南水北調中線一期工程總干渠安陽段渠道設計中首次采用5cm厚粗砂墊層結構，特別是在1：2坡比的坡面上要求其相對密度不低于0.7，國內均無先例可循。根據安陽段同時進行的其他標段渠道襯砌的工程實體，一步一步研究探索，并最終解決了此難題。
1.工程概況
安陽段總干渠渠道形式：渠道采用梯形斷面，設計渠底寬度為13～18.5m，渠底內一級邊坡1:2～1:3，坡長19.5～28.8m，渠道縱比降為1/28000。渠道襯砌結構自下而上為：基面渠床、強滲軟式透水管及單向排水閥等渠道自排水結構布置、5cm厚粗砂濾層、2cm厚聚苯乙烯保溫板、600g/m²的復合土工膜，10cm（渠底8cm）厚砼面板。
2.渠道砂墊層（5cm厚）的技術難點
由于5cm厚砂墊層渠道結構設計在安陽段是第一次采用，沒有經驗可供借鑒，沒有成熟的機械設備可供選擇，施工方法及工藝更需要摸索。主要的技術難點可以歸納為：
2.1如何實現設計要求的平整度、坡比和厚度；
2.2如何達到設計要求的0.7相對密度指標；
2.3什么樣的施工方法和工藝可以保證工程質量，并適合于推廣使用。
3.粗砂墊層施工中渠道襯砌機械可應用情況說明
目前常用的大型渠道襯砌機械有兩種：振動碾壓式襯砌機和振動滑模式襯砌機。
振動碾壓式襯砌機自動布料系統可完成砂墊層布料，螺旋攤鋪機可完成均勻攤鋪，振動壓光輥可嘗試壓實砂墊層。
振動滑模式襯砌機布料系統可以完成砂墊層布料，滑模裝置可以完成平整度、厚度及坡比控制，但由于砂墊層只有5cm厚，高頻低幅振搗棒難以完成壓實要求。
4.工程實體試驗
從目前現有機械設備情況，問題的核心是如何達到設計要求的0.7相對密度指標。以此為出發點，查找相關技術資料和類似施工經驗，在經過充分準備，原材料、襯砌機械安裝調試、人員培訓、方案討論細化等完成后，按照以下4種方案進行工程實體試驗。
4.1實施方案一：單獨運用振動碾壓式襯砌機直接施工
結合已有的渠道混凝土襯砌方法，用自卸汽車把粗砂堆于一級馬道上，人工上料，通過振動碾壓式襯砌機的自動布料系統人工喂料完成砂墊層布料，并轉動螺旋完成整平和多余料的轉移，用振動壓光輥完成壓實和收光作業。
試驗過程中粗砂（機制砂）采用虛鋪系數為1.30，含水率以3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、7%等逐一試驗。實測粗砂墊層平整度、厚度、坡比雖能達到規程要求，但無論碾壓輥怎樣碾壓均不能達到設計相對密度0.7的要求。
結果分析：由于5cm厚粗砂墊層太薄，壓光輥和粗砂墊層接觸面小，半徑不夠大、砂墊層較薄，振動碾壓時，砂子會向輥子的兩側雍起，最終達不到預期效果。因此，該方案需優化。
4.2實施方案二:運用振動碾壓式襯砌機和配置自行設計生產的平板振動器施工
對方案一實施優化，自行研制一套壓實裝置，懸掛于振動碾壓式襯砌機的桁架結構上，替代碾壓輥完成壓實作業。
通過模擬和試驗改裝，采用0.75、1.2、1.5、2.0KW四種平板振動電機與不同面積及不同重量的自制面板進行組合，共組合出12種不同型式的平板振動器在渠坡進行振壓試驗。試驗結果顯示：以1.5KW振動電機、以60cm寬、100cm長、托盤面板厚度5mm的加筋板為最優選擇，不僅能達到預期目的，而且工效快速。
從試驗實施過程來看，用襯砌機的布料系統完成施工，占用大部分的襯砌機械時間，效率低，工程成本較高，不利于大面積作業。該方案需繼續優化。
4.3實施方案三:人工攤鋪粗砂墊層，振動碾壓式襯砌機精平和預壓，懸掛壓實裝置實現終壓
繼續優化方案二，采用裝載機鏟料到坡面上，人工直接攤鋪、初平，用振動碾壓式襯砌機轉動螺旋完成整平和多余料的轉移，懸掛的壓實裝置實現終壓。
按確定的技術參數繼續試驗：粗砂虛鋪系數1.30，現場攤鋪按6.5cm～6.6cm控制；碾壓含水率按4%～5%控制；碾壓遍數（順坡往返一次為一遍）選擇兩遍。試驗完成的5cm厚粗砂墊層全部達到設計要求的0.7相對密度指標，平整度、厚度、坡比等指標均滿足規程要求。
4.4實施方案四:人工攤鋪粗砂墊層，加工一套自動行走壓實裝置實現壓實
為加快施工進度，新引進了一臺振動滑模式襯砌機，同時嘗試使用天然河砂（粗砂）。由于在此機械上掛置壓實裝置較難，且襯砌機械較重，工程使用成本較高。綜合考慮工程成本、效率因素等，采用人工直接把粗砂攤鋪于基面上并掛線精平，替代振動滑模式襯砌機布料作業；單獨加工一套自動壓實設備，主要包括行走裝置、自動控制裝置、框架結構、壓實裝置、傳力系統等，完成5cm厚粗砂壓實、平整度、坡比控制等作業。