南水北调渠道衬砌施工作业指导书.docx

1、南水北调渠道衬砌施工作业指导书1.适应范围1.1工程简介南水北调中线一期邢台市区段土渠道混凝土衬砌工程，衬砌混凝土等级为C20W6F15。混凝土面板下部设聚苯乙烯塑料保温板（厚3cm），部分区段设复合土工膜进行防渗处理（挖方段规格为600g/m2的两布一膜，膜厚0.3mm；填方段规格为800g/m2的两布一膜，膜厚0.5mm）。面板分缝布置为：通缝（伸缩缝、沉降缝）与半缝（变形缝）间隔布置，缝宽均为10mm。通缝、半缝上部2cm采用聚硫密封胶封闭，下部采用聚乙烯泡沫塑料板充填。渠道具体参数详见表1。表1 渠道设计参数表设计桩号长度渠底边坡系数衬砌厚度（cm）备注起止mm1：m渠底渠坡土渠99+

2、95999+97314202.5810渐变段99+97399+9831020192.52.75810土渠99+983102+6982715192.75810土渠103+563110+0766513232810土渠110+076110+0861023222810渐变段110+086111+5631477222810土渠111+563111+603402226.520.41220渐变段113+773113+8235026.520.50.421220渐变段113+823113+9139020.52810土渠1.2工程地质、环境土渠段地层岩性：Q33黄土状壤土、砂性土、Q22壤土。平均气温连续5d稳定

3、在5以下或最低气温连续5d稳定在-3以下时，渠道衬砌不宜施工。雨天和6级以上大风天气不宜施工。2.编制依据（1）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）。（2）渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程（NSBD5-2006）。（3）渠道混凝土衬砌机械化施工质量评定验收标准（试行）（NSBD8-2007）。（4）渠道混凝土衬砌机械化施工单元工程质量验收评定标准（NSBD8-2010）。（5）其他相关规程、规范、标准。3.作业流程渠道衬砌作业流程见图1。 图1 渠道衬砌作业流程4.作业方法4.1施工放样（1）衬砌施工放样按照设计要求进行，上口边缘线和底角线距中心线允许偏差20mm（直线段）、

4、50mm（曲线段），采用全站仪测量。（2）挖掘机粗削时，测量人员跟踪控制保证削坡完成后坡面预留1015cm，采用自动削坡机削坡时，测量人员根据设计图纸中坡面高程点指挥设备操作手调整削坡机高度，削坡过程中，使用全站仪随时检测控制。削坡后的平整度不大于10mm/2m。（3）保温板铺设时，随时利用靠尺检测保温板大面平整度（10mm/2m）和接缝处的错台高差（2mm）。（4）在衬砌过程中用钢尺检查衬砌厚度，每次布料检测3个断面，每个断面不少于1点；衬砌顶开口宽度允许偏差020mm，采用全站仪测量；衬砌顶高程允许偏差0+30mm，采用水准仪测量，渠底高程允许偏差-10mm0，采用水准仪测量。4.2渠床整

5、理渠床整理包括渠坡削坡、渠底清理。4.2.1渠坡削坡（1）渠坡削坡采用挖掘机粗削、自动削坡机精削、人工辅助清理。（2）挖掘机粗削自上而下进行，将削坡土刮至渠底，自卸车运至指定弃渣场。（3）精削采用洛阳丽铭机器设备有限公司生产制造的ZDXPB800自动削坡机进行，削坡前，首先由测量人员按照削坡机尺寸放出轨道线位置，并严格按照测量放线进行轨道铺设。削坡机就位后，通过升降装置调节旋刀及刮板位置，启动电源，开始削坡，过程中要随时检查随时调整，保证削坡坡面符合设计要求。（4）齿槽采用人工开挖、人工清理。（5）建基面验收前，人工手持铁锹、方木对坡面上的浮土、坑凹部位进行处理，并适当洒水湿润，保持坡面整洁、

6、平整。4.2.2渠底清理（1）渠底采用挖掘机进行一次清理，再采用平地机进行二次清理、平整，最后采用碾压机碾压密实，局部人工配合清理。（2）挖掘机一次清理时，测量人员跟踪作业，控制清理完成后的渠底高程高于设计渠底高程5cm左右，清理土由自卸车运至指定弃渣场。（3）挖掘机清理完成后，采用平地机进行二次清理、平整，测量人员跟踪作业，控制清理完成后的渠底高程高于设计高程12cm。（4）平地机清理平整完成后，采用20t振动碾压机对渠底建基面进行碾压，根据实际情况，对渠底扰动较严重的部位振动碾压46遍，对扰动轻微的振动碾压24遍，碾压完成后，基本能够达到设计高程，碾压过程中，测量人员要随时检测，对超挖、欠

7、挖部位人工进行填、挖，同时指挥碾压机压实，保证渠底高程满足设计要求，渠底建基面压实度达到0.92。4.3保温板铺设4.3.1 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，作为渠坡复测和保温板铺设高程的控制标准。4.3.2 保温板铺设（1）保温板沿渠道轴线方向有序错缝铺设，接缝紧密平顺，两板接缝处的高差不大于2mm。（2）保温板铺设时不能够直接踩踏铺设完毕的保温板，每块保温板铺设完毕后，及时固定。固定保温板选用长15cm的竹签，梅花状布置，每块保温板的固定点不少于3个。固定时，用木槌将竹签钉入基面内。（3）为使渠坡和齿槽中的保温板密贴，裁剪时，根据设计尺寸，将坡脚处保温

8、板与齿槽保温板的接触面切成适宜角度。（4）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，用密齿锯结合钢板尺裁剪边缘，使保温板符合使用要求。（5）保温板铺设人员穿软底鞋，严禁穿硬底鞋或带钉鞋作业。（6）铺设保温板时，对接缝不平处或凸出面进行打磨处理，并清理干净。4.4复合土工膜施工4.4.1土工膜铺设渠底铺设时，人工沿着渠道水流方向滚放；渠坡铺设时，采用重物在坡顶压住土工膜，自坡顶徐徐展放到坡底。注意事项：（1）铺放选择在干燥和暖天气进行。（2）铺放时不要过紧，留足余幅（大约1.5%），以便拼装和适应气温变化，同时要随铺随压，防止风吹破坏。（3）施工时发现损伤，立即修补。

9、（4）密切注意防火，不得抽烟。（5）施工人员穿无钉鞋或胶底鞋。（6）渠坡复合土工膜横向方向连接，不允许有纵向连接缝。（7）渠底复合土工膜幅宽应与渠道中心线垂直，渠底复合土工膜间横向连接缝与坡面复合土工膜接头缝均应相互错开100cm以上。4.4.2土工膜连接（1）土工膜连接采用热熔焊法焊接，局部修补采用胶粘法。（2）连接顺序：缝合底层土工布、热熔焊接中层土工膜、缝合上层土工布。（3）土工膜热熔焊接：土工膜热熔焊接采用热合爬行机焊接。每天施工前均应先作工艺试验，以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。（4）土工膜焊接前应将土工膜焊接面上的尘土、泥土、油污等杂物清理

10、干净，水汽用吹风机吹干，保持焊接面清洁干燥。多块土工膜连接时，接头缝应相互错开100cm以上，焊接形成的结点应为“T”字型，不得为“十”字型。（5）为确保土工膜的焊接头具有可靠的防渗效果，采用双焊缝焊接，焊接设备型号为TH-501，双焊缝宽度采用210mm，搭接宽度不小于10cm，焊缝间应留有约1cm的空腔。（6）施工中防止发生漏焊、烫伤和褶皱等缺陷。在焊接过程中和焊接后2h内，焊接面不得承受任何拉力，严禁焊接面发生错动。（7）当施工中焊缝出现脱空、收缩起皱及扭曲鼓包等现象时，应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。（8）焊机应定期保养和维护，及时清理杂物。（9）土工布

11、缝合将上层土工布和中层土工膜向两侧翻叠，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，连接面应松紧适度、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，土工布缝合强度应不低于母材的70%。4.4.3接缝检测采用的方法为目测法、充气检验法。（1）目测法观察有无漏接，接缝是否有无烫损、无褶皱，是否拼接均匀等。（2）充气检验法对全部焊缝采用充气法进行检测，检测时，将待测焊缝的两端封死，插针局部用吹风机加热，插入气针，充气至0.20Mpa，保持5min，观察真空表，如气压不降，表明不漏，接缝合格，否则及时进行修补。4.4.4

12、复合土工膜保护（1）复合土工膜装卸、搬运不应拖拉、硬拽，不应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）堤顶预留的土工膜应及时安装路缘石封压，坡脚部位土工膜应包裹保护，防止损坏和老化。衬砌混凝土浇筑时，模板的支立和固定不得造成复合土工膜破坏，可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。（3）在铺设过程中，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。（4）施工现场严禁烟火，电气焊作业要远离复合土工膜。4.5衬砌混凝土施工4.5.1模板施工（1）坡肩模板：坡肩侧模采用10#槽钢制作，外部打钢筋桩固定。（2）渠坡侧模：渠坡侧模采用10#槽钢制作

13、，通长侧模每1m焊一U型支腿（用方钢制作），支腿与槽钢主面垂直，便于在U型支腿上压砂袋进行固定。压砂袋前，模板外侧覆盖塑料布，防止边沿处的混凝土渣落在复合土工膜上。坡面与底面及上面边模交接处的模板认真进行拼割、焊制，保证与坡面的横断面的截面相同。（3）齿槽模板：齿槽堵头模板采用竹胶板，要求切割成与齿槽同样形状，背部设立方木背楞固定；齿槽侧模采用10#槽钢制作，外部打钢筋桩固定。渠坡示意图见图2。图2 渠坡示意图（4）渠底模板：渠底侧模采用10#槽钢制作，同渠坡侧模一样，每1m焊一U型支腿（用方钢制作），支腿与槽钢主面垂直，便于在U型支腿上压砂袋进行固定。4.5.2施工准备施工前，对施工现场准备

14、工作检查以下项目。（1）检查和校对原材料的规格和混凝土配料单是否与设计配合比相符合，各项指标是否合格。（2）校核衬砌机轨道高程和基准线位置。（3）依照设计边线立模板并加固牢靠、将四周多出的复合土工膜卷好并用彩条布进行覆盖保护。（4）拌和系统运转正常，运输车辆准备就绪。（5）衬砌机在仓面起始位置调整好坡比、并设定衬砌机上下液压升降机构调节衬砌板衬砌板厚度的设置，板厚与设计值的偏差为-5%+20%，空载试运行正常；（6）抹面机和振捣棒、平板振捣器等其它工器具准备情况及运行状态正常。上述各项内容准备齐备、具备验收条件后，报送开仓报审表，待监理工程师批复后，开始混凝土浇筑。4.5.3混凝土拌和、运输（

15、1）混凝土采用HLS90型和HLS60型拌和站拌和。（2）9m3混凝土运输车水平运输。（3）渠坡采用衡水金徽水工机械有限公司生产的SM8000渠坡衬砌机垂直运输；渠底采用洛阳丽铭机器设备有限公司生产的QDCQ650渠底衬砌机垂直运输。4.5.4混凝土浇筑（1）塌落度检测开始浇筑前，在浇筑现场检测混凝土坍落度，保证混凝土入仓塌落度为5cm6cm。（2）混凝土布料施工现场安排专人指挥布料。布料时，先向料斗及皮带上面洒水使其湿润（且无水流）。混凝土罐车将混凝土拌合物卸在料斗内，由上料皮带机将混凝土输送至布料皮带机上，由布料皮带机从斜坡上端向斜坡下端送料或者从渠底右侧想左侧送料，由移动的分料小车将混凝

16、土均匀的挡落在料仓内。（3）混凝土振捣1）在框架的料仓内均匀布置着高频低幅振捣棒，当料仓内混凝土的料位达2/3料仓或高于振捣棒0.2m时，开启振捣棒。2）在料仓后部、框架底部设有滑模装置，振捣棒工作时，此时整机行走，滑模装置将振捣后的混凝土压实成型。3）根据渠坡衬砌机特性，齿槽处和渠肩平台处需人工配合衬砌机施工，故分三部位: 齿槽处、坡面、渠肩平台。齿槽部位：由衬砌机将混凝土分层摊铺于齿槽中，人工手持30型振捣棒振捣，直至表面泛浆，骨料不再明显下降为止。坡面：滑模式衬砌机在临时储料仓布料达到2/3后先开动高频低幅振捣棒20s后，再开动行走大车前行30cm，在此过程中，边前行边振捣，停止后，再振

17、捣20s，依次类推。坡肩平台：由衬砌机将混凝土摊铺于坡肩平台处，人工手持平板振捣器振捣，并将该部位多余混凝土除走，沿基准线整平后用振实。4）渠底混凝土主要利用渠底衬砌机内布置的振捣棒进行振捣，局部人工手持平板振捣器辅助振捣。（4）衬砌机行走衬砌机行走速度由行走电机（变频调速电机）调节，上下两组车轮组得行走速度保持一致。因衬砌机振捣提浆与摊铺压实为同时进行式，振捣与行走速度应相适应，才能保障坡面混凝土均匀、密实。根据试验，以混凝土表面浆液丰富、无漏石且能满足收面为准，行走速度以1.52m/min为宜。（5）坡面上若出现露石现象，由人工及时填补原浆；齿槽处和渠肩平台处安排专人施工，需保证混凝土密实

18、、上下内侧棱线顺直。（6）所有施工缝均设置在通缝处。当上仓混凝土开始施工时，先在混凝土侧面上用水泥钉将闭孔板固定，通缝板高度与混凝土板相同，在上部2cm处用美工刀划开，但不切透，等后期进行密封胶填缝施工时再撕开拉出。（7）两个仓面的接合处，在混凝土摊铺后及时用两米直尺检测，铲除超厚的混凝土，并用振捣棒适当振压提浆，同时人工配合清除边缝处的混凝土石渣等，可避免错台现象的发生。（8）混凝土抹面压光1）混凝土摊铺机后面的摊铺宽度约有23m以上时，便可用抹面机进行抹面、收平、进一步提浆，首次抹面时，混凝土表面还比较稀软，从下而上进行，抹面机的适宜高度以刚好接触到混凝土表面为好。2）抹光机每次移动间距为

19、2/3圆盘直径，在连续作业时能保证不发生漏抹、表面均匀一致为宜。3）当混凝土开始初凝时，再用圆盘面连续抹面一次，以表面平整、提出的浆面均匀为宜。坡顶及坡底抹面机不能到的位置全部由人工进行抹面和收光，两侧有边模的位置，采用人工及时进行修理。4）施工中选用工作台车作为人工抹面平台。工作台车采用桁架焊接而成，可调节高度和坡比。严禁操作人员在混凝土表面行走和抹面。抹面压光要由专人负责，并配备2m靠尺检测平整度，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23遍。5）初凝前要用原浆及时进行压光处理，清除表面气泡，使混凝土表面平整、光滑、无抹痕。4.5.5混凝土养护（1）渠坡混凝土采用覆

20、盖土工布保湿养护，随时保证土工布湿润，温度较低时，采用塑料布保湿、草帘子或保温被保温的方式养护。（2）渠底混凝土采用洒水养护，温度较低时，采用塑料布保湿、草帘子或保温被保温的方式养护。（3）衬砌混凝土保证湿润养护不少于28天。（4）混凝土养护设专人负责，及时观察，并作好养护记录。4.6切缝 4.6.1切缝要求混凝土衬砌面板的切割时间控制在浇筑完成20小时左右，或者混凝土强度达到24Mpa，能保证切割时不飞棱掉角，且切缝机锯片磨损率最小。气温高时，切割时间可提前到10小时左右，气温低时，切割时间推迟至30小时左右。渠坡半缝（切割）深5cm，通缝（切割）深9cm。渠底半缝（切割）深4cm，通缝（切

21、割）深7cm。切缝时，要针对切缝深度调整好切割机锯片位置，切缝中要拿钢尺随时检查，随时调整，过程中，操作人员要控制好切缝机锯片位置起伏。4.6.2横缝切割横缝切割从坡上向坡下进行，施工时，将切缝机固定在坡面顶部（需高出坡面线），缓缓向下切缝，到底部时，用木板搭投起平台，方便切割机行走。半缝和通缝切割要分别调整刀片的入缝深度，在坡面上部的一级马道上放置水箱，用塑料软管向切割机供水，一人扶切割机，一人在上面摇减速机便可正常施工，减速机的速度及手摇力度由操作人灵活掌握。4.6.3纵缝切割（1）切纵缝用的轨道刚度要有保证，轨道搭设时，应从坡脚最下部开始。（2）先放线，定出要切缝的位置。（3）在最下部打

22、道钉固定，沿坡面支撑带有丝顶托的架管，沿架管顶部铺设水平方向的方管轨道，调整丝杠的长度，使其轨道与纵缝平行。（4）用绳子牵引切缝机沿坡面缓缓放到轨道位置，小心摆正位置，再次调整丝杠的长度使锯片在与坡面垂直方向刚好与要切的缝相吻合。（5）在预切缝的正前方固定一台专用的手动慢速减速机，减速机的牵引绳采用软的钢丝绳。（6）在坡面上部的一级马道上放置水箱，用塑料软管向切割机供水。（7）各项准备工作做好后，可进行试切。观察行走时，所切的缝是否平顺且行走是否方便省力。若行走困难，缝宽明显不够1cm，可能是所制作的下边线前后导轮外切线与切割片平面不平行所致，应及时进行校验。另外在切割时应注意观查水路是否畅通

23、，以免切割片受热变形。4.7嵌缝、涂胶 4.7.1伸缩缝清理切割缝的缝面用钢丝刷、手提式砂轮机修整，用空气压缩机将缝内的灰尘与余渣吹净。填充前缝面应洁净干燥，检查缝宽、缝深。4.7.2嵌入闭孔泡沫塑料板闭孔泡沫塑料板采用专用工具压入缝内，并保证上层填充密封胶的深度为2cm。4.7.3 填充聚硫密封胶（1）生产性试验密封胶施工前应进行生产性施工试验，试验合格报监理单位审批实施。施工中要注意施工环境和配制质量。（2）密封胶配制聚硫密封胶由A、B两组份组成，施工时按厂家说明书进行配制与操作。（3）涂胶施工在清理完成的伸缩缝两侧粘贴胶带。胶带宽一般为35cm，胶带距伸缩缝边缘为0.5cm，用毛刷在伸缩

24、缝两侧均匀地刷涂一层底涂料，2030min后用刮刀向涂胶面上涂35mm密封胶，并反复挤压，使密封胶与被粘结界面更好地浸润。用注胶枪向伸缩缝中注胶并压实，保证注胶深度不小于20mm。5.人员、机械、材料的配备5.1人员配备情况 人员配备情况见表2。表2 人员配备情况表序号工种数量（人）序号工种数量（人）1管理人员412模板工92技术人员413混凝土浇筑工123削坡机操作手314混凝土抹面工244衬砌机操作手1215混凝土养护人员65挖掘机操作手416切缝人员66平地机操作手217嵌缝涂胶人员107碾压机操作手218混凝土运输司机88拌和站操作手619复合土工膜施工人员89装载机操作手420保温板

25、施工人员2010测量人员421轨道铺设人员1611试验人员422其他人员28合计1965.2机械设备配备情况 机械设备配备情况见表3。表3 机械设备配备情况表序号设备名称型号单位数量备注1拌和站HLS90型台1HLS60型台12渠坡衬砌机SM8000套2衡水金徽水工机械有限公司3渠底衬砌机QDCQ650套1洛阳丽铭机器设备有限公司4削坡机ZDXPB800套1洛阳丽铭机器设备有限公司5挖掘机PC300台26装载机3m3台27平地机台18碾压机20t台19混凝土运输车9m3辆410切缝机台411平板振捣器台212软轴振捣棒30型台413全站仪徕卡台214复合土工膜焊接机TH-501套215复合土工

26、膜充气试验设备套216砂轮机台217空压机2m3台118试验设备套若干19水罐10t台320柴油发电机120kw台221洒水车10t辆222油罐车5t辆15.3材料的配备和要求 5.3.1混凝土原材料（1）水泥选用符合咏宁PO42.5水泥。（2）砂选用白马河生产的天然砂，碎石选用邢台县太子井生产的5mm20mm的碎石。（3）粉煤灰选用河北省邯郸市涉县龙山电厂生产的级粉煤灰。（4）减水剂选用山西黄河化工有限公司生产的HJUNF-2H液体减水剂，引气剂选用河北混凝土外加剂厂生产的DH9引气剂。5.3.2保温、嵌缝材料（1）聚硫密封胶聚硫密封胶采用非下垂型（N）25级低模量（LM）双组份聚硫密封胶，

27、其物理力学性能指标见表4。表4 聚硫密封胶技术性能指标序号项目单位指标1密度g/m31.40.12下垂度mm33适用期h264表干时间h245拉伸模量23Mpa0.4-200.66弹性恢复率%807定伸粘结性无破坏8浸水后定伸粘结性无破坏9冷拉-热压后粘结性无破坏10质量损失率%5（2）聚笨乙烯泡沫保温板聚笨乙烯泡沫保温板物理力学性能指标见表5。表5 聚苯乙烯泡沫板技术性能指标名称密度压缩强度 （相对变形2%）导热系数吸水率尺寸稳定性 （-40+70） 备注g/m3W/（m）%要求指标352500.02910.5（3）嵌缝材料为聚乙烯闭孔泡沫塑料板。其物理力学性能符合下列要求。1）闭孔泡沫塑料

28、板采用高压聚乙烯低发泡闭孔泡沫塑料板，与聚硫密封胶相互作用材料性能无变化。2）其余见表6。 表6 聚乙烯泡沫塑料板技术性能指标名称密度吸水率压缩强度压缩永久变形抗拉强度撕裂强度延伸率备注压缩50%压缩10%g/m3（%）MpaMpa（%）Mpa（N/mm）（%）要求指标9020.50.60.1220.154.0100（4）复合土工膜1）复合土工膜采用全新材料，不得添加再生料，聚乙烯膜应为无色透明（不允许加炭黑）、无毒性、对水质无污染，具体物理力学性能指标见表7。 表7 复合土工膜技术性能指标名称600g/m2（150g/m2-0.3mm-150g/m2）800g/m2（150g/m2-0.5mm-150g/m2）膜厚0.3mm0.5mm密度930g/m3破坏拉应力17Mpa断裂伸长率450%弹性模量在570Mpa抗冻性（脆性温度）不低于-70联结强度母材强度撕裂强度60N/mm80N/mm抗渗强度在1.05Mpa水压力时48h不渗水渗透系数小于1011cm/s2）土工布采用400g/的聚酯长丝针刺土工布，其技术性能指标应符合下列要求。