渠道机械化衬砌技术在南水北调工程中的运用
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摘要：南水北调工程在应对和解决技术挑战上是比较成功的，取得了大量技术成果。文章分析其技术应用，探讨其控制。
中图分类号：TV文献标识码： A
引言
渠道衬砌是南水北调工程建设中的一个重要施工内容． 反滤层广泛应用于南水北调工程渠道衬砌中，对保证土坝和堤防工程安全运行至关重要。
一、渠道机械化衬砌技术
（一）渠道机械化衬砌技术使用时需要注意的事项
①施工人员在浇筑混凝土之前，要对衬砌机极性测量和校正，以确保混凝土的衬砌厚度，在每次操作结束后，需要将衬砌机清理干净，并用水冲洗输送带，避免上面有物料残留。
②施工人员在混凝土的拌和过程中，要严格控制其坍落度，并随时对其进行检测，确保其处于5cm左右，并结合浇筑的强度、环境的温度和渠坡的变化等因素，及时的进行控制和调整。
③施工人员在对混凝土表面进行人工抹面处理的时候，要注意温度与强度的变化，必要时可以增加压面的次数，以确保衬砌的混凝土表面平整光滑。
（二）机械化衬砌混凝土常见裂缝及成因
（1）干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后7天左右。干缩裂缝表现为表面性的, 纵横交错、没有规律、分布不均,但对渠道衬砌混凝土而言, 表面为多沿短边方向分布。 主要原因是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果: 混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快, 变形较大, 内部湿度变化较小,变形较小, 较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束, 产生较大拉应力而产生裂缝, 相对湿度越低, 水泥浆体干缩越大, 干缩裂缝越易产生。 混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成份、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
（2）沉陷裂缝
沉陷裂缝常见于渠坡底部。表现为一般与输水渠道流向方向发展, 较大的贯穿性沉陷裂缝, 往往上下或左右有一定的错距， 不规则。其产生原因是渠底混凝土下面的地基或垫层压实不均匀, 局部有松软土基, 未经夯实和地基加固处理。
二、机械化衬砌技术的施工工艺
（一）机械整修渠道坡面挖掘机对渠道坡面进行粗糙的削坡处理，削坡工作开始前，施工人员要先进行精确的测量放线，渠道每隔10m左右，采用人工方式挖掘宽度为20cm的基准槽，其深度为距离坡面的基础约为5cm左右，并预先留出保护层的位置，以免出现超挖的情况，然后以基准槽为标尺，用挖掘机进行大面积的开挖作业。
（二）人工修整渠道坡面施工人员可以在渠道的坡顶、坡中和渠底设置3个木桩，间隔以10m为宜，以人工挂线的方式进行找平。施工人员在修整的过程中要认真仔细，力求边坡的密实、光滑和凭证，将其误差严格控制在2cm以内。
（三）铺设保温板铺设保温板的目的主要是为了渠道防冻。在开始铺设保温板之前，施工人员要现在坡面上铺上细砂浆，并以挂杠进行刮平，以保持坡面基础的平整。同时为了让保温板紧贴着渠道的基础面，施工人员可以利用U型钉对保温板采取加固处理。保温板的接缝处要严格密实，并以“品”字形进行布置。铺设的过程中，保温板上要禁止堆放重物和人为踩踏，避免因保温板的断裂而影响其防冻效果。
（四）铺设复合土工膜施工人员在铺设复合土工膜之前，要详细检查其是否出现破损，避免其被锐物挂碰。施工人员要垂直于水流方向铺设复合土工膜，搭接的宽度≥10cm，由上游边压住下游边。施工人员可以采用热熔焊法拼接土工膜，焊接之前保证粘接面的清洁。在焊接的时候，施工人员要将焊机的温度控制在280~350℃之内，以免土工膜出现温度过高而烫伤或者温度过低而无法结合的情况。焊接的速度要控制在1m/min左右，避免出现虚焊和漏焊的情况。在土工膜的焊接作业结束后，施工人员应采用充气试验对土工膜焊缝进行检测，气压在0.15~0.2MPa之间，保持1~5min，压力应无明显下降。土工膜焊缝检测合格后，要采取妥善的保护措施，并及时采取混凝土的衬砌施工，避免土工膜被损坏。
（五）混凝土的浇筑工作①浇筑前的准备措施首先，施工人员要对砂石料、粉煤灰、保温板和聚硫密封胶、土工膜和水泥等材料进行检测，确保其质量符合施工的要求。其次，施工人员要进行混凝土的配合比试验，选择最佳配料参数，提高混凝土的和易性与耐久性，以保证施工进度和质量达到完美结合。最后，施工人员要严格执行配合比的签发制度，在进行混凝土施工的时候，要依据要求的配合比生产混凝土，并做好其坍落度的控制工作。②混凝土的振捣和平抹施工人员可以通过振捣系统的高频振动使混凝土被充分的碾压振捣，并将振捣装置固定在滑槽上，以便与上下移动，其每次移动位置约为35cm左右。对于坡脚的齿墙与边角部位混凝土，施工人员要利用振捣棒以平板振捣器进行振捣，以保证混凝土的密实度。在振捣结束后，施工人员要利用压光辊对混凝土表面进行压光与平整处理，然后用抹光机对其表面进行抹面，并在混凝土终凝前以人工方式进行最后的压光处理，进一步的保证混凝土的外观光滑和平整。
（六）混凝土的养护、切缝和聚硫密封胶衬砌混凝土保证湿润养护不应少于28d，混凝土养护设专人负责，并作好养护记录。抹面完成后应及时采用草苫、草帘、毡布等浸湿后覆盖养护或采用喷施养护剂养护。养护剂喷洒量、成膜厚度、喷洒时间应通过现场试验确定。干热风天气施工时，宜采用喷雾器不间断喷雾改善混凝土施工部位环境湿度；切缝施工宜在衬砌混凝土抗压强度1~5MPa，且施工人员及切割机在切缝作业时不造成混凝土表面损坏时切割。可在渠道浇筑过程中，做一组或二组同条件养护的试块，根据试块的抗压强度，确定切缝的最佳时机；施工人员在进行聚硫密封胶作业的时候，需要将伸缩缝处理干净。在清理完成的伸缩缝两侧粘贴胶带。胶带宽一般为 3~5cm，胶带距伸缩缝边缘为0.5cm。用毛刷在伸缩缝两侧均匀地刷涂一层底涂料，20~30min后用刮刀向涂胶面上涂3~5mm密封胶，并反复挤压，使密封胶与被粘结界面更好。
三、南水北调水土保持策略
（一）改善技术，从工程上入手
在南水北调时，可能有些地域上的问题无法克服，此时可以改进一下技术，减少水土的流失。比如：在较陡的梁脊和支离破碎的坡面上，可以修建鱼鳞坑，坑的大小根据实际情况来定，可以有效储水；沟头防护包括截水沟埂和排水沟埂两种，在遇到坡面径流时，可以阻挡沟头前进，防止水土被冲走；在山区水土流失严重部位，可以修建谷坊坝，以阻碍沟头发生位移，从而达到拦截泥沙、降低水流失时的速度的作用。以上这些方法都是在实践的过程中逐步探索得来，类似的防治策略还有很多，有待人们去发掘。当然技术的改善也离不开资金的支持，国家应该意识到，水土保持工作是保证南水北调工作开展的关键，也是实现人与自然和谐相处的保障，更是农民们劳作时的基础，因此，各级政府有必要加大水土保持的投入，应把该项工作作为国家发展的一部分,不管在技术上还是资金上，都应该有所保证，以便更好的规划南水北调工作。
（二）加大水土保持的监测
水源区水土流失是否严重，不仅会影响当地的居民,还关系到整个南水北调工程的进程，南方的水是否能在不影响南方发展的前提下引入北方，很大一部分取决于水土保持工作是否完成得好。所以，政府和施工人员都应对水土保持的各方面工作进行监管，在实施南水北调时，工作人员首先要对水源区的地理环境、植被覆盖率、水涵养情况有一个了解，重点监督有开矿、森林采伐、土石开挖、弃土废渣堆放等现象的区域，如果遇到了水土流失严重的地方，要根据国家指定的要求，找到相应的治理措施。对于政府而言，在开展南水北调工作时，应该考虑到大局，根据南水北调中工程的要求,严格管理水土保持工作，建立一个比较完善的水保机构，各部门相互团结，共同推进水土保持工作。笔者建议国家将水源区的水土保持列为重要研究项目，召集先进人士共同研究水土保持的相关问题，提出具体的考核标准，来检测水土流失是否严重。
（三）生态保护措施监理
环境监理生态保护的措施主要是通过现场巡视的方式监督各施工单位落实环评规定的各项生态保护措施。生态保护措施环境监理的内容及要点主要是：一是检查各施工单位施工前有无规划施工区域，有无随意开辟施工道路、占用耕地的情况；定期检查各段施工单位在施工过程中是否采取了分层开挖，保存表层土，将表层土和深层土分开堆放的措施；检查穿越有水河流的施工是否选择枯水期。二是穿越工程围堰设置情况，穿越渠道草袋防护措施落实情况； 施工结束后河道围堰拆除、导流渠回填情况， 清除遗留的垃圾和弃土，对边坡进行修复，检查河道施工区域生态恢复情况。三是对弃土场的防水土流失措施情况进行跟踪，是否设置了挡土墙以及排水沟；弃土场用完后检查现场的生态恢复情况。
（四）污染防治措施环境监理要点
（1）废气污染防治监理要点大气污染防治环境监理的方式及要点主要是：一是在施工现场采取巡查监理方式，检查在环境敏感点附近施工是否设置施工围挡或其他防尘措施，现场测量围挡的长度与高度，并检查围挡的封闭性， 巡视检查现场松散物料、土方运输车辆是否采取苫盖措施。二是对车辆运输产生的大气污染采用巡查监理方式，检查施工单位现场管理制度是否对车辆运输设置了相应的环保要求；巡视检查运输车辆是否采取了遮盖措施，并对装载高度进行抽查。
（2）噪声污染防治措施监理要点针对施工期噪声污染特点，噪声污染防治环境监理的方式及要点主要是：检查施工现场是否使用国家明令禁止的大噪声设备；在敏感点附近施工时是否都设置了声屏障等降噪措施，采用声级计实际测量敏感点各处噪声是否达标。
（3）废水污染防治措施监理要点施工期废水主要为施工人员产生的生活污水和导流排水。废水污染防治环境监理的方式及要点主要是：检查施工生活区是否设置防渗集水池，检查施工场内是否设有防渗旱厕，检查施工导流过程中是否采取放置草袋等措施以减少水中悬浮物浓度。3.2.4 固体废物污染防治措施监理要点固体废物防治污染措施及监理要点主要是：检查现场生活垃圾及建筑垃圾是否运送到指定地点处理；穿越施工过程中产生的泥浆处置情况以及现场是否有弃土以及弃土的处理情况。
四、南水北调工程建设管理模式创新
（一）继续完善和实施项目法人直接管理、委托制和代建制相结合的建设管理模式，进一步加大市场监管、招标投标监管力度，使南水北调工程建设市场逐步走上规范化管理的轨道。要积极地加强对项目工程建设的进度和成本管理，在各种管理模式下要实施监管制度，要由国务院指定的监管部门和单位进行建设管理，包括开展南水北调工程建设的汇报和协调工程，在进行各分段建设时，要及时地发现建设中存在的问题，并与各方进行紧密地沟通，确保这项工程能够衔接得好，沟通得好，最终实现各段的建设标准能够达到统一，在最后竣工时能够让工程是一个有机的整体，要有各期建设的档案资料管理，在将来进行问题分析时，能追究到相关负责单位和负责人的责任。
（二）严格按照工程建设程序审批项目开工。协调解决南水北调工程跨渠桥梁建设、验收与运行管理问题。加强文明施工管理，开展文明工地创建工作。现代化的河道管理信息系统的建立是降低堤防失事和维护堤防安全运行的重要保障。它能为防汛、堤防管理和河道整治工程建设和岸线资源控制利用的现代化管理提供服务。它涉及河道的基础信息、水利工程、沿线岸线等各类信息。信息系统建设的成功将大大提升堤防管理的现代化水平，它将以快捷、迅速、准确地了解堤防风险状况的优势来引导河道管理的科学决策。
（三）加强水资源管理。建设节水型社会。随着经济社会的快速发展及城市的建设，对水资源的需求也将越来越大，必须把节水工作摆在突出位置，大力提高水资源利用效率和使用效益，推动生产布局和用水结构调整，建设节水型社会。
深化水资源管理体制改革，建立健全比较完整的水资源管理制度体系。成立各地方水务局，实现全市水资源统一管理；健全节水机构，加强节约用水工作；建立健全科学的水价制度；建立和完善全过程和全面的用水管理制度；建立节水型社会，建立协同合作机制和公众参与机制；建立健全饮水安全保障制度：水源的可靠性论证制度、规范的饮水工程运行管理制度、健全城乡集中供水水源地保护制度。
结语
综上所述，在施工中采取积极的预防及控制措施,对减少混凝土衬砌板裂缝的产生是非常有效的，也是保证建筑物安全、稳定地工作的前提。
参考文献：
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