摘要：南水北调是解决我国水资源地域分配不均的一项重大工程,工程建设给民生带来诸多便利,可以说,南水北调工程是一项利国利民的重大工程。自2014年总干渠通水运行以来，方城段渠道衬砌板累计出现多处隆起，在一定程度上影响了工程平稳运行，为确保输水调度安全，计划在已破损的衬砌板中选取一处做为破损修复的试点，为渠道衬砌板后续修复工作提供依据。
关键词：衬砌板；隆起；围堰；修复
南水北调中线一期陶岔～沙河南工程方城段位于河南省南阳市方城县境内，方城段上接南阳市段始于南阳盆地的东北部边缘地区的小清河支流中点桩号124＋751，沿伏牛山脉南麓山前岗丘地带及山前倾斜平原，总体北东向顺许南公路西北侧在马岗过许南公路，顺许南公路东南侧过汉淮分水岭的方城垭口，止于方城与叶县交界三里河中点桩号185＋545，下连叶县渠段，全长60.794km。
1、概况
1.1工程概况
总干渠方城段地处北亚热带北缘，受季风进退影响，四季分明。一年中春秋两季较短，冬夏历时较长。春季温度回升快，前期少雨干旱，后期间有低温阴雨；夏季受西太平洋副热带高压控制，气温高而降雨多；秋季昼暖夜凉，温差较大，并时有连绵阴雨；冬季受强大的西伯利亚和蒙古冷高压控制，干燥寒冷，雨雪稀少。方城段内河流属北亚热带湿润地区，雨量较充沛。多年平均降水量800mm左右，总体上是由北向南递减。年降水量主要集中在6～9月，其多年平均降水量占年降水量的64%，最大可达87%以上。6～9月中又以7、8两月为主，其多年平均降水量约占年降水量的42%，最大可达72%。
1.2地质概况
桩号153+153～158+251段为挖方段，最大挖深18.5米，该渠段地质情况复杂，建设期地质勘探显示地下水位较高，高于渠道底板5-17m不等，通水运行后特别是雨后地下水位升高表现明显，造成多处衬砌板破坏隆起，共发生隆起22处，累计隆起面积1524㎡。
桩号153+251～154+011渠段：该渠段隆起1处，隆起面积36㎡。渠道挖深10m左右，渠坡主要由al-lQ3粘土、粉质粘土、粉质壤土、砂和N砂砾岩组成。局部渠底揭露pt1h片岩。地下水位高于渠底板5～8m，施工时揭露Q3砂层和N砂砾岩含水层，涌水量较大，施工采取防渗墙措施。
桩号154+011～156+221渠段：该渠段隆起18处，隆起面积1216㎡。渠道挖深9～14.5m，渠坡由al-lQ3粉质粘土、粉质壤土，N砂岩、砂砾岩，Ptb片岩组成。Q3粉质粘土、粉质壤土厚3～5m，具弱膨胀性。N粘土岩具中等膨胀性，砂砾岩具中等透水性，为相对含水层。Ptb石英云母片岩，强风化呈土状，局部石英脉体较大、强度高，结构面片理面发育。地下水高出渠底板10～13m，为N层砂砾岩孔隙水，水量较丰。
2、工程实施的必要性
自总干渠通水运行以来，方城段渠道衬砌板累计出现隆起32处，隆起总面积2368㎡，其中桩号：154+375至桩号：154+383渠段隆起22处，隆起总面积1524㎡。衬砌板隆起较多，形成了工程安全隐患，影响了工程平稳运行，为确保工程安全、输水调度安全，对破损的衬砌板进行修复是必要的。
3、实施方案
3.1实施范围
选取桩号154+375—154+383渠道衬砌板隆起部位作为渠道衬砌板隆起破损修复试验段，方城管理处作为渠首分局的试点管理处，待试验成功后再推广实施。
3.2场地条件
充分利用现有渠道运行管理道路、防护林带等现有条件，减少工程投资。衬砌板修复施工应服从中线局安全管理规定，不影响主体工程的安全运行。
3.3衬砌板修复施工方案
选取桩号154+375—154+383渠道衬砌板隆起部位作为渠道衬砌板隆起破损修复试验段，施工过程中可根据实际情况进行调整。
（1）破损情况： 2018年6月20日上午9:00，方城管理处发现王禹庄东公路桥右岸上游100m(154+375—154+383)处，渠道内坡水面以下衬砌板隆起4块（第二排、第三排各2块），长8m，其中一块衬砌板裂开，上下两排衬砌板接触处最大隆起高度约30cm。隆起破坏后，管理处组织维护单位割破该部位土工膜泄压并采取了临时压重。
（2）坡面情况：该段渠段衬砌板边坡横坡为1；2，纵坡为1:25000，底板宽度21m，设计水深7.5m，加大水深8.24m，设计流量330m3/s，加大流量400m3/s。渠坡混凝土衬砌厚度10cm，渠底厚度8cm，混凝土强度等级C20，抗渗等级为W6，抗冻等级为F150，防渗材料为576g/m²复合土工膜。渠段衬砌混凝土设置伸缩缝，横缝、横缝间距为4m。渠坡半缝缝深7.5cm，渠底半缝缝深6.0cm，缝宽均1.0cm，临水侧采用聚硫密封胶填缝，镶嵌深度为2.0cm，下部闭孔塑料泡沫板深度为4.0～5.5cm。
（3）安全防护：拆除破损衬砌板前，沿破损的混凝土面板四周搭设防护围堰，防护围堰搭设采用扣件连接脚手架，并加防护网片，围堰底部增加扫地杆并设置20cm高铁皮挡板。其中竖杆间距0.5m，横杆间距1m，高度超出水面0.5m，上、下游围堰沿渠道纵断面方向长度超出上下游破损边界各5m，宽度超出2m破损衬砌板，钢管架围堰固定采用钢丝绳沿渠坡、一级马道拉至纵向排水沟外侧固定。
在防护围堰内设置轻便浮箱作为物资转运和施工管理的平台。 在防护区域内设置两个活动踏步安放在水面以上衬砌板上，方便人员同行和物资转运。在路沿石附近设置若干绳索固定桩，用以牵引在水中作业的施工人员，水面放置若干救生圈，施工人员未穿戴救生衣不得下水作业。
（4）拆除：将隆起破损的渠道衬砌板进行拆除，拆除由潜水员进行水下拆除,配备辅助人员、吊机、轻便浮箱等进行配合，衬砌板拆除时尽可能不破坏土工膜及边坡土体，尽量避免其他相关设施、物资、拆除的混凝土落入渠道，确保水质安全。拆除完成后有管理处专业管理人员对拆除情况进行水下电视旁站检查，主要检查衬砌板部位渠坡土工膜和土体完好情况。
（5）土体恢复：衬砌板拆除后，通过视频电视检查水下渠坡土工膜及土工膜下部土体的完好性。若渠坡土体局部被淘刷的，清除掉破坏或滑动的土体，采用土工布包裹碎石回填至原土体坡面。土工膜大面积损坏的，四周尽可能保留20cm左右，与新增加土工布搭接，采用土工布缝接法连接处理。
（6）土工布铺设：拆除过程中尽量保护好复核土工膜，确因土工膜大面积损坏的，四周应尽可能保留20cm左右，与新增加土工布搭接处理，用150g/㎡的土工布铺设于损坏部位，并用100mm*5mm镀锌水泥钢钉固定，间距0.5m。
（7）预制块制作及安装：在预制场按照0.99m*0.99m*0.1m尺寸生产C20W6F150混凝土预制块，预制块内置B8定型钢筋网片，预制块四角预埋吊装环（直径15cm），吊装环钢筋为φ8mm钢筋，养护到期后运至现场进行安装。安装时用吊车配合、现场安全员和防护人员到位，自下而上分层安装,由潜水员进行水下安装。
（8）伸缩缝填缝：衬砌板安装时预留伸缩缝，纵缝上部全部填充聚硫密封胶，横缝填充闭孔泡沫板，上部用聚硫密封胶间断固定。
4、结语
本方案充分考虑了目前南水北调渠道不间断运行的现实情况，针对已经发生隆起、裂缝的衬砌板研究了具体的解决方法，相信在下一步的项目实施中会得到更多的现场实践经验。
参考文献
[1]张新田，邵骏，等.南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠首至河南段方城段设计单元工程通水验收设计工作报告[R].长江勘测规划设计研究有限责任公司，2014：724--728.
论文作者:梁蕾
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/21
标签：方城论文; 渠道论文; 围堰论文; 工程论文; 南水北调论文; 降水量论文; 砂砾论文; 《基层建设》2018年第32期论文;