渠道混凝土衬砌施工方案(2010121)

-1-渠道混凝土衬砌施工方案1、工程概述1.1工程概况本标段为南水北调中线一期工程辉县段第五施工标，设计桩号为Ⅳ93+280～Ⅳ101+230，标段长7.95km，其中渠道长6.657km。渠道为梯形断面，Ⅳ93+280～Ⅳ100+654.6段渠底宽度为20m，Ⅳ101+137.6～Ⅳ101+230段渠底宽度为15.5m，渠底高程93.706～92.936m，渠道内一级边坡为1:2，二、三级边坡为1:1.5，一级马道(堤顶)宽5.0m，外坡1:1.5，渠道纵比降为1/28000。全渠段采用混凝土衬砌，渠坡厚度10cm，渠底厚度8cm。混凝土衬砌强度等级为C20，抗冻标号F150，抗渗标号W6。全渠段采用复合土工膜防渗。在渠底及渠坡防渗复合土工膜下均铺设保温板防冻层。主要工程量：混凝土衬砌3.75万m3，土工膜铺设45.7万m2，聚乙烯闭孔泡沫板4916m3。结构缝分为纵缝和横缝，按深浅分为半缝和通缝，纵向（顺水流方向），横向设计伸缩缝均为4m一半缝，8m一通缝。填缝材料为闭孔泡沫板和密封胶。渠道衬砌结构为：10cm厚砂砾料，聚苯乙烯板（阳坡为2cm、阴坡3cm、渠底2.5cm）、复合土工膜一层，渠道两侧边坡混凝土厚10cm，渠底厚8cm。1.2气象水文总干渠辉县段属温带季风气候区，夏秋两季受太平洋副热带高压控制，多东南风、炎热多雨；冬春两季受西伯利亚和蒙古高压控制，盛行西北风、干燥少雨。气温由南向北变幅不大，新乡市市区年平均气温14℃，无霜期208天。辉县市年平均气温14℃，无霜期209天。本渠段多年平均气温为14.1℃，全年1月份温度最低，多年平均最低气温-5.1℃。7月份气温最高，平均最高气温31.8℃。本渠段冬春季盛行北或西北风，夏季多东南风，秋季多东北风，多年平均风速1.5m/s，最大风速16m/s。地面稳定冻结初日在12月9日，冻结终止日期在2月19日，多年平均冻土深度11.47cm，历年最大冻土深度19cm。总干渠辉县段多年平均降水量568mm。年际变化幅度大，年降雨量最丰年是最枯年的3～5倍。多年平均降雨日数为74.0天，其中6～9月为39.3天。降水年内分配不均，70～80%左右主要集中在汛期6～9月份，多以暴雨型式出现。1.3工程地质条件渠坡岩性主要由黄土状土、粉细砂和中砂组成，呈互层状或透镜体状分布。渠底板主要位于黄土状重粉质壤土中，局部在卵石层顶部，其强度差异较大。在实际开挖过程中无地下水，不存在施工排水问题。2、编制依据⑴南水北调中线一期工程总干渠黄河北～羑河北（委托建管项目）辉县段第五施工标段“辉县－5”施工合同；⑵施工设计图纸；-2-⑶中线局下发文件-关于印发《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）》的通知（中线局工（2009）172号）；⑷《渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程》NSBD5-2006；⑸建管处下发文件《质量安全管理资料汇编》；⑹《渠道混凝土衬砌试验总结报告》；⑺《渠道混凝土衬砌机械化施工单元工程质量检验评定标准》NSBD8-2010。3、施工准备3.1人员准备⑴作好施工前动员：施工前对职工讲明建设本工程的重大意义，使职工对参加本工程施工负有责任心，做好施工后勤保障，解除职工的后顾之忧；⑵施工前，组织施工技术人员、机械操作手、专职安全环保人员对施工图纸、技术要求、施工特点、工序衔接、施工安全、施工期环保等内容进行认真研究分析，熟练掌握，做到了解设计意图和施工期各项要求，有序施工。3.2材料准备⑴水泥选用河南孟电集团水泥有限公司生产的P.O42.5散装水泥；⑵骨料为人工砂石骨料，所采用砂为辉县市洪洲富强机制砂厂生产，石子选用银石料场提供的碎石（均已经检测合格）；⑶水使用1#营地深层井水；⑷粉煤灰选用华电新乡宝山电厂生产F型号的Ⅱ级散装粉煤灰；⑸外加剂选用河北混凝土外加剂厂生产的外加剂，各项性能指标已经过试验检测满足要求；⑹其它材料：强渗软式透水管、逆止阀、聚苯乙稀保温板、聚乙烯闭孔泡沫板、600g/m2（150g/㎡-0.3mm-150g/㎡）土工膜、聚硫密封胶等已按要求上报材料厂家（详见报告单：中水五局[2010]报告044号），已批复，原材料采购均已进场，并已送第三方试验室检测，检测结果均符合相关技术要求，可投入使用。⑺混凝土配合比试验，委托河南省水利基本建设工程质量检测中心站豫北检测站进行配合比试验，试验报告已经完成，混凝土配合比已论证，经过衬砌试验配合比能满足衬砌需要。⑻机械设备：砂石备料场和混凝土拌和系统在项目部1#、2#、3#营地，拌和设备额定生产能力分别为60m3/h、60m3/h、90m3/h。运输设备：4台12m3的混凝土搅拌运输车。衬砌设备：采用PQJ-Ⅱ型排振滑模式衬砌机一台。4、渠道混凝土衬砌施工方案4.1施工流程渠道衬砌混凝土施工工艺流程见图4-1-3-图4-1渠道衬砌混凝土施工流程图4.2渠道衬砌施工安排此台衬砌机仅用于渠道半挖半填段衬砌，根据填筑先后成型时间分为IV93+280～IV93+928.8、IV94+379.8～IV95+632、IV95+632～IV96+419、IV96+419～IV97+403.3四段进行衬砌。混凝土运输混凝土抹面压光混凝土养护混凝土切缝泡沫板填缝及密封胶封闭质量检测质量评定施工准备混凝土搅拌排水系统安装及砂砾料垫层铺设混凝土原材料检验坡面整修配合比设计配合比检验调整混凝土振捣衬砌机就位混凝土布料抹光机就位放线标注切缝机就位养护机具就位缝面清理填缝料、泡沫板准备施工放样保温板及土工膜铺装-4-4.3基础面清理验收⑴测量放线，用全站仪在一级马道及坡脚每8m各打桩一排，中间加密拉线控制，误差±2cm。⑵壤土边坡，削坡采用挖掘机粗削，人工精削。在挖掘机铲斗前面安装刮料板，削坡将近达到设计线（预留5cm左右保护层）时，在横向边坡上隔每4m从上到下插钢筋桩，拉控制线，人工用铁锨冲出约25cm宽的标准控制带，再沿纵向拉线控制进行精削坡，削坡工具用窄长平面铁锨。削坡过程中每隔两米用2m靠尺检查平整度（允许偏差：20mm/2m），并拉线用钢尺进行检查（线到坡面的尺寸是否是一致），以保证修坡准确、边坡顺直。基础面自检后要经过联测合格报请现场监理工程师组织建基面联合验收。⑶渠底采用挖掘机将多余保护层削除至10cm左右，测量人员钉桩、挂高程控制线，人工按控制线找平清至设计高程。开挖过程中使用水准仪进行检查，以保证渠底不欠挖，超挖不大于20mm，平整度不大于10mm/2m。⑷渠道口（底）边线的允许误差：直线段±20mm；曲线段±50mm，平面位置用全站仪定位，高程用水准仪控制。削坡面平整度允许偏差：20mm/2m，用2m直尺检查。⑸精削坡后测量人员校正控制桩，质检人员检测坡面，以保证下道工序砂砾料垫层铺筑前坡面平整度等指标满足设计要求。4.4排水暗管系统安装渠坡设置纵向集水暗管，间隔4m设一道横向连通管，暗管直径250mm，每隔4m设一个逆止式排水器。施工时先安装排水管，再进行砂砾料垫层施工，施工流程见图4-2所示。图4-2排水暗管施工流程4.4.1管沟开挖集水暗管管沟同齿槽一起采用人工铁锹进行开挖，管沟与坡脚齿槽之间的11cm隔墙，开挖过程无法保留，根据设计通知要求，该部份采用M10砂浆砌砖进行修复，顶面处最后一块砖砌筑成1:2斜坡，与设计坡比相同，砌砖顶面与粗砂垫层设计高程相同，在铺设粗砂时可以挡住粗砂，防止粗砂下滑，具体详见图4-3所示管沟开挖粗砂铺设集水管安装粗砂回填安装逆止阀-5-图4-3集水暗管与齿槽隔墙修复图4.4.2排水管安装集水管采用φ250软式透水管，渗透系数≥0.1cm/s。集水管施工时，先在沟槽底部铺5cm粗砂，集水管集中布置，两侧回填粗砂，集水管周围粗砂要回填密实。排水管分左右坡脚两条，每隔4m设左中右三个出水口，出水口安装PVC逆止阀排水器，技术指标为：逆止阀设两道止水环，一道嵌入混凝土内，一道与土工膜相连，避免产生新的渗漏通道。集水管安装，沟槽验收合格后，在底部摊铺粗砂垫层（设计5cm厚度）并进行夯实；铺设完成后进行集水管安装，安装采用人工安装，每根排水管长50m，安装过程中要保证集水管接头严密，集水管接头处下游集水管将钢圈剥离后套接上游处集水管，搭接长度50cm，外围用剥离的钢圈绑扎，确保管身顺直，上层铺设砂砾料垫层平板振压密实后铺设保温板、复合土工膜。渠道底板排水管与渠道边坡排水管采用三通连接的方式，三通套在边坡纵向排水管上，三通直角外接管内插于底板横向排水管上，边坡处底板排水管提前预埋安装在坡面上横向沟槽内。4.4.3安装逆止式排水器渠坡采用拍门式逆止阀，渠底采用球形逆止阀。逆止阀通过PVC三通与软式透水管连接，要求连接紧密，垂直性好，要求与复合土工膜紧密相连，防止发生新的泄露现象。逆止阀同集水暗管一起开挖，埋设集水暗管时测量技术人员精确放出逆止阀位置,将PVC三通与软式透水管连接一起回填到位，逆止阀安装时，破开复合土工膜将逆止式排水器与套在集水暗管上面的PVC三通进行连接（内部用Ф110mmPVC短管套接），土工膜上涂抹KS热熔粘接剂胶，固定密封盘粘结垫垂直压在土工膜上，粘结垫与土工膜和逆止式阀粘结牢固，密封盘上面覆盖原来撕开的土工布，胶带粘接。阀盖外表面与混凝土表面齐平，为防止浇筑过程中混凝土浆液和伸缩缝施工期灰浆进入排水器内，将逆止阀表面采用透明胶带封住，混凝土浇筑完成后采用混凝土预制块或砂袋将逆止阀给罩住，防止逆止阀常时间在太阳下暴晒发生老化。逆止阀需满足以下要求：⑴逆止阀的开启水头应为2～3cm，10cm水头内达到设计流量。且厂家应提供5cm、-6-10cm及20cm水头下的排水流量。⑵应在水压力0～200Kpa作用下，保证逆向不渗漏。⑶逆止阀应分为固定和可拆卸两部分部件，固定部分部件使用年限不少于50年，可拆卸部分部件使用年限不少于10年。⑷止回性是逆止阀不发生渠道漏水的重要性能，各部件之间应做好密封，应防止渠水外渗。⑸E逆止阀应设置两道止水环，一道嵌入混凝土内，一道与土工膜相接，避免产生新的渗漏通道。止水环需设置牢靠，便于施工。与土工膜采用粘接垫粘结，粘接垫与土工膜及逆止阀应粘接牢靠。⑹逆止阀制造材料必须满足环保要求，对水质无污染。⑺逆止阀与集水管之间应采用PVC－U三通或四通连接。⑻渠道及建筑物底板采用球形逆止阀，边坡及边墙采用拍门式逆止阀。⑼逆止阀周围砂砾石必须回填密实。⑽混凝土浇筑后，阀盖不应与混凝土粘结在一起，以便于更换。4.5砂砾料垫层铺设4.5.1砂砾料垫层施工工艺渠坡垫层采用砂砾料，经机械压实，作为渠道衬砌混凝土的过滤层，可起到保持土体稳定的作用；作为渠道土质边坡的找平层，改善和提高渠床与保温防渗层之间的加糙抗滑能力，并通过垫层的压力扩散作用，降低水压对渠床的压应力，减少渠道衬砌结构变形量。渠坡砂砾料垫层施工工艺见图4-4。图4-4渠坡砂砾料垫层施工工艺流程图4.5.2砂砾料技术指标试验段采用砂砾料垫层，经第三方试验室检测合格，粒径小于0.075mm的颗粒含量为5％，最大粒径为2cm，颗粒级配良好，其中不均匀系数Cu（60）＞5，曲率系数Cc（1.3）渠坡削坡人工铺砂砾料砂砾料检验试验确定施工参数人工精平砂砾料补水和运输准备机具设备平板碾压表面补水检验密实度修整找平、验收-7-=1～3；被保护土d15＝0.0055mm，d85＝0.16mm，D15=0.26mm，D15/d15≥5，D15/d85≤5，试验结果均符合设计通知（新S-2012-03,2012年2月11日下发）要求，砂砾料最大干密度1.97g/cm3，最小干密度1.66g/cm3。砂砾料垫层相对密度计算公式如下：Dr=式中：：Dr=相对密度ρdmin=最小干密度，g/cm3ρdmax=最大干密度，g/cm3ρd=天然干密度或填土的相应干密度，g/cm3ρdmax、ρdmin由室内相对密度标准试验确定。经计算相对密度0.75所对应的干密度值:1.88g/cm34.5.3砂砾料垫层干密度检测砂砾料垫层压实后相对密度不小于0.75，采用标准灌砂法检验干密度值。依据《关于发布《渠道混凝土机械化施工质量