南水北调中线工程大型渠道混凝土施工方案选择

1、杨 谢 芸 , 简 兴 昌 , 李 静 混点流量 :陶 岔 渠 首 设 计 流 量 350 m / s,加 大 流 量 420 m / s;穿黄河设计流量 265 m / s,加大流量 320 m / s;进北京设计流量 50 m / s,加大流量 60 m / s。横 辅机第 41卷 第 16期 2 0 1 0年 8月 人 民 长 江Yangtze R iverVol. 41, No. 16 Aug. , 2010文章编号 : 1001 - 4179 ( 2010 16 - 0075 - 02南水北调中线工程大型渠道混凝土施工方案选择 1 1 2( 1.长江勘测规划设计研究院 施工设计处 ,

2、 湖北 武汉 430010; , 北京 100038摘要 :, 、 面尺寸大 、 凝土衬砌强度高,重要 , 通过比选 , 推荐渠道衬砌机施工作为南水北调中线。关 键 词 :大型渠道工程 ; 混凝土衬砌 ; 渠道衬砌机 ; 施工方案 ; 南水北调中线一期工程中图法分类号 : TV67文献标志码 : A1工程特性南水北调中线一期工程总干渠为特大型输水建筑 物 。依据水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准 , 南水北调中线工程为 等工程 , 总干渠渠道作为中线 工程主要建筑物按 1级建筑物设计 。总干渠主要控制 33 333 3总干渠渠道多为梯形断面型式 , 边坡坡率一般为 2. 02. 5,特殊段为

3、3. 03. 5;陶岔至鲁山段设计水 深为 7. 08. 0 m ,渠道底宽 10. 525. 0 m。为保证渠 道设计输水能力 , 并防止滋生杂草 , 渠道过水断面采用 糙率较小的 C20混凝土进行全断面衬砌 , 渠坡衬砌厚 度为 10 cm ,渠底为 8 cm ,衬砌混凝土采用现浇方式 , 同时 , 在衬砌板下设置复合土工膜进行防渗 。为防止渠道混凝土因温度变化 、自身收缩和不均 匀沉降等因素造成混凝土衬砌的隆起或开裂 , 衬砌板 设有矩形伸缩缝 , 纵 、 缝间距均为 4 m ,缝宽 1. 0 cm , 其中 , 渠底缝深 6 cm ,渠坡缝深 7. 5 cm。缝内临水侧 填有聚硫密封胶

4、 , 下部为闭孔塑料泡沫板 。2渠道衬砌施工方案比选渠道混凝土衬砌施工主要有 2种方法 : 采用渠 道衬砌机施工 ; 用常规施工设备进行施工 , 主要为拖模分块浇筑 。2. 1渠道衬砌机施工大型渠道衬砌成套装备主要由渠道布料机 、渠道衬砌机 、 助台车 3部分构成 。衬砌机为一种新型的混凝土衬砌施工机械 , 特别适应于大面积 、薄层 、少筋(或无筋 混凝土面板的施工 。从工艺上说是集立模 、溜槽与滑模工艺于一身 , 使混凝土结构整体成型 , 不需单独立模 。其主要特点为 :( 1混凝土施工强度高 。先由振动布料机将渠坡混凝土从渠底至渠顶均匀布料 , 并将混凝土振动密实 ,再通过振动成型机摊铺

5、, 使混凝土表面形成 35 mm厚的平整浆面 , 并将露于表面的石子压入混凝土中 , 最后由抹光机在已经成型的坡面上进行抹光处理 , 整个工序无需混凝土料罐集料 、卸料 、摊铺 、人工振捣加抹 面等环节 , 混凝土施工强度高 , 渠道衬砌速度快 。( 2质量可以得到保证 。采用了机械振捣 、 械抹面 , 混凝土均匀性与施工稳定性得到提高 。( 3对 供料 系 统 要 求 较 为 严 格 。 由 于 施 工 强 度高 , 混凝土拌和系统和水平运输设备及运输强度需与之配套 , 且运距要在保证混凝土质量的许可范围 。( 4为实现所有衬砌设备均在共用的两条平行的轨道上行走 , 要求渠道断面规整 , 渠

6、道内无墩台等建筑, 以利渠道衬砌机连续作业 , 尽量减少衬砌机拆迁次收稿日期 : 2010 - 06 - 30作者简介 :杨谢芸 , 女 , 工程师 , 主要从事水利水电工程施工设计与研究工作 。振 抹 抗 超 多 大 切 养混 碎 普 拆 拆 76人 民 长 江2010年数。( 5 对南水 北 调中 线 工程 如此 大 断 面 的 渠 道 而言 , 目前衬砌机还难以做到渠道全断面 1 次衬砌成型 , 可采用先衬渠坡 , 后衬渠底的方式施工 。2. 2 常规拖模施工常规设备配拖模施工工艺为: 在渠坡采用溜槽入 仓 , 卷扬机配拖模浇筑 、 捣 、 光 , 在渠底可采用混凝 土泵车或自卸汽车布料

7、 , 拖模浇筑混凝土 。其主要施 工特点如下 :( 1 均采用常规混凝土施工设备 , 渠道衬砌采用 分段分块浇筑 , 施工组织和安排灵活机动 ;( 2 生产强度低 , , ( 3 , 其质量波动 性较机械施工大 , 混凝土施工质量控制有一定的难度 。两方案的主要优缺点比较见表 1。表 1 两方案主要优缺点对比混凝土抗压 、抗冻 、渗等指标 , 均应满足设计有 关要求 , 施工时应尽量避开高温 、 低温 、 雨 、 风等不利天气 。做好施工质量控制 。施工单位要建立机械化施工 的一套质量保证体系 , 对原材料 、混凝土拌和质量 、混 凝土成型质量 、 缝 、 护等进行全过程的质量控制 。 ( 2

8、 伸缩缝设置 。为防止因温度变化 、 凝土自 生体积变形和不均匀沉陷等因素造成衬砌混凝土的隆 起或开裂 , 衬砌混凝土设置有横向和竖向的伸缩缝 。伸缩缝一般在混凝土终凝 24 h 后采用切缝机切 割 , , 切割 , 缝宽和 。填料填充前先对伸缩缝进行清理 , 清除缝内的浮 浆 、 渣等杂 物 , 做 到 缝 面 干 净 、干 燥 , 以 保 证 填缝 质 量。( 3 土工膜施工 。对于下部有复合土工膜防渗的 渠道衬砌混凝土 , 可在渠道整平之后铺设土工膜 , 在需 施工方案 主要优点主要缺点要浇筑衬砌混凝土的仓面范围周边应露头 1 m 左右 , 渠道衬砌机施工 适 合 于 长 距 离、 浇筑

9、 机械较为 复杂 ; 大断面混凝土施工 ; 对供料系统等配套项 以确保衬砌机的轨道枕木与土工膜分隔 。在衬砌混凝 土浇筑完成 , 拆除轨道及枕木后进行下一仓面的土工 常规拖模施工 施 工 速 度 快 、强 度高 ; 施 工 质 量 稳定可靠 生产设备较为常 规、 遍目要求 严 格 ; 渠 道 断 面应规整施 工 速 度 慢 、 强 度 低 , 难以满足工期进度要求 ; 施工质量控制存在一 定的难度膜粘接或搭接 , 以保证渠基上土工膜的完好 。( 4 设备拆装要求 。衬砌成套装备为多个机构组 合而成 , 安装需要 20 t汽车吊 1 台 , 耗时 5 8 d。另外 , 要求衬砌设备的易损件应尽量

10、少 , 以确保混凝土施 工的连续性 。衬砌设备在渠道内运行时 , 遇渠道内墩台等建筑 物可绕行或拆装搬迁 。绕行使用的机具繁杂 , 对经过 2. 3 方案比选综合分析以上两种施工方法 , 用衬砌机进行渠道 混凝土衬砌板施工 , 技术先进 , 施工效率高 , 质量可以 得到保证 , 适合南水北调中线工程长距离 、大断面 、高 强度的渠道混凝土衬砌 。3 渠道衬砌施工要求( 1 混凝土施工要求 。采用衬砌设备进行渠道施工 , 对混凝土的要求类似拖模施工对混凝土的要求 , 混 凝土施工 坍 落 度 不 宜 过 大 , 结 合 渠 道 坡 率 ( 1 2 1 3. 5及衬砌机的推进速度 , 混凝土的坍

11、落度宜控制 在 3 4 cm 范围 。混凝土拌和严格按照事前批准的配合比执行 , 现 场根据砂石料含水量随时调整用水量 , 拌和要充分均 的渠段干扰范围大 , 且对已浇衬砌混凝土易造成损伤 ;搬迁则要求衬砌设备的结构简单 , 单件重量不大 、 装 方便 、 安耗时短 。目前研制出的设备桁架为标准节 螺栓连接而成 , 具有拆装方便 , 同时能适应各种不同渠 坡长度的混凝土衬砌作业 。4 结 语渠道机械化衬砌技术在国外发展已有几十年的历史 , 采用机械化的衬砌施工方式 , 可以提高施工效率和 衬砌质量 。结合南水北调工程的需要 , 研制和使用适 合我国国情的大型渠道衬砌成套设备 , 既可满足中线

12、工程施工的需要 , 又可全面提高我国大型渠道衬砌机 械化水平 , 具有重大工程应用价值和意义 。(编辑 :徐诗银 匀 , 严禁在施工过程中加水 。开便 避便 HE Fang , X IE Daohua YANG Xieyun , J IAN Xingchang , L I J ing第 16期何 方 , 等 :南水北调中线一期工程农村生产安置方案分析93子鸡 100 万只 , 每只获利润 1 元 , 则可每年获利 100 万 元 , 按照牧业的 净 收 益 率 52. 6% , 1 a 的 净 收 益 为 53万元 。产出分析指标详见表 3。表 3 产出分析指标同时避免群众搬迁抵触情绪 , 有

13、利于当地社会和谐稳 定 。由于南水北调工程线性征地的特点 , 征地面积占 全村耕地面积最大的为 26% ,因此采取在行政村范围 内调整土地 、 发高效生产措施的方案是可行的 。1. 土地整治及水利配套 1. 1 农田水利项目配套 1. 2 新增耕地及水利配套 2. 水产养殖 合计产出数量 /hm 2 66. 67 46. 67 20. 00净收益 /(元 hm - 2 3 225 16 080/ 万元47. 21 15. 05 32. 16 27. 60 127. 813 结 语两种方案都能达到生产安置的目标值 , 方案 1 投资 16 744 万元 , 方案 2 投资 6 812 万元 ,

14、方案 2 仅为方 案 1 投资的 40. 7% , 、 免被征地群众远 通过工程用地对当地农民生活水平的影响分析 个村 703 65. 87 万元益为 127. 81 万元 , 初 益 算值 的 70%考 虑 为 89. 47 万元 , 大于种植业的纯收入损失 。可见 , 本方案 既能达到生产安置的目标值 , 又节省投资 、 于实施 。, , 被征地 群众情绪稳定 , 实施顺利 。所以本村开发生产安置是较优化的方案 。为此推荐 , 将在本村开发生产的安置方案作为南水北调中线工程生产安置的最佳方案 。(编辑 :邓 玲 Ana lysis of rura l productive resettle

15、m en t schem es after farm land occupa tionby Pha se IW orks of M iddle Route Project of S- N W a ter D iversion 1 2( 1. Henan W ater & Pow er Consulting Engineering Co. , L td. , Zhengzhou 450016, China; 2. Construction and A dm inistration B ureau of M iddle R oute Project of South - to - N or

16、th W ater D iversion of Henan P rovince, Zhengzhou 450008, Chinasion, taking the examp le of north Yellow R iver - Hebei Province Section, we analyzed the loss of p lanting industry of every village before and after farm land occupation. Two resettlement schemes are studied including farm land adjus

17、tm ent out the village and p roduction development in the village, both of which can achieve goals of p roductive resettlement. However, the in - the - villagelage scheme is beneficial to stability and development of resettlement and the successful imp lementation of M ain Canal Project of S - N W a

18、ter D iversion.Key words: rural imm igrants; p roductive resettlement; scheme comparison; M ain Canal; north Yellow R iver - Hebei Province(上接第 76 页 Concrete con struction schem e selection of large cana l in M iddle Route Projectof S - N W a ter D iversion1 1 2na; 2. Construction and A dm inistration B ureau of South - to - N orth D iversion M iddle R oute P roject, B eijing 100038, China Abstract: The main canal of M iddle Route Project of S - N W ater D iversion Project is an oversized water diversion structure characterized as