蔡 霞
中国水利水电第九工程局有限公司，贵州 贵阳 550081
——以黔中枢纽渠道工程为例
摘要：在水利灌溉渠道工程中，现浇混凝土衬砌渠道渗漏水量的大小，将显示混凝土衬砌渠道防渗性能及混凝土衬砌工程质量的优劣。为保证渠道防渗混凝土衬砌结构达到质量标准和设计要求,使用过程中不发生渗漏，真正达到节水灌溉的工程目的,就务必做到优化设计方案，合理组织施工,并严格控制工程所用原材料的质量,完善各道施工工序、施工工艺。与此同时,混凝土浇筑过程中要保证施工配合比的质量，做好混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等施工环节的监督和管理工作，做到施工全过程的质量控制，以确保渠道混凝土衬砌的防渗质量，减少水资源浪费，节约成本，真正起到节水灌溉的目的。
[关键词]：混凝土；渗漏；分析；防范
1.工程概况
黔中水利枢纽工程位于贵州中部黔中地区、云贵高云苗岭宽缓山脊、两江分水岭河源地带、岩溶峡谷山区，涉及贵州 3 市(贵阳、安顺、六盘水)1 州(黔南自治州)1 地区(毕节地区)的 10 个县(区)和贵阳市区、安顺市区。工程以灌溉、城市供水为主，兼顾发电等综合利用，并为改善当地生态环境创造条件的Ⅰ等大⑴型水利枢纽工程。工程全部建成后可解决黔中地区 7 县 49 个乡镇 65.14 万亩农灌用水、5 个县城和 36 个乡镇供水、农村 41.8 万人和 36.4 万头牲畜饮水，及贵阳、安顺城市供水，总净、毛供水量 5.55、7.67 亿 m3。
本标渠道工程共8段，全长5162m，其中最长明渠长2023m，渠道主要为半填方渠道、山区傍山渠道，渠道断面型式为矩形断面石渠。底宽为4.55~4.65m；渠道净高度4.5~4.6m。渠道顶部外侧设2.0m、内侧设1.0m的平台，渠道挡墙采用C10混凝土砌毛石，渠道衬砌采用C15防渗混凝土（一级配、抗冻等级F50、抗渗等级W6），渠道防渗混凝土高于设计水深0.5m。渠道衬砌每隔8m设置一道伸缩缝，渠底纵向设两道伸缩缝，缝宽2.0cm。
2.施工总体布置
2.1施工道路
本工程位于六枝特区龙场镇和普定县的马场镇，施工交通较为方便。场内总干18号公路、总干19号公路、总干24号公路均能到达渠道施工场面。
2.2施工供水
渠道施工规划有4个取水点，分别为新桥小河、龙场河和腾家寨和龙潭口。
2.3施工供电
本标段规划施工用电接入点分别为六枝特区龙场乡、塘房边村、祠堂边村以及马场镇羊猫坝村共4 个10kV 施工用电接入点源。
2.4弃渣场布置
渠道施工弃渣场分别是：总干12 号渣场，容量19.5万m3；总干13 号渣场，容量3.3万m3；；总干14 号渣场，容量3.6万m3；总干15 号渣场，容量7.1万m3；总干16 号渣场，容量6.9万m3；总干18 号渣场，容量5.2万m3；总干19 号渣场，容量4.7万m3。
2.5砂石料场布置
为渠道施工提供的砂石料场有总干10号、总干11号、总干13号天然砂石料场，单个料场储量均大于20 万m3。施工砂石料由1#-4#砂石加工系统供应,共4套砂石加工系统。
2.6拌合系统布置
渠道施工混凝土供应与临近隧洞混凝土供应结合进行，按照渠道及隧洞混凝土总需求量，主要由1#-3#拌和系统进行拌制供应，共3套拌合系统，每套拌合系统的生产能力均为25m3/h。
3．渠道防渗混凝土渗漏的主要成因分析
目前，在渠道防渗混凝土衬砌施工中，引起渠道防渗混凝土渗漏的原因多种多样，关系也较为复杂，但通过总结与归纳,主要因素包括以下几个方面：
3.1渠道结构形式选择不当
渠道断面形式选择不当，将会造成渠道防渗混凝土渗漏。合理选择结构型式是混凝土防渗渠道设计的基础工作，防渗渠道设计是根据灌溉面积、作物布局并结合地形、土质、地下水自然条件确定断面尺寸。因此，渠道断面型式直接影响渠道的强度，整体性及使用年限。1995年以前，我们大部分地区混凝土防渗渠道断面型式主要是梯形，梯形断面的防渗渠道具有施工方便，维修简捷的特点，但是它衬砌断面大，工程量多，整体性差，强度不高，对防止混凝土冻涨与破坏不利，稳定性相对比较差，不适应填方或软基渠道。施工中勾缝多，质量不易达到设计要求，渠道使用过程中中渗漏现象时常发生。
3.2渠道基础处理不到位
渠道基础处理存在问题，将会造成渠道渗漏。目前，水利工程施工中基础有些是土基，有些是砂砾地基，有些是岩石基础。对于不同的地基应该采取不同的处理方法以保证渠道基础稳定牢固，承载力满足设计要求。常见的渠道基础问题包括：土质基础，存在软弱土层或不均匀土层，承载力不足；岩石基础，节理裂隙较发育，存在软弱夹层；地下水较发育，涌水渗水量偏大，影响基础稳定；岩石走向不稳定，发育过程中产生变形、移位等。如果施工过程中渠道基础处理不符合要求，工程使用过程将出现因基础沉陷、变形、移位，造成衬砌混凝土出现裂缝，进而引起渠道渗漏，造成水资源浪费。
3.3模板施工出现问题
模板施工存在问题，将会造成渠道渗漏。模板在混凝土工程中发挥着不可缺少的作用,在混凝土浇筑之中有着高强的混凝土成型和支撑作用。模板在工程施工中适用于各种类型的工程项目，通常在灌溉渠道工程中，一般多采用木模和钢模配合管架、扣件进行固定和支撑。无论采用哪种形式，模板的安装必须按照设计图纸的规定要求进行，安装过程中通过测量放样进行控制，安装结束及时进行检查和校正，保证模板安装位置无偏差。模板刚度、强度必须满足要求，施工过程中不发生变形、移位。如果施工过程中发现浇筑混凝土结构模板出现安装偏差、变形过大、接缝开裂、混凝土漏浆等现象,而未及时采取处理措施加以处理。则会造成混凝土渠道工程出现渗漏现象。
3.4渠道混凝土原材料质量不合格
渠道混凝土衬砌的原材料，主要是水泥和砂石骨料，其中水泥、粉煤灰的品种、强度等级，施工过程中运输、储存的环境，减水剂的质量、减水效果，砂的细度模数、含泥量、杂质含量，碎石粒径的大小、级配范围、石粉含量、有害物质含量等以及渠道衬砌混凝土的施工配合比调试都是质量控制的重点对象，其中每个环节，如果质量要求控制不严格，出现问题，都会造成渠道混凝土衬砌出现渗漏问题。
3.5混凝土在运输、浇筑施工中出现问题
渠道混凝土在运输、浇筑过程中出现问题，将会造成渠道渗漏。混凝土衬砌渠道浇筑的施工工序主要分为三个环节，一是备料，二是入料，三是平仓振捣。为防止渠道混凝土衬砌发生渗漏现象，就必须严格控制混凝土衬砌施工各道工序的质量。如果控制不利将可能出现以下问题：（1）从备料开始，选原材料质量不合格，无法满足要求影响混凝土质量。（2）混凝土拌制过程中没有严格按照施工配合比进行拌制，导致塌落度无法满足施工要求，混凝土出现离析现象。（3）如果没有做到在混凝土的运输施工过程中随拌、随运、随浇，会导致混凝土出现离析、初凝固结等质量问题。（4）投料过程中，选择入仓方式不合理，不能合理的分层、有次序地投料，导致入仓后的混凝土离析、泌水，无法振捣。（5）振捣过程中，选择振捣方式不当，振捣不均匀、无次序，间距、留振时间不合理，存在超振、漏振，导致混凝土不密实，寻在蜂窝、麻面、空洞，降低强度、影响质量。（3）浇筑结束，没有及时进行养护或选择养护方式、养护时间不合理，影响混凝土功能及强度。如果施工过程中存在上述问题，渠道混凝土衬砌出现渗漏问题则是不可避免的。
4．黔中枢纽渠道施工混凝土防渗质量控制的措施与方法
正如上文所述，混凝土渠道衬砌出现的渗漏原因是多方面的，要预防渠道衬砌中渗漏发生，应该从渠道混凝土衬砌的各项施工原材料、施工工序、施工工艺进行规范、严格的质量把关，在施工过程中通过严格的质量监督和控制，才能保证渠道混凝土防渗的功能和质量，才能真正做到的节约经济、不造成水资源浪费，进而防止混凝土衬砌渠道渗漏问题的发生，使混凝土衬砌渠道渗漏问题得到有效的预防和控制。针对上述几种导致渠道渗漏的成因，黔中枢纽渠道工程施工过程中采取如下措施控制施工质量，预防渠道渗漏发生。
4.1选择合理的结构形式
黔中枢纽工程渠道结构形式采用矩型断面，克服了以往梯形断面形式的不足。矩型断面具有整体性好，强度高，各部位受力较均匀，产生裂缝少，施工勾缝少，断面尺寸小，占地少，施工方便，防止冻涨效果好等优点。矩型防渗渠道，采用单层护面衬砌，在板与板之间设横向或纵向连接缝，自成一体，可有效地增加强度，防止冻涨、伸缩破坏。在防渗渠道顶部设有30cm*30cm的排水沟，可有效地防止雨水及其他水流冲刷、浸泡渠基，影响基础结构，破坏渠道。通过选择合理的渠道结构形式，大幅度提高了渠道防渗混凝土施工的质量。
4.2做好渠道的基础处理
基础处理是防渗渠道的根本，做好渠道的基础处理，可以减少渠道防渗体裂缝，避免渠道因基础沉陷、变形、移位而破坏防渗体，进而导致渠道渗漏。黔中枢纽渠道工程在设计阶段选择渠道线路时，就采取尽量避开湿陷性、膨胀性粘土、软弱土层及地下水位高的不良地段，选择质地坚硬、节理裂隙不发育、软弱夹层较少的岩石基础。施工过程中，根据不同的地形和地质情况，因地制宜，采取正确合理的渠道衬砌基础处理方式，保证渠道基础稳固、承载力满足要求。开挖过程中，严格按照设计尺寸和高程开挖到位，查看基础情况，进行地基承载力实验，如果承载力不满足设计要求，采取相应措施进行处理。黔中枢纽渠道工程标准断面4.6m*4.6m，当前采用C10砼砌毛石，对承载力要求不高，承载力≥100kpa即可满足要求。基础不满足要求主要的处理方式采取换填、回填、浇筑混凝土处理三种方式。羊猫坝明渠土质基础较多，多处部位承载力为70-90kpa，采取粘土结合碎石进行基础换填，按照设计要求进行整平和夯实，使承载力满足要求。祠堂边明渠有些部位的基础之前开采煤矿已被挖过，回填料大部分为松土、松渣。经实验承载力仅为50-70kpa，不满足要求。施工过程中采取将软土、松渣挖除，超挖部分采用C15埋石混凝土回填进行基础处理，保证施工质量。塘房边明渠、龙场明渠个别部位地下涌水、渗水较多，基础处于湿润状态，承载力仅为30-50kpa，施工过程中采取扩大基础下挖，浇筑钢筋混凝土进行回填，主筋采用Φ25热轧带肋钢筋，箍筋采用Φ16热轧带肋钢筋，混凝土采用C25砼，二级配。使基础形成一个整体，承载力满足设计要求，确保施工质量。除此之外，还应做好必要的临时性的排水设施，确保渠道混凝土衬砌的基础符合施工要求，提供良好的施工条件，保证干作业面。通过基础强化处理，黔中枢纽渠道工程基础承载力均满足要求，为保证渠道防渗混凝土衬砌施工质量创造了基本条件。
4.3严格控制模板施工质量
渠道衬砌模板通常采用木模和钢模，选用的过程中一定要确保模板的刚度、强度满足施工要求。由于钢模具有利于散热且不易变形等特性，黔中枢纽渠道工程优先选用定型组合钢模板，在模板施工过程中，首先，根据衬砌混凝土过程中荷载分配，对模板的刚度、强度能否满足施工要求进行验算，确保施工过程中不产生荷载变形，影响混凝土浇筑质量。其次，渠道衬砌模板的安装，支撑选择在稳固的地基上，并保证足够的支撑面积，以防止模板的倾覆和滑动，保证模板支撑稳定、牢固，防止滑动及震动错位。再次，模板的拼装做到严密而准确，模板面平整，模板缝隙按照要求进行封堵，确保不出现漏浆现象，模板安装允许出现的尺寸偏差值，不得超过《水工混凝土施工规范》的规定值，安装前，由测量人员进行测量放样，确定安装位置。安装结束准备浇筑之前，再由测量人员进行复核和校正，确保安装到位无偏差，保证混凝土结构尺寸及质量满足要求。最后，模板要保持干净、整洁、无锈，施工之前用清水冲洗干净，并涂抹质量合格的脱模剂。同时，周密考虑相邻混凝土衬砌施工的整体性，尽量减少相邻混凝土衬砌施工的时间间隔，避免出现相互约束等问题，引起渗漏。模板拆除按照规范要求进行，确保防渗混凝土强度满足脱模要求方可拆除，拆除过程中小心、谨慎，避免因磕碰、擦划，影响防渗混凝土结构及功能。
黔中枢纽渠道工程施工，通过严格控制模板施工质量，大大降低了渠道渗漏发生的可能。
4.4严格控制原材料的选择和使用
水泥、粉煤灰、外加剂是黔中枢纽渠道衬砌施工的主要材料，根据工程的具体情况，在原材料使用时优先选用知名、信誉度高的生产厂家，水泥采用贵州超宇公司P.O42.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰采用野马寨电厂Ⅱ级灰，外加剂采用贵州特普科技公司GTA高效减水剂。水泥、粉煤灰在运输和存放过程中应采取防水、防潮等措施，存放在专门库房，底部用枕木垫离地面50cm。原材料进场应有质量合格证明和生产厂家检验证书等，使用前由实验人员抽样检验，各项指标检验合格方可投入使用。砂石骨料是混凝土强度的主要来源，其质量的好坏，直接影响混凝土衬砌施工的质量。因此我们在施工过程中，经常砂石骨料表面是否保持清洁，如有裹粉、污染、裹泥等采用水冲洗清除。针对中砂，除控制其他指标外我们重点控制细度模数和含泥量两项指标，确保其在规范允许范围之内，方可使用。碎石结合施工配合比和现场施工需求合理选择级配，严格控制碎石粒径，避免超径、逊径，不断优化生产系统，保证骨料质地坚硬、清洁，含水率保持稳定，石粉、杂质等含量均控制在规范允许的范围内。混凝土施工配合比，必须满足设计技术要求和现场施工需求，在配料前应对砂石骨料进行含水性实验，并结合检测的含水率对现场施工配合比进行调整，控制施工用水的掺量，确保混凝土和易性满足施工要求。黔中枢纽渠道防渗混凝土施工严把原材料质量关，从源头上对防渗混凝土衬砌的质量进行了控制，避免了因原材料质量问题造成渠道防渗混凝土出现渗漏，影响施工质量。
4.5严格控制混凝土浇筑的各道工序
温度，是直接影响混凝土质量的重要指标。黔中枢纽渠道防渗混凝土衬砌过程中对浇筑温度进行了严格的管控。夏季，温度在28度以下进行浇筑，浇筑当天选择温度适宜的时间段进行浇筑，并结合温度、运距、入料时间对施工配合比进行调整，浇筑过程中采取冷却骨料、施工用水、预埋冷却水管等措施进行散热。冬季，温度在5度以上进行浇筑，施工要采取预热施工用水、覆盖棉被等保温措施，防止较大的内外温差，使防渗混凝土产生温度裂缝，影响过水防渗功能。黔中枢纽渠道直线段的边墙砼浇筑采用行走钢模台车进行，渠道底板砼浇筑设置两端模。为防止砼运输车在渠道底板行走破坏渠道底板砼，渠道的每个衬砌段按先浇筑边墙砼后浇筑底板砼的顺序进行施工。施工过程控制：(1)备料及混凝土拌制，根据浇筑仓面体积计算混凝土工程量，备齐所需原材料，保证质量合格。在配料前应对砂石骨料进行含水性实验，并结合检测的含水率对现场施工配合比进行调整，控制施工用水的掺量，确保混凝土和易性满足施工要求。搅拌时间控制合理，不宜过长，也不易过短。（2）运输，选择距离较近、路面平整施工道路进行运输，交通状况不佳时，安排专人疏导指挥，确保运输畅通无阻。（3）入料，边墙浇筑采用人工配合HZW500型扒杆吊机垂直吊运，人工入仓，底板浇筑采用人工手推胶轮车入仓。合理的分层、有次序的投料，有利于施工振捣，不会出现冷缝。（4）振捣，采用附着式振捣器进行振捣密实,卸料入仓后及时振捣，不以振捣代替平仓，振捣均匀、合理，避免人为的漏振或过振，确保混凝土密实，无蜂窝、麻面、空洞。（5）养护，混凝土浇筑完成后立即用原浆进行收面。混凝土初凝后，待强度达到规范允许的范围内再进行拆模。混凝土养护是提高防渗混凝土质量必不可少的环节。夏季施工混凝土养护，表面用湿草帘、麻袋等轻型材料覆盖，人工洒水养护，相对湿度应该达到90%以上，对防裂、防渗漏有很好的效果，特别是温度较高时，增加人工洒水强度，精心养护。冬季施工混凝土养护，采取保温措施，收面结束立即用塑料薄膜覆盖并在其上部加盖棉被进行养护。
通过严格控制防渗混凝土浇筑施工的各道工序、工艺，黔中枢纽渠道防渗混凝土施工未发生渗漏问题。
5．结论与展望
5.1结论
做好渠道混凝土防渗施工是提高输水能力，抗冲能力，节水灌溉，节约水资源的有效途径。防渗功能能够正常发挥直接关系到渠道的功能、质量及使用价值，本文通过合理的分析与论证，针对五项施工过程中经常出现的问题，结合黔中枢纽渠道施工全过程质量控制的实例，分别给出相应的防范措施与方案，一一进行了论证。经分析与论证，通过严格把好渠道防渗混凝土衬砌施工材料、施工工序、施工工艺的质量关，按照设计和规范要求做好施工前、施工中、施工后的质量监督与控制，渠道现浇防渗混凝土渗漏问题的发生是可控的、可避免的，经论证上述的全过程质量管理控制方案在提高渠道防渗的功能、降低渗漏发生的可能技术上是可行性的，效果是显著的，意义是重大的。
5.2展望
科学的理论探索和实践验证是永无止境的。在渠道防渗混凝土衬砌施工设备和施工技术方面正在与时俱进、不断更新。目前，国内外已有研发使用的特色新设备，大型渠道混凝土机械化衬砌成型设备也正逐步走向成熟。衬砌成型设备科技水平不断提高，功能和使用在不断完善，在水利建设项目施工中大显身手，得到广泛应用，与此同时，防渗混凝土衬砌的施工工序也正在持续改进、施工工艺也在不断完善，层数不穷的先进思想、先进理论也纷纷呈现，这必将给渠道衬砌防渗施工开创广阔的施工前景。总而言之，只要在渠道防渗衬砌施工中，积极采用新材料，推广新技术、新工艺，研发新设备，对提高防渗工程质量、加快施工进度、降低工程造价、提高工程效益必起到良好的作用，这将为渠道防渗混凝土施工技术的不断改进和持续完善奠定坚实的基础，取得很好的经验和成效。
作者简介：蔡霞（女，1968-01），贵州遵义人，工程师 长期从事工程项目管理工作。