養(yǎng)護：混凝土澆筑完成后立即用原漿進行收面。混凝土初凝后，待強度達到規(guī)范允許的范圍時再進行拆模?；炷琉B(yǎng)護是提高防滲混凝土質(zhì)量必不可少的環(huán)節(jié)。夏季施工混凝土養(yǎng)護，表面用濕草簾、麻袋等輕型材料覆蓋，人工灑水養(yǎng)護，相對濕度應(yīng)該達到90%以上，對防裂、防滲漏有很好的效果，特別是溫度較高時，增加人工灑水強度，精心養(yǎng)護；冬季施工混凝土養(yǎng)護，采取保溫措施，收面結(jié)束立即用塑料薄膜覆蓋并在其上部加蓋棉被進行養(yǎng)護。

通過嚴格控制防滲混凝土澆筑施工的各道工序、工藝，黔中樞紐渠道防滲混凝土施工過程中未發(fā)生滲漏問題。

6 結(jié)論

做好渠道混凝土防滲施工是提高輸水能力、抗沖能力、節(jié)水灌溉、節(jié)約水資源的有效途徑。防滲功能的正常發(fā)揮直接關(guān)系到渠道的功能、質(zhì)量及使用價值，本文通過合理的分析與論證，針對施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，結(jié)合黔中樞紐渠道施工全過程質(zhì)量控制實例，分別給出相應(yīng)的防范措施與方案。經(jīng)分析與論證，通過嚴格把好渠道防滲混凝土襯砌施工材料、施工工序、施工工藝的質(zhì)量關(guān)，按照設(shè)計和規(guī)范要求做好施工前、施工中、施工后的質(zhì)量監(jiān)督與控制，渠道防滲混凝土滲漏問題的發(fā)生是可控的、可避免的，在提高渠道防滲的功能、降低滲漏發(fā)生的可能技術(shù)上是可行性的，效果是顯著的，意義是重大的。