水利水电工程中高填方渠段衬砌施工技术的应用

引言

水利水电工程作为重要的基础设施，对保障国家水资源合理利用、促进经济社会可持续发展具有关键作用。在水利水电工程建设中，高填方渠段是常见的工程形式之一。高填方渠段的施工质量直接影响整个水利水电工程的运行安全和使用寿命。衬砌施工是高填方渠段施工的重要环节，其施工技术的合理应用能够有效提高渠段的防渗性能、抗冲刷能力和结构稳定性，防止渠坡坍塌、渗漏等问题的发生。然而，由于高填方渠段自身的特殊性，其衬砌施工面临诸多技术难题和挑战。因此，深入研究水利水电工程中高填方渠段衬砌施工技术的应用，具有重要的理论意义和实践价值。本文将详细分析高填方渠段衬砌施工特点，并对相关施工技术进行探讨。

1 水利水电工程中高填方渠段衬砌施工特点

1.1 填方高度大

高填方渠段的显著特点之一就是填方高度大，通常填方高度可达数米甚至数十米。较大的填方高度使得土体在自重作用下产生较大的沉降和侧向压力。在衬砌施工前，如果填方土体沉降未达到稳定状态，后续衬砌结构会随着土体的继续沉降而产生变形、开裂等问题，严重影响衬砌的完整性和功能性。同时，巨大的侧向压力也会对衬砌结构的稳定性造成威胁，要求衬砌结构具备足够的强度和刚度来抵抗土体压力。

1.2 地质条件复杂

高填方渠段所处的地质条件往往较为复杂。部分区域可能存在软弱地基、岩溶地貌、地下水位高等情况。软弱地基的承载能力低，难以承受高填方土体和衬砌结构的重量，容易引发地基沉降、滑移等问题，进而影响衬砌施工质量。在岩溶地貌区域，地下溶洞、溶沟等发育，若处理不当，填方土体可能会发生塌陷，破坏衬砌结构。地下水位高时，地下水对填方土体的浸泡会降低土体的强度和稳定性，同时对衬砌结构产生浮力作用，增加衬砌施工和运行的风险。

1.3 施工质量要求高

高填方渠段衬砌施工质量直接关系到水利水电工程的安全运行。衬砌结构需要具备良好的防渗性能，防止渠水渗漏造成水资源浪费和对周边地质环境的不良影响，如引起地基土的湿陷等。同时，衬砌要具有较强的抗冲刷能力，能够抵御水流的长期冲刷，保证渠段的完整性。此外，衬砌的耐久性也至关重要，要在长期的水利水电工程运行过程中，承受各种自然因素和荷载的作用而不发生严重损坏。

1.4 施工难度大

由于填方高度大、地质条件复杂以及施工质量要求高，高填方渠段衬砌施工难度较大。在施工过程中，需要精确控制填方土体的压实度、含水量等指标，确保填方土体的稳定性。对于复杂地质条件下的基础处理，需要采用合适的处理方法，如换填法、强夯法、桩基法等，这对施工技术和施工工艺要求较高。同时，衬砌施工过程中的混凝土浇筑、模板安装等环节，也需要严格按照规范和设计要求进行，保证衬砌结构的尺寸精度和外观质量。

2 水利水电工程中高填方渠段衬砌施工技术

2.1 测量放线

测量放线是高填方渠段衬砌施工的首要环节。在施工前，施工人员需要根据设计图纸，利用全站仪、水准仪等测量仪器，准确测放出渠段的中心线、边线以及高程控制点。在测量过程中，要对控制点进行加密，确保测量精度满足施工要求。同时，需要考虑填方土体的沉降因素，在测量高程时预留一定的沉降量。测量放线完成后，要进行复核检查，确保测量数据准确无误，为后续的基础处理和衬砌施工提供可靠的依据。

2.2 基础处理

基础处理是高填方渠段衬砌施工的关键环节。针对不同的地质条件，需要采用不同的基础处理方法。对于软弱地基，可以采用换填法，将软弱土层挖除，换填强度较高、压缩性较低的材料，如砂、碎石、灰土等，并分层压实，提高地基的承载能力。强夯法也是处理软弱地基的常用方法，通过重锤的反复夯击，使地基土密实，提高地基的强度和稳定性。

在岩溶地貌区域，需要对溶洞、溶沟等进行处理。可以采用注浆法，向溶洞、溶沟内注入水泥浆、水泥砂浆等材料，填充空洞，增强地基的整体性。对于地下水位高的区域，可设置排水设施，如排水沟、排水井等，降低地下水位，减少地下水对填方土体和衬砌结构的影响。

2.3 模板安装

模板安装是保证衬砌结构尺寸精度和外观质量的重要步骤。模板应具有足够的强度、刚度和稳定性，能够承受混凝土浇筑过程中的侧压力和施工荷载。常用的模板材料有木模板、钢模板和塑料模板等。在安装模板前，需要对模板表面进行清理和涂刷脱模剂，以便于拆模和保证混凝土表面质量。

模板安装时，要严格按照设计尺寸进行拼装，保证模板的平整度和垂直度。模板之间的接缝要严密，防止混凝土漏浆。同时，要通过支撑系统将模板固定牢固，支撑系统应具有足够的强度和稳定性，可采用钢管支撑、方木支撑等形式。在安装过程中，要对模板的位置和尺寸进行多次检查和调整，确保符合设计要求。

2.4 混凝土浇筑

混凝土浇筑是高填方渠段衬砌施工的核心环节。在混凝土浇筑前，需要对原材料进行严格检验，确保水泥、砂石、外加剂等材料的质量符合设计和规范要求。同时，要根据设计强度等级和施工条件，合理确定混凝土配合比，并进行试配调整。

混凝土浇筑应采用分层浇筑的方法，每层浇筑厚度不宜过大，一般控制在 30-50cm 左右，以保证混凝土的振捣密实。振捣时应采用插入式振捣器，按照一定的顺序和间距进行振捣，避免漏振和过振。振捣时间以混凝土表面不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛浆为宜。

在浇筑过程中，要注意控制混凝土的浇筑速度和高度，防止混凝土产生离析现象。对于高填方渠段的衬砌施工，由于渠坡的存在，还需要采取特殊的浇筑措施，如采用溜槽、串筒等辅助设备，确保混凝土能够顺利浇筑到设计位置。

2.5 养护与拆模

混凝土浇筑完成后，及时的养护是保证混凝土强度增长和防止裂缝产生的重要措施。养护应在混凝土终凝后及时进行，可采用洒水养护、覆盖塑料薄膜养护或喷涂养护剂等方法。洒水养护时，要保证混凝土表面始终处于湿润状态，养护时间根据混凝土的强度等级和施工季节而定，一般不少于14 天。

拆模时间应根据混凝土的强度增长情况和设计要求确定。过早拆模会导致混凝土强度不足，影响衬砌结构的强度和稳定性；过晚拆模则会影响施工进度。在拆模过程中，要注意避免损伤混凝土表面和棱角，按照先支后拆、后支先拆的顺序进行操作。

3 结论

综上所述，水利水电工程中高填方渠段衬砌施工技术的合理应用，对于保障工程质量和安全运行至关重要。因此，施工单位应根据项目特点及时间需要，合理选择高填方渠段衬砌施工技术方案，并加强施工过程中的质量控制和管理，有效提高高填方渠段衬砌施工质量，增强渠段的防渗性能、抗冲刷能力和结构稳定性，从而提升水利水电工程的整体效益和使用寿命。在未来的水利水电工程建设中，应不断总结和优化高填方渠段衬砌施工技术，推动水利水电工程建设技术的进步。

参考文献

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