渠道混凝土機械化襯砌質(zhì)量控制

□尹順超 □王冬冬 □劉紅星（河南水利建筑工程有限公司）

1.概述

渠道混凝土機械化襯砌是南水北調(diào)中線干線工程最大的一個施工項目，也是南水北調(diào)工程與其它水利工程最大的區(qū)別之一。渠道混凝土機械化襯砌，國內(nèi)從南水北調(diào)東線山東濟平干渠開始試驗，到南水北調(diào)中線工程大面積推廣使用，僅10余年時間，在混凝土襯砌機結(jié)構(gòu)、襯砌混凝土配合比、襯砌后切縫時間等許多方面尚需進一步試驗研究。根據(jù)在南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程和安陽段工程渠道混凝土機械化襯砌的施工實踐，總結(jié)了渠道混凝土機械化襯砌的特點，針對渠道襯砌混凝土容易產(chǎn)生的質(zhì)量問題，采取了一系列措施進行渠道混凝土襯砌質(zhì)量控制，并取得了良好的效果。

2.渠道襯砌混凝土特點

渠道混凝土機械化襯砌施工在施工配合比、混凝土入倉、振搗、施工縫設(shè)置及養(yǎng)護等方面，與普通混凝土有很大差異。與普通混凝土相比較，南水北調(diào)中線工程渠道襯砌混凝土有以下幾個特點：超薄壁（邊坡襯砌厚度為10cm，渠底襯砌厚度為8cm），表面積特別大；素混凝土，脆性大（無鋼筋拉結(jié)）；混凝土下部鋪設(shè)有土工膜、保溫板，其基礎(chǔ)為柔性基礎(chǔ)。對渠坡面與保溫板鋪設(shè)平整度要求很高；渠坡斜面澆筑（襯砌），坡比不一，對襯砌機的性能要求高；人工切縫與填縫，縱橫縫交叉，止水防滲要求高；襯砌混凝土以減糙為目的，表面平整度、光潔度要求高。

3.渠道襯砌混凝土容易產(chǎn)生的質(zhì)量問題

3.1 渠道襯砌混凝土裂縫

混凝土裂縫是混凝土的通病，尤其是像渠道襯砌混凝土這種超薄壁結(jié)構(gòu)，更容易產(chǎn)生裂縫。渠道襯砌混凝土裂縫的產(chǎn)生主要與下列因素有關(guān)：與襯砌機的性能有關(guān)，不同的襯砌機振搗密實度不同；與混凝土配合比有關(guān)；與施工時段有關(guān)，不同的施工時段，所產(chǎn)生的裂縫數(shù)量、寬度不同；與混凝土切縫間隔時間有關(guān)；與混凝土養(yǎng)護有關(guān)；與氣候環(huán)境變化有關(guān)，大風(fēng)、寒流、氣溫突變等期間襯砌的混凝土容易產(chǎn)生裂縫。

3.2 襯砌厚度多數(shù)偏大

從南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程和安陽段渠道混凝土機械化襯砌施工經(jīng)驗來看，襯砌機襯砌混凝土厚度普遍超出設(shè)計厚度，因而導(dǎo)致投資增大。故在渠道混凝土機械化襯砌質(zhì)量控制時，應(yīng)把襯砌混凝土厚度作為一項重點項目進行控制。

3.3 混凝土外觀

渠道混凝土機械化襯砌外觀質(zhì)量要求高，襯砌厚度、密度、表面平整度、切縫寬度、深度以及密封膠填縫深度、順直度、外觀尺寸等較普通混凝土要求高，尤其是表面平整度（8mm/2m），不易達到規(guī)范要求。

4.渠道襯砌混凝土質(zhì)量控制措施

渠道混凝土機械化襯砌，作為一項新的施工工藝，使用時間短，對襯砌機性能要求高，又存在混凝土容易產(chǎn)生的質(zhì)量通病，故而其質(zhì)量控制存在很大的難度。根據(jù)我們在南水北調(diào)中線工程京石段和安陽、新鄉(xiāng)段渠道混凝土襯砌的工程施工實踐，結(jié)合不同坡比、不同地質(zhì)條件以及施工管理經(jīng)驗，采取一系列措施進行渠道混凝土機械化質(zhì)量控制，并取得了良好的效果。

4.1 嚴(yán)格控制渠坡整修與保溫板、土工膜鋪設(shè)質(zhì)量

渠坡建基面由人工或削坡機進行削坡、整平。削坡后基面應(yīng)清理干凈，無雜物，平整度滿足設(shè)計要求。雨淋溝和塌坡應(yīng)進行補坡，并按設(shè)計要求壓實。建基面經(jīng)“四方”聯(lián)合驗收合格后，方可進行下道工序施工。

保溫板鋪設(shè)前，按設(shè)計要求進行檢查，不應(yīng)使用缺角、斷裂、尺寸不夠、厚度不均、局部凹陷的保溫板材；保溫板應(yīng)鋪放整齊、與基面結(jié)合緊密，兩板連接處的錯臺應(yīng)滿足設(shè)計要求；保溫板鋪設(shè)后要保持板面完整、潔凈，不應(yīng)踩踏或放置重物。保溫板鋪設(shè)完成后，經(jīng)監(jiān)理方驗收合格，方可進行土工膜鋪設(shè)。

土工膜鋪設(shè)應(yīng)滿足設(shè)計要求，保持自然松弛，與保溫板之間壓平貼緊，避免架空，嚴(yán)禁出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象。搭接焊接牢靠，焊接面潔凈，無污垢、積水、砂土等雜質(zhì)。邊緣部位要壓緊固定。土工膜鋪設(shè)完成后及時通知監(jiān)理人員現(xiàn)場檢查，避免長時間暴曬。經(jīng)監(jiān)理人員檢查合格后，方可進行渠道襯砌混凝土施工。

4.2 渠道襯砌混凝土配合比

南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程設(shè)計單位所給定襯砌混凝土為二級配混凝土，實際襯砌施工中，發(fā)現(xiàn)二級配混凝土不僅容易產(chǎn)生混凝土分離現(xiàn)象，不利于收面，而且易產(chǎn)生裂縫，后通過試驗對比，將二級配混凝土改為一級配混凝土襯砌。試驗結(jié)果證明同樣配比中，將粗骨料由二級配改為一級配后，產(chǎn)生裂縫的幾率減少，也易于收面。使用一級配混凝土施工，不僅加快了施工進度，也提高了施工質(zhì)量。據(jù)對京石段渠道襯砌混凝土裂縫統(tǒng)計，同等坡比、渠長情況下，二級配混凝土要比一級配混凝土產(chǎn)生裂縫高出30%～50%。因此，選用合適的配合比，是減少渠道混凝土機械化襯砌的裂縫數(shù)量，保證混凝土襯砌質(zhì)量的主要技術(shù)措施之一。

4.3 混凝土拌和物（坍落度）質(zhì)量控制指標(biāo)確定

混凝土拌和物現(xiàn)場質(zhì)量檢測項目主要為坍落度、含氣量、泌水率。含氣量、泌水率檢測符合規(guī)范要求即可，但坍落度值僅僅符合設(shè)計與施工規(guī)范規(guī)定的區(qū)間是不行的。渠道機械化襯砌混凝土均用混凝土攪拌運輸車運送混凝土至襯砌機進料斗，設(shè)計給定坍落度值為4～8cm。從實際施工經(jīng)驗總結(jié)，坍落度值控制范圍宜為5～6cm，因為<5cm，混凝土攪拌運輸車卸料困難；>6cm，混凝土在渠坡面上易流動，增加襯砌難度。

4.4 混凝土運輸

施工單位應(yīng)配備性能良好的混凝土攪拌運輸車輛，并根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況（混凝土拌和站的生產(chǎn)能力、運距、車輛往返速度、車的載重能力）選用足夠數(shù)量的車輛進行混凝土運輸。結(jié)合南水北調(diào)京石段工程施工實踐，考慮到大型渠道機械化襯砌施工的特點（單位時間內(nèi)襯砌設(shè)備的混凝土用量大），為保障混凝土澆筑施工的連續(xù)性，混凝土攪拌運輸車容量不宜小于6m3。

4.5 襯砌機設(shè)備的選用及安裝

襯砌設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用已在南水北調(diào)工程中使用且施工性能良好的襯砌機進行渠道襯砌混凝土施工。襯砌機應(yīng)能適用于不同的坡度、坡長渠道混凝土襯砌，可一次完成渠道混凝土布料、振搗密實、提漿、成型，施工速度快，效率高，襯砌質(zhì)量好。襯砌機安裝前，應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說明書，嚴(yán)格按照說明書的要求進行組裝，首次安裝時應(yīng)有設(shè)備生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員在場指導(dǎo)，安裝應(yīng)遵循“先主體后附件，先機械后電器”的原則進行。設(shè)備安裝完畢后，應(yīng)進行試運行，以檢查襯砌機的使用性能。

4.6 混凝土施工時段的選擇

高溫季節(jié)施工時應(yīng)選擇早晨、傍晚或夜間進行施工，白天應(yīng)停止施工。低溫季節(jié)施工時應(yīng)采取添加防凍劑、加熱水等措施，以保證混凝土入倉溫度，同時，當(dāng)水溫過高時，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土原材料的投放順序，先加粗細(xì)骨料，后加水泥，以防止混凝土產(chǎn)生假凝。

襯砌施工中，遇到天氣突變（大風(fēng)、干熱、寒流、大雨或暴雨）情況，原則上立即停止襯砌施工，并采取覆蓋防護措施。但當(dāng)一個襯砌倉號尚未完成時，采取邊處理，邊覆蓋（已成型面），盡量減少暴露面積及時間。

4.7 混凝土抹面壓光

襯砌成型后，首先由工作臺車進行抹面，并在混凝土初凝前及時進行壓光處理，消除表面氣泡，使混凝土表面平整，光滑；其次在工作臺車抹面壓光后，由人工進行收面，根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，收面2～3遍，以保證混凝土外觀質(zhì)量滿足規(guī)范要求。

4.8 混凝土養(yǎng)護

渠道襯砌混凝土濕潤養(yǎng)護不應(yīng)少于28d。在干旱、多風(fēng)、日曬的天氣或高溫季節(jié)施工時，要求采用草簾或氈布覆蓋進行保濕養(yǎng)護；低溫季節(jié)施工時，要求在混凝土表面覆蓋塑料膜，然后再用棉氈進行保溫，氣溫過低時，要求搭溫棚進行養(yǎng)護，防止混凝土凍融破壞。

4.9 混凝土厚度控制

襯砌機一般在槽鋼軌道上行走，槽鋼的厚度、高程就直接影響襯砌混凝土厚度，因而，應(yīng)把其作為混凝土控制的要點，首先根據(jù)不同的坡比計算槽鋼鋪設(shè)的高程，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師審查、復(fù)核，滿足要求后，方可使用。

4.10 混凝土切縫時間控制

為避免襯砌混凝土裂縫，混凝土切縫宜盡早進行，按照《水工混凝土施工規(guī)范》要求，混凝土抗壓強度未達到2.5MPa前，不得進行下道工序的倉面準(zhǔn)備工作。根據(jù)南水北調(diào)中線工程京石段和安陽段施工實踐，切縫應(yīng)在混凝土終凝時開始，此時混凝土強度低，切縫速度快，對鋸片的磨損小，具有較好的實用性和經(jīng)濟性。因而，在施工時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況，要求作業(yè)人員及時進行混凝土切縫，控制混凝土裂縫。

5.結(jié)語

渠道混凝土機械化襯砌質(zhì)量控制主要為襯砌機的選用、混凝土配合比、施工時間控制等。控制住人為因素，掌握所需技術(shù)能力，遵循自然規(guī)律，運用襯砌機的使用性能，通過抓質(zhì)量，抓管理，有效的保證了渠道混凝土機械化襯砌的質(zhì)量；并在南水北調(diào)中線京石段和安陽段襯砌工程中，取得了良好的效果。然而，渠道混凝土機械化襯砌歷時尚短，無論是施工工藝和管理水平，都存在著許多不足之處，仍需在以后的施工實踐中不斷的改進和提高。