长距离大型输水渠道衬砌施工质量控制

长距离大型输水渠道衬砌施工质量控制

长距离大型输水渠道衬砌施工质量控制摘要：北疆供水工程顶山至三个泉明渠段，渠道距离长，过水断面大，工程所处地理位置自然环境恶劣，地质情况复杂，施工组织与质量管理难度大，作者就如何做好长距离大断面输水渠道衬砌施工质量控制，从建立健全质量保证体系，注重做好施工中各工序质量控制要点以及对不利地质基础岩性的处理角度进行了总结。 关键词：渠道衬砌 质量控制 一、工程概况北疆供水工程顶山至三个泉明渠段，北起乌伦古河附近的顶山分水枢纽，南至三个泉倒虹吸进口，全长141.735Km。主要由顶山隧洞、小洼槽倒虹吸和顶山至三个泉明渠组成，其中渠道长120.634Km。工程等级为二等，工程规模为大（二）型。明渠为Ⅱ级建筑物，沿线水闸、排洪涵洞、防洪堤、跨渠公路桥、伴渠公路为Ⅲ级建筑物。渠段位于剥蚀起伏的平原上，总地势由北东向南西缓倾。主要分布第三系和第四系地层，第三系为古新统～中新统地层，为湖项沉积的砂岩、泥质砂岩、泥岩、沙砾岩，由南向北连续分布。工程区地震基本烈度为6度，按6度采取抗震措施。工程区位于新疆北部，属于寒温带大陆性气候区，日照强烈，降水少，气温温差大，最高气温40.6℃,多年平均降雨量111mm,多年蒸发量2289mm,相对湿度62%。气候特点为冬季长而严寒、夏季短而炎热。渠道断面形式为梯形，断面结构断面见图1，每一设计单元长19.4m,两侧沿横断面设有深30cm，宽30cm现浇混凝土隔梁,糙率n=0.017，纵坡1/10000～1/12500，流速0.79～0.84m／s，设计流量30.5m3／s，加大设计流量35m3／s。二、工程质量控制不利因素渠道长120.634Km，施工战线长，高峰期日衬砌施工强度达900m～1000m，砂石骨料、塑膜、水泥等建筑材料需求量大（每公里约需砂石骨料1700m3、塑膜3万m2、水泥600T），运输距离长，运输量大，衬砌需大量人工操作，施工质量水平参差不一，施工组织困难，质量管理跨度大。如何建立高效的质量管理体系是做好渠道衬砌的首要问题。 n由于施工期为每年的4月中旬至10月初，气候炎热、干燥，根据南京水利科学研究室内模拟施工现场干热环境与标准环境试验对比，水泥砂浆的稠度损失大，初凝时间减少，不利于砂浆衬砌的施工，同时在这种干热的环境下，如何既节约用水（用水成本过高）又有效养护好硬化的砂浆，是衬砌施工质量控制的一个关键；夏季日照时间长，紫外线照射强烈，这种条件下塑膜易老化，塑膜在运输、装卸、保管、施工过程中都可能造成一定破坏，这些都不利于塑膜的保护，而渠道衬砌结构防渗功能依靠塑膜完好来塑膜实现，可见塑膜的保护作为整个衬砌质量的核心。戈壁明渠距离长，过水断面大，渠床基础面地质岩性复杂，根据已建成工程经验，具有膨胀、湿陷、冻涨等不良地质岩性是造成渠道衬砌结构破坏的主要原因，采用有效基础处理方法对有害地质岩性进行处理也是质量控制控制成败。三、衬砌施工中的质量控制 3．1建立健全质量管理体系针对戈壁明渠施工组织困难，质量管理跨度大的施工特点，明渠工程建设始终把工程质量作为工程建设的根本大事来抓，贯彻“百年大计，质量第一”的方针，建立、健全质量分级责任制的管理体系。工程建设质量管理实行业主负责，设计单位、施工单位、材料供应部门保证，监理（监造）单位控制和政府监督相结合的工程建设质量管理体制。参建的各单位负责人对本单位承担的工程建设质量负领导责任；各单位在工程现场的项目负责人对本单位承担的工程建设质量负直接领导责任；各单位的工程技术人员对各自承担的工作负技术责任，具体工作人员负直接责任。明确质量责任，层层落实，分头把关，并签定质量责任书。业主单位、监理（监造）部门、质量监督站、施工单位都成立或委托专门的试验室进行质量检测。衬砌施工现场实行业主项目管理人员、总监巡查，监理人员旁站监理，施工单位内部实行“三检制”质量检查制度。针对工程的设计技术要求，结合本工程的实际情况，参照国家有关技术标准，组织专家制定渠道衬砌质量和检测的标准，使工程现场的质量控制有据可依。3．2施工过程中质量控制要点本工程衬砌结构分6个工序，即：基础面处理、隔梁砼、膜下砂浆、土工膜铺设、预制板衬砌、聚胺脂砂浆勾缝。施工过程中，质量控制主要作好以下几个方面：1、基础面是衬砌结构的基础，如松散不够坚实，衬砌结构易产生变形，基础面平整对确保高程准确，高程误差在满足规范要求，保证设计纵坡实现的关键，所以施工过程中重点做好基础面的平整度和压实度的质量，保证基础面坚实平整。n2、预制板衬砌施工采用跳仓方法，即每隔一个隔梁段进行一个隔梁的衬砌，未进行衬砌的断面进新各种材料的运输、堆放，既方便现场施工，提高工效，又有效的保护了已铺设仓面塑膜。3、对铺设塑膜的保护，是施工过程中的质量重点。塑膜由招标选定厂家生产，建管局派监理人员驻厂监造，保证质量合格的塑膜用于工程建设。防渗塑膜采用专车，避免在运输过程中的破损；进场后对几何尺寸、厚度、是否有无空洞、针眼、瑕疵进行检查。施工现场由厂方专业技术人员采用专用工具进行焊接，焊接完成后检查牢固程度，有无脱焊漏焊，并对每条焊缝充气检查，要求焊接密实、轮痕迹明显、平直、无褶皱；塑膜铺设避开中午13至16点高温时段，对铺设塑膜未展开衬砌部位，用毛毡覆盖，禁止阳光直射，避免日晒老化；已铺设塑膜衬砌过程中严禁踩踏、滑浆、滑板和行走，以免对塑膜造成穿刺破坏；对铺设及砼板衬砌中检查出的小破损，用手焊枪及时焊接。4、衬砌前先对板进行饮水，以确保板和砂浆更好的结合。5、严格控制砂浆的拌和质量，规范外加剂的称量和加入的方法。溶液性外加剂使用带刻度的量杯计量，粉末状外加剂全部称量装袋进行投放，确保砂浆拌和物质量。6、衬砌施工中控制板面的平整与清洁程度，确保输水渠床断面糙率和外观质量。7、针对衬砌板缝制作捣缝木板和角缝钢筋等专用工具，确保板缝密实、平整、光洁。8、加强覆盖养护，无论是膜下砂浆，还是衬砌板表面，都及时用毛毯等覆盖物覆盖，洒水保湿养护，保证砂浆强度正常增长。3．3特殊地质渠段基础的处理顶山至三个泉段渠道渠道基础岩性为泥岩和砂岩，根据大量的试验资料分析，泥岩和砂岩没有没有湿陷性和盐胀特性，砂岩有弱冻胀性，泥岩有冻胀性和膨胀性，泥岩在渠道沿线分布较为广泛，大部分为中强膨胀性泥岩，其膨胀的主要原因是岩石中含有（10-20）%的蒙脱石,岩石中＜0.005～0.002mm的细颗粒含量大于25%,渠基开挖后,渠基中膨胀岩含水量在(4-12)%，由于周围环境干燥，蒸发量大，膨胀岩含水量很快降低，渠道通水后，由于塑膜在加工、运输、保管及施工过程中造成一定破坏形成渗漏点未被发现，长期的渗漏使岩体含水量逐渐增加，岩体产生的膨胀力作用导致渠道边坡塌滑，衬砌结构破坏。因此渠道基础处理的主要问题是如何解决泥岩遇水膨胀对渠道断面的破坏作用。处理泥岩问题的主导原则是“上防下排”，减少水与泥岩的接触，阻止泥岩膨胀，防止滑坡，主要通过换填及放缓边坡的办法防止岩体的下滑，具体措施如下：(1)采用防排结合的措施，对于全断面出露中强膨胀泥岩的渠段若连续分布长度超过500m，则全断面换填处理，换填厚度为1.2m，其中衬砌结构以下换填n40cm砂砾料，砂砾料下换填80cm白砂岩。并设置纵横排水系统，防渗塑膜厚度由0.6mm加厚至0.8mm。泥岩分布长度少于500m的不设排水。(2)团块状或片状不连续分布的中强膨胀岩渠段，对渠床只做换填处理，换填1m厚的白砂岩，不设纵横向排水。(3)放缓渠道边坡，边坡由1：2放缓至1：2.5。四、结语长距离渠道衬砌质量控制过程中存在不利因素，通过建立健全质量保证体系，注重做好施工中各工序质量控制要点以及对不利地质基础岩性的处理，工程运行后未出现边坡滑塌，衬砌结构变形的现象发生，渠道实测糙率为0.015,渠道水有效利用系数为0.966,可见工程在建设过程中质量控制的措施是可行的,质量的控制效果良好。