1、 前言
大型河渠多级边坡圆弧段薄壁结构混凝土施工工法包含多级边坡基准面开挖、 小型薄壁结构施工以及伸缩缝施工， 其中基准面采用精刷坡拉线法施工避免超挖或欠挖， 减小误差， 精控刷坡， 减少施工现场测量人员、 加快刷坡施工进度；小型薄壁结构施工采用内侧模板采用组合式小型钢模板， 外侧模板直接采用开槽机槽挖后的沟槽土体作为土模板； 多级边坡每 10m 设置一道伸缩缝应用新的工艺边坡衬砌伸缩缝内泡沫板清理工艺， 使工程质量、 工程进度、 效率大大提高， 为长距离、 大断面的渠道衬砌施工提供了 便利， 同时降低了 工程施工成本， 随着在国内大型水利工程开工建设， 从而产生多种综合生态效益， 能更好地实现当地生态的可持续发展。 为“十四五” 时期推动高质量发展， 必须立足新发展、 新发展理念、 构建新发展格局添砖加瓦。
在引江济淮工程中大型河渠多级边坡圆弧段薄壁结构混凝土施工工法应用，引江济淮工程是一项以城乡 供水和发展江淮航运为主， 结合灌溉补水和改善巢湖及淮河水生态环境为主要任务的大型跨流域调水工程。 自南向北分为引江济巢、江淮沟通、 江水北送三段， 输水线路总长 723 公里。
2、 工法特点
2. 1 施工操作简便， 使得混凝土浇筑、 振捣、 抹光、 养护， 混凝土平整度小，外观质量好。
2. 2 施工是按照流水施工， 交替循环施工， 设备人员材料合理组织安排， 大大提高生产效率。
2. 3 小型轻型模板分块拼装， 重量轻， 组装快， 拆装方便， 性价比高， 轻型模板木模板组合地质条件适应性强。
3、 适用范围
适用于大型河渠多级边坡圆弧段薄壁结构混凝土施工。
4、 工艺原理
坡面面整理利用 反铲配合人工进行基面整平。 坡面修整完成后， 采用 3KW平板振动夯对坡面进行压实。 采用 500g/m2 聚丙烯长丝无纺土工布， 宽 0. 5m，应自下而上进行铺设， 与坡面密贴， 最后将铺设后的土工布用 U 型钉固定。 完成土工布铺设后开始侧模安装， 侧模及端头模板采用 16#槽钢， 并在底部加焊Φ10钢筋。 模板背面每隔 2m 焊接一根Φ10 钢筋， 每根长 50cm 左右。 圆弧断护坡衬砌混凝土调仓浇筑， 浇筑的过程中安装 15cm 聚乙烯闭孔泡沫板， 浇筑完成后，开动振捣器将混凝土振捣密实。 采用洒水养护的方法进行养护。 待护坡砼浇筑及强度达到设计值 50%后， 配备 2m 靠尺跟踪检测平整度， 混凝土表面平整度控制在 8mm/2m。 人工采用钢抹子抹面。 在混凝土浇筑完成后需要进行切缝， 为了 提高切割混凝土温度缝的效率， 切缝施工在衬砌混凝土抗压强度不低于 5MPa， 2天后可以开始进行温度缝的切割。 最后进行聚乙烯闭 孔泡沫板填缝和密封膏灌缝， 灌缝位置主要为通缝， 结构缝下部为聚乙烯闭孔泡沫板， 上部 3cm 为聚硫密封胶。 距迎水面 3cm 填聚硫密封胶， 下部填聚乙烯闭孔泡沫板； 将聚硫密封胶充分搅拌， 用嵌缝枪或油灰刀将密封膏嵌入接缝； 使其表面光滑、 平整。
5、 施工工艺流程及操作要点
5. 1 工艺流程
5. 2 操作要点
5. 2. 1 测量放样
在护坡工作面完成以后， 即对堤身进行定位放线， 首先定出堤轴线， 轴线平移后， 确定坡顶位置线， 护脚位置线及平台坡角线， 然后再利用甲方提供的水准点， 在整个标段沿坝顶内侧每 100 米埋设一根木桩， 混凝土围护后测出桩顶高程并标在桩上， 建立高程控制网。 高程控制网建成后， 每 50 米左右再进行一次加密， 报监理工程师核定后， 作为施工控制点。
5. 2. 2 修坡
在粗放样的基础上首先用机械修坡， 预留一定厚度， 然后进行精确放样， 在坡顶处每 5 米钉入一根桩， 使之于堤身轴线平行再施测打桩位置混凝土面的高程于桩上， 自该点拉线到坡脚， 使之垂直于堤轴线， 并打桩固定， 同样施测出坡脚内边线混凝土面高程于每个坡脚桩上。 按照设计坡比进行人工坡面整修， 整修时应注意不得挠动堤身土方。
5. 2. 3 铺设土工布
修坡以后根据设计要求处铺设土工布， 土工布搭接长度需满足设计要求， 并要固定牢固。
5. 2. 4 模板制作、 安装
模板采用槽钢制作， 其背面加焊钢筋支撑和连接钢管便于用钢筋桩固定。 控制模板坡度的高程线， 用钢筋桩对模板进行固定。 护坡中的预埋排水管， 采用预留孔固定系统固定， 以保证其位置准确， 模板支好后清除仓内的杂物。模板安装完毕后， 对位置、 模板面的平整度、 接缝宽度、 加固和支撑体系等进行检查， 经验收合格后， 再浇筑混凝土。
5. 2. 5 混凝土浇筑
混凝土统一在混凝土拌和站集中拌制， 混凝土输送车运送至施工现场。 采用泵车或溜槽入仓。 混凝土压顶、 格梗、 基座、 踏步、 截水沟、 排水沟等。混凝土浇筑应保持连续性， 且允许间隙时间应按相关规定执行； 若超过允许间歇时间， 则应按工作缝处理。 混凝土振捣采用软轴振捣器， 振捣时振捣器垂直插入下层混凝土， 每点振捣时间以混凝土不再出现气泡， 不再显著下沉， 并开始泛浆为止。
5. 2. 6 养生
混凝土浇筑完成 12～18h 后， 即由专人进行养护， 一般采用人工洒水养护，养护时间近规范要求执行。
5. 2. 7 通缝设置
施工前将缝中的杂物、 浮灰清除干净； 距迎水面 3cm 填聚硫密封胶， 下部填聚乙烯闭孔泡沫板； 将聚硫密封胶充分搅拌， 用嵌缝枪或油灰刀将密封膏嵌入接缝； 挤嵌入的聚硫密封胶应密实， 不得有断头或空洞， 嵌缝后应及时修整， 使其表面光滑、 平整； 施工完毕， 及时清洗各种用具； 施工后 8 小时内防止与水接触。
5. 2. 8 精准刷坡
土方开挖完成后在顶部和底部分别用混凝土浇筑封顶和截水沟， 基础面拉线固定， 以基础面为基准确定封顶和截水沟上的固定点， 固定点之间连接钢丝绳确定精刷面； 采用刷坡工具从高程位置封顶处往低位接水沟方向刷坡； 刷坡完成后，采用卷尺进行检查测量， 查看精刷面是否到位， 如果不符合继续返回刷坡； 在符合的精刷面区域安装混凝土浇筑模板；
5. 2. 9 护坡、 护底与基座、 封顶、 截水沟等分缝部位
根据施工工序安排， C25 现浇混凝土护坡施工前应完成坡脚基座或坡脚截水沟施工。 伸缩缝处土工布安装应在坡脚基座、 坡脚截水沟模板安装时完成。 铺设该部位的土工布时， 应松弛适度， 且与基槽贴紧， 铺设完毕后及时固定土工布。
5. 2. 10 渠道边坡
沿渠轴线方向， 按先下游后上游、 上游幅压下游幅的顺序铺设。 铺设时使土工布幅宽与渠轴线方向平行， 由坡肩 自上而下滚铺至坡脚， 中间不应有纵向连接缝， 渠坡上的土工布只有横向的连接缝。 渠坡和下段待铺的土工布部位要预留足够的长度， 一般控制在 50～80CM， 铺设过程采用编织袋装土覆压， 随铺随压，以防止土工布滑移。
5. 2. 11 配合比的选定
根据《水工混凝土施工规范》 SL 677-2014 关于施工混凝土护坡、 截水沟、封顶配合比参数见下表。
6、 人员、 材料及机具设备主要劳动力计划
6. 1 材料与设备
实施本工法所需主要设备及工具见下表 6. 1-1。
7、 质量控制
7. 1 渠道边坡整修
1. 在衬砌前进行渠道削坡， 生产圩堤填方高度大于 3m 和路(堤) 基土层压缩性较高时, 其填筑路(堤) 顶超高预加沉降高度 3～5%， 预留足够沉降期。 削坡进度应与衬砌进度相适应， 避免削坡面积过大， 搁置时间过长， 造成次生损坏。
2. 放出坡脚线和坡肩 线， 液压反铲粗削， 然后人工挂线精削、 整平； 严格控制渠道中心线、 边坡开口 线、 坡比及削坡精度。 自上而下， 平行削坡作业。
3. 削坡不允许欠挖， 超挖深度要不大于 10mm。 平整度不大于 10mm/2m， 压实度满足设计要求。
4. 雨天对削坡成型段覆盖保护， 避免雨淋沟。 对雨淋沟槽和坍塌部位及时补坡。
5. 铺设作业现场严禁烟火及电气焊作业。
7. 2 土工布铺设
土工布铺设完成后， 边缘部位压紧固定， 防止土工布滑移； 土工布铺设过程中采取保护措施， 防止土工布被破坏。
7. 3 混凝土施工
1. 混凝土拌和
（1） 按试验室提供并经监理工程师批准的混凝土施工配合比通知单进行配料。
（2） 保证拌和系统的称量精度， 随时检查拌合站的运转情况， 确保拌和的混凝土质量稳定。
（3） 衬砌开盘前， 加强混凝土原材料的检测， 并做好相关记录。
（4） 检测骨料的含水率， 出机口 与浇筑仓面混凝土的坍落度， 计算坍落度损失， 确定加水量； 严格控制骨料超粒径。
2. 运输
混凝土运输过程中须防止离析； 不允许向罐车内加水， 及时运输混凝土至施工现场。
3. 渠坡机械化衬砌施工
（1） 衬砌机、 抹光机、 工作台车、 切割机应同轨， 轨道平行于渠道中心线。
（2） 衬砌机应在衬砌机生产厂家技术人员的指导下严格按使用说明书的要求安装、 调试， 保证系统正常。
（3） 保证轨道铺设质量是保证衬砌混凝土质量的关键， 经常校核轨道的方向和高程。
（4） 安排专人负责指挥布料， 卸料自由下落高度应不大于 1. 5m。
（5） 控制布料厚度， 松铺系数根据坍落度大小由生产性施工检验确定。
（6） 靠近模板和边角处是机械铺料和振捣的薄弱处， 由人工辅助铺料， 并用Φ30 插入式振捣器结合平面振捣器振捣密实， 做到既不漏振， 也不过振。
（7） 及时收面， 并进行抹光处理， 使混凝土表面平整光滑。
（8） 为保证坡面混凝土设计厚度， 一般采用 1. 05－1. 10 的摊铺系数， 现场安排专人采用带刻度的钢钎或钢板尺及时进行铺料厚度和振捣厚度的测量。
（9） 对已经拆模的混凝土要注意成品的保护， 防止边角破坏。
7. 4 人工衬砌施工
1. 渠道与建筑物结合部位， 无法采用渠道混凝土机械化衬砌施工时， 采用人工衬砌施工。 根据设计分缝的位置支立模板， 采用溜槽、 吊罐等布料, 人工平仓， 施工中严禁以振代平。 仓内有粗骨料堆积时， 应将堆积的骨料均匀散铺， 并加强振捣。
2. 埋件部位卸料时两侧要均匀上升， 并严格控制铺料厚度。
3. 抹面先刮杠粗找平， 抹面机抹面， 人工收面。 初凝前应及时进行压光处理， 清除表面气泡， 使混凝土表面平整、 光滑、 无抹痕。 衬砌抹面施工严禁洒水、撒水泥、 涂抹砂浆。
7. 5 混凝土养护
1. 混凝土养护设专人负责， 作好养护记录， 保证湿润养护不少于 28 天。
2. 抹面完成后应及时采用塑料膜、 土工毛毡等浸湿后覆盖养护， 以防混凝土表面失水开裂。
3. 高温天气浇筑的渠道混凝土采用喷涂养护剂结合覆盖湿润的土工毛毡保水养护方式； 低温时段浇筑的混凝土面宜采用双层土工毛毡、 一层草帘子及时覆盖保温养护； 多风季节宜在混凝土初凝前安排专人采用洒水车喷淋养护保湿养护。
4. 衬砌施工关注天气预报， 及时了 解天气变化。 风天施工， 采取必要的防范措施， 防止塑性收缩裂缝产生， 保证衬砌混凝土施工质量； 雨季施工， 准备防雨覆盖材料， 以备突发阵雨； 仓面不得积水， 不应带水抹面压光作业。
7. 6 伸缩缝施工
1. 混凝土浇筑完成后最迟在 48 小时内完成混凝土横缝切割， 最迟在 72 小时内完成混凝土纵缝切割， 保证切缝及时。
2. 纵缝切割顺序为： 先切割坡面下部， 最后再切割坡面上部纵缝， 其中边坡靠近渠底处的两条纵缝须和横缝同步进行切割， 以免出现裂缝。
8、 安全措施
8. 1 人员施工安全保证措施
1. 进入施工现场的作业人员必须正确佩戴安全帽， 严禁酒后上岗、 施工现场严禁吸烟、 严禁随地大小便。
2. 生产技术人员要在现场指挥浇筑。 安全人员加强现场监督检查工作。
3. 浇筑混凝土作业时， 模板仓内照明用电必须使用 12V 低压； 操作人员必须穿戴绝缘胶鞋和绝缘手套。
8. 2 机械施工安全保证措施
1. 机械操作人员持公司的操作证上岗， 必须严格执行各项操作规程， 正确使用个人劳保用品。
2. 衬砌机、 抹光机、 切割机等均采用一机一闸， 设置空气开关作过载保护，二次进线电源接头处用绝缘材料作好防护装置， 二次出线使用线鼻子夹紧。
3. 各机械实行例保制度， 损坏修理工作由专职机械修理工负责修理。
4. 施工时， 挖土机械检查完好， 无损坏， 重点检查工作装置， 行走机构，各部分安全防护装置， 液压传动部件和电气装置等。
5. 挖掘机反铲作业时， 挖掘机履带带到作业面边缘至少要保持 1m 处的安全距离。
6. 经汽车装卸时， 须等汽车司机离开驾驶室后， 方可往汽车箱回转装卸，卸土过程中， 料斗尽量放低， 不得在高空卸土， 在放低铲斗时， 不得使铲斗撞击汽车任何部位。
7. 挖土过程铲斗未离开工作面时， 不准做回转和行走等动作， 铲斗下铲不得过深， 提开不得过猛， 以免使铲斗卷扬机的鼓轴弯折或机身倾覆， 铲斗升起时，禁止调节制动器。
8. 人工配合挖土修正时， 人工距离铲斗大于 3m， 挖土机行走时与沟槽、 构件基础等保持足够的安全距离， 最小不得小于 1. 5m。
9. 挖土时， 在壁杆铲斗的旋转半径内， 禁止人员操作或停留， 驾驶员离开操作台时， 不论时间长短， 均必须将铲头放落到地面上。
10. 夜间作业前后照明必须齐全完好， 上公路行驶时铲斗必须紧锁在行驶的位置上， 机上除驾驶室外， 其余任何部位均不得装带材料、 油料及爆炸物等。
8. 3 现场用电安全保证措施
1. 施工现场用电必须符合《引江济淮工程（安徽段） 建设标准化实施工指南》 有关规定， 施工现场临时用电采用电源中性点直接接地的 220/380V 三相四
线制低压电力系统， 必须符合下列规定：
（1） 采用三级配电系统；
（2） 采用 TN-S 系统；
（3） 采用二级漏电保护系统。
需要三相四线制配电的电缆线路必须采用五芯电缆， 必须包含淡蓝、 绿/黄二种顔色绝缘芯线。 淡蓝芯线必须作 N 线， 绿/黄双色芯线必须用作 PE 线， 严禁混用。
动力开关与照明开关箱必须分设， 每台用电设备必须有各自的专用开关箱，开关箱必须做到“一机一闸一漏一箱” 。 开关箱配带有门、 锁和防雨、 防尘设施，使用过程中必须及时关门上锁。
8. 4 模板工程安全保证措施
1. 模板制作安装操作时， 按工序安装和铺设， 支撑不得使用腐蚀、 干裂的材料， 顶撑要垂直， 底端要平整， 并加垫土垫实， 木楔要钉实， 并用横拉杆和剪刀撑拉牢。
2. 支模时支撑拉杆不准连接在脚手架或其它不稳固的物体上， 在浇混凝土过程中， 要有专人检查， 如有变形、 松动等现象， 及时加固和整修， 防止塌模伤人。
3. 模板和拉杆没有固定前， 不准进行下道工序施工， 禁止人员利用拉杆攀登上下。
4. 支模过程中， 如需中途停歇， 应将支撑搭头柱头板钉牢。
5. 拆模板须经施工人员按试块强度检查， 确认混凝土强度已达到 2. 5MPa以上拆模强度时， 保证其表面及棱角不因拆模而损坏时， 方可拆除， 并应按结构程序分段实行控制拆模作业， 不得将顶撑全部拆除。
6. 拆下的模板应随时清理运走， 如不能运走时， 要集中堆放， 起掉钉子，防止钉子扎脚。
8. 5 浇捣工程安全保证措施
1. 浇捣前检查插头机、 电线、 开关等是否有效。
2. 振捣棒使用者， 在操作时必须戴绝缘手套、 穿绝缘鞋， 停机后， 要切断电源锁好开关箱。
3. 雨天进行作业时， 必须持振捣器加以遮盖， 避免雨水浸入电机， 导电伤人。
4. 电气设备的安全检查、 拆修必须由电工负责， 其它人员一律不准乱动。
5. 振动器不准在初凝混凝土、 地板、 脚手架、 道路和干硬的地方试振。
6. 搬移振动器时， 先切断电源后进行。
7. 平板振动器与平板保持紧固。 电源必须固定在平板上， 电气开关装在便于操作的地方。
8. 各种振动器在做好保护接零的基础上， 还应安设漏电保护器。
9、 环保措施
9. 1 开展文明工地、 文明班组建设活动， 按照施工范围进行分区卫生包干，将责任落实到人。 施工场地做到规划有序， 道路畅通， 材料堆放整齐有序， 不得乱扔垃圾和废弃材料。 生活区定期进行卫生清洁和消毒， 进行必要的文明宣传和文明共建活动， 创建一流的卫生文明、 生活环境和施工环境。
9. 2 教育现场全体人员遵纪守法， 坚决杜绝打架斗殴、 赌博等不良行为。
9. 3 与当地居民、 当地政府以及监理工程师、 设计代表等机构建立良好的关系， 为文明施工创造良好的氛围。
9. 4 认真履行合同， 尊重监理工程师， 自觉接受和服从监理工程师的监督和指导。
9. 5 施工完成后， 做到工完料尽场地清， 及时清除施工垃圾。
9. 6 遵守有关环保的法律、 法规， 并按招标文件有关规定， 做好施工区的环境保护工作， 防止工程施工造成施工区附近地区的环境污染和破坏。
9. 7 抓好施工现场容貌管理， 划定责任区， 明确施工机械的停放场地， 施工机械停放整齐， 建筑材料分类堆放整齐。
9. 8 加强施工道路维护， 保证交通畅通。
9. 9 施工期生产、 生活污水专设水池， 做到生活区无污物污水。
9. 10 根据本工程特点， 对场内运输道路及生活区内定时洒水降尘。
9. 11 保证文明施工， 及时清除垃圾和废弃物并运至指定地点堆埋处理。 同时, 零散材料和生活垃圾， 存放不超过三天， 避免污染环境。
9. 12 主动接受环保部门对施工活动的监督， 防止对自然环境和社会环境产生不应有的破坏。
9. 13 施工弃渣按照监理工程师的指示作好治理， 防止土料场清基后的表层土冲蚀， 造成新的水土流失。
10、 效益分析
该工法相继在引江济淮工程 J009-2 标和引江济淮工程 J009-1 标中成功应用， 大型河渠多级边坡圆弧段薄壁结构混凝土施工， 是一种施工简单、 施工速度快及能保证混凝土由于受自身及外部介质环境的影响， 在温度、 湿度变化和周边、基础约束的作用下， 会产生很大的约束应力， 容易产生裂缝； 具备最佳稳定性和可靠性及耐久性等特征， 经济效益佳， 效率高， 易操作， 易推广。 为今后的大型河渠多级边坡圆弧段薄壁结构工程积累了 实践经验， 提供了 较强的参考价值依据。 同是对于线性工程中多边级坡圆弧大薄壁结构项目 有很好的应用前景。
经济效益分析：
应用于引江济淮工程 J009-2 标， 经对比分析共节约成本 841051. 17 元。 该段内混凝土量设计量为 40399. 82m³， 土方精刷坡设计量为 50653. 6 m³， 聚乙烯闭孔泡沫板切设计量 7150. 93 ㎡。
1. 混凝土经济效益分析
传统工艺混凝土直接费综合单价=人工费+材料费+设备费=180 元/人+519. 3元/m³+（3000 元/泵车出场费+180 元/台） =（180*15+519. 3*150+（300*2+180*6） ）/150 m³=548. 5 元/m³。 优化工艺混凝土直接费综合单价=人工费+材料费+设备费=180 元/人+548. 5 元/m³+（3000 元/泵车出场费+180 元/台）=（180*8+519. 3*150+（300*1+180*6） ） /150=538. 2 元/m³
综合以上比较混凝土节约成本=40399. 82*（ 548. 5 元/m³-538. 2 元/m³）=416118. 1 元
2. 坡面精刷坡经济效益分析
传统工艺坡面精刷坡综合单价=人工费+材料费+设备费=180 元/人+0+ 170元 / 时 租 赁 + 柴 油 费 *14. 8kg/h= （ 16*180+2*300+0+170*16+7. 13*14. 8*16 ）/569. 1m³=13. 86 元/m³
优化工艺坡面精刷坡综合单价=人工费+材料费+设备费=180 元/人+0+ 170元 / 时 租 赁 + 柴 油 费 *14. 8kg/h= （ 180*8+0*300+106+8*170+14. 8*8*7. 13 ）/569. 1=6. 59 元/m³。
综合以上比较坡面精刷坡节约成本=50653. 6*（13. 86-6. 59） =368251. 672元。
3. 伸缩缝施工经济效益分析
传 统 工艺 伸 缩缝施 工综 合单价=人工费 +材料费 +设备费 = 180 元 /人+2. 28m2*7. 17 元/ m2+ 0 元=（2*180+2. 28*7. 17） /2. 28=165. 04 元；
优化工艺伸缩缝施工综合单价=人工费+材料费+设备费= 180 元/人+2. 28m2*7. 17 元/ m2+ 0元=（1*180+2. 28*7. 17） /2. 28=86. 12 元；
综合以上比较伸缩缝施施工节约成本=7150. 93*（165. 04-86. 12） =564351. 4 元。
经测算大型河渠多级边坡圆弧段薄壁结构混凝土施工共计节约=841051. 17元。
社会效益分析： 本工法应用 于引 江济淮工程 J009-2 标和引 江济淮工程J009-1 标， 通过合理的交通管控和科学的施工顺序， 大大提高了 施工效率， 实际施工时间相较于计划提前了 60 天， 一方面节约了 项目 工期， 有利于总工期的把控， 另一方面大大减少了 防汛的压力。 在引江济淮施工中的成功运用， 拓展了国内薄壁结构衬砌施工技术， 同时作为典型的成功案例， 对类似工程施工项目 提供了 强有力的参考依据， 为国内相关施工经验的积累有极大的作用， 促进了 薄壁截结构衬砌施工技术的发展。