渠道邊坡襯砌機(jī)的施工運(yùn)用

曾 亮（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙410004）

渠道邊坡襯砌機(jī)的施工運(yùn)用

曾 亮（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙410004）

前言

隨著社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大型薄壁現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)也越來越多，渠道底寬較大，邊坡坡度緩，渠道混凝土攤鋪量大。無論是襯砌質(zhì)量還是施工進(jìn)度，傳統(tǒng)的人工滑模施工工藝已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工程要求。而大型襯砌機(jī)混凝土襯砌施工提高了施工功效，減少了資源投入，降低了材料損耗和施工成本，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，更重要的是解決了過水?dāng)嗝婊炷帘砻嫫秸群筒诼实碾y題。

該項(xiàng)技術(shù)在南水北調(diào)中線一期引江濟(jì)漢工程渠道混凝土施工中得到了成功應(yīng)用，受到各參建單位的一致好評，在今后類似工程施工中具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。

1 工程實(shí)例：南水北調(diào)中線一期引江濟(jì)漢工程渠道1標(biāo)

南水北調(diào)中線一期引江濟(jì)漢工程渠道1標(biāo)全長5809m，渠道坡比為1：2、1：2.5、1：3、1：4。渠道過水?dāng)嗝鏋樘菪螖嗝妫r砌坡長16.21～22.93m。渠道采用C20現(xiàn)澆混凝土襯砌，邊坡襯砌厚度為12cm，其下設(shè)15cm厚砂石墊層，邊坡混凝土29616m3。渠道襯砌混凝土每12m設(shè)置一道橫向通縫，渠底縱向每12m設(shè)置一道通縫；通縫寬為2cm，采用預(yù)埋閉孔泡沫板分縫；另渠道縱向和橫向每4m設(shè)置一道半縫，半縫寬1cm，深3cm，采用切割機(jī)切縫。

渠道襯砌施工于2012年10月4日開始施工，于2014年1月23日完成，歷時(shí)16個(gè)月。邊坡除橋梁占壓段外其余全部采用渠道襯砌機(jī)襯砌，即采用襯砌機(jī)襯砌渠道邊坡長度11018延米。該項(xiàng)目渠道邊坡襯砌選用了QDCQ650型多功能坡面混凝土襯砌機(jī)，另配以QDMM900型坡面抹面機(jī)抹面。與傳統(tǒng)的施工工藝比較，用工僅為原來的1/2，施工速度卻提高了近三倍，減少了成本，縮短了工期，保障了質(zhì)量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 作業(yè)流程及工藝原理

渠道邊坡襯砌機(jī)適用于各類型邊坡尺寸，將混凝土布料、攤鋪、振搗、碾實(shí)、軋光、行走等功能集中設(shè)計(jì)于整體機(jī)架上，實(shí)現(xiàn)了功能一體化。另配以坡面抹面機(jī)將混凝土提漿、抹平、收光、行走等功能集于一身，實(shí)現(xiàn)了抹面過程的功能一體化。

渠道邊坡襯砌機(jī)的動力是由外部電力系統(tǒng)提供，行走系統(tǒng)為軌道自行式結(jié)構(gòu)。在襯砌作業(yè)時(shí)，混凝土由混凝土攪拌車運(yùn)輸至現(xiàn)場，經(jīng)皮帶輸送由自行式滑動刮刀分料，于襯砌機(jī)兩側(cè)料斗進(jìn)入布料小車料倉，順坡自下而上布料。布料過程中，由布料小車上設(shè)置的高頻振搗棒將混凝土均勻振搗并機(jī)械進(jìn)行找平，隨后滾筒進(jìn)行提漿壓實(shí)。襯砌厚度是由襯砌機(jī)的升降支腿和內(nèi)置的模板進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，在完成一段渠坡混凝土襯砌后襯砌機(jī)沿道軌行走進(jìn)行下一段襯砌。

3 適用范圍

此方法適用于各種不同坡比的大型坡面薄壁現(xiàn)澆混凝土的機(jī)械化襯砌施工。主要用于渠道、堤壩護(hù)坡等的大面積混凝土襯砌。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

渠道襯砌機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)見渠道混凝土襯砌機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（圖1）。

圖1 渠道混凝土襯砌機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

混凝土襯砌機(jī)施工技術(shù)難點(diǎn)主要是混凝土攤鋪厚度和平整度的控制。

混凝土襯砌機(jī)施工工法工藝流程如下：

襯砌機(jī)安裝與調(diào)試→生產(chǎn)性施工試驗(yàn)→混凝土攪拌→混凝土運(yùn)輸→混凝土布料→混凝土振搗（壓實(shí)）→混凝土抹面壓光→混凝土養(yǎng)護(hù)→混凝土切縫。

4.1 襯砌機(jī)安裝與調(diào)試

混凝土襯砌機(jī)及抹面機(jī)在廠家工作人員指導(dǎo)下進(jìn)行安裝、調(diào)試。根據(jù)渠道控制做標(biāo)、施工橫斷面結(jié)構(gòu)尺寸和邊坡襯砌機(jī)的特性，用由測量人員按6m做好軌道中心線及高程標(biāo)記。軌道基底要求平整、密實(shí)，避免因襯砌機(jī)行走使軌道基底沉陷，襯砌厚度不便于把控，影響襯砌質(zhì)量。

4.2 生產(chǎn)性施工試驗(yàn)

在進(jìn)行正式施工之前，生產(chǎn)性施工試驗(yàn)必不可少，其主要任務(wù)有：

（1）檢驗(yàn)襯砌機(jī)械化施工系統(tǒng)的機(jī)械性能和生產(chǎn)能力，檢驗(yàn)與實(shí)際生產(chǎn)能力相匹配的配套機(jī)械性能；

（2）確定襯砌機(jī)的適宜工作參數(shù)，包括襯砌機(jī)工作速度、振搗時(shí)間、抹面壓光的適宜時(shí)間和遍數(shù)以及切縫時(shí)間；

（3）確定輔助機(jī)械、機(jī)具的種類和數(shù)量，使用各種機(jī)械、機(jī)具的勞動力數(shù)量和定崗、定員等；

（4）檢驗(yàn)新拌混凝土坍落度、含氣量、泌水量、水膠比等適應(yīng)襯砌機(jī)械化施工的情況；

（5）確定施工質(zhì)量和進(jìn)度，完善施工進(jìn)度計(jì)劃。

4.3 混凝土攪拌要求

混凝土的坍落度是保證襯砌順利進(jìn)行的關(guān)鍵要素。坍落度過小振搗密實(shí)表面出漿困難，表面光滑度不能保證，不能保證工程質(zhì)量；坍落度過大一方面水泥用量加大不經(jīng)濟(jì)，另一方面布料振搗時(shí)混凝土易向渠底方向滑動而無法施工。一般來說，邊坡襯砌混凝土的坍落度為5～9cm較為合適。

4.4 混凝土運(yùn)輸

混凝土運(yùn)輸車輛應(yīng)在確保最佳混凝土塌落度的條件下進(jìn)行合理選擇，混凝土拌和物從攪拌機(jī)出料到運(yùn)輸、卸料完畢的允許最長運(yùn)輸時(shí)間應(yīng)符合表1的規(guī)定。為減少運(yùn)輸過程混凝土拌和物的坍落度損失，沿線要確保臨時(shí)施工道路通暢、平整。

4.5 混凝土布料、振搗

表1 混凝土攪拌車運(yùn)輸時(shí)間控制表

襯砌機(jī)的側(cè)面設(shè)有分倉布料斗，自行式滑動刮刀分料。施工中設(shè)專人監(jiān)視各分倉料斗內(nèi)混凝土數(shù)量，及時(shí)補(bǔ)充，保持各料倉的數(shù)量均勻，防止欠料。

襯砌時(shí)布料小車行走速度控制在4～6m/min，做到不漏振、不欠振，不過振，達(dá)到混凝土深層振搗和表面提漿的效果，利于混凝土抹面和整平。

襯砌施工中應(yīng)專人檢查振搗棒的工作狀況，若發(fā)現(xiàn)襯砌后的板面上出現(xiàn)露石、蜂窩、麻面或橫向拉溝等現(xiàn)象，須停機(jī)檢查、修理或更換振搗棒，并對已澆筑混凝土進(jìn)行處理。初凝前的混凝土進(jìn)行補(bǔ)振，初凝后的混凝土進(jìn)行清除，并填補(bǔ)混凝土，重新振搗。

襯砌過程中，應(yīng)安排專人對布料的厚度進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整機(jī)械。混凝土布料振搗過程應(yīng)適時(shí)檢查，以表面出漿、沒有露石為準(zhǔn)，對混凝土表面厚清薄補(bǔ)，并及時(shí)補(bǔ)振。

混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)，當(dāng)襯砌機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)立即通知拌合站停止生產(chǎn)，在施工作業(yè)面上的混凝土初凝前，可繼續(xù)派料襯砌。如混凝土即將初凝，應(yīng)采取牽引方式驅(qū)離襯砌機(jī)，作業(yè)人員及時(shí)清理倉面，確保施工縫整齊，為恢復(fù)襯砌作業(yè)做好準(zhǔn)備。

坡肩、坡腳范圍內(nèi)0.5～1m部位、模板部位、每幅混凝土交叉部位應(yīng)采用平板振動器或插入式振搗棒進(jìn)行輔助振搗。

4.6 混凝土抹面壓光

混凝土布料振搗完成后，緊跟進(jìn)行混凝土的抹面提漿作業(yè)。人工調(diào)整好磨光機(jī)的高度，以能夠輕壓混凝土出漿為宜，一對工作磨盤自下向上進(jìn)行抹面，磨盤的壓痕約為磨盤直徑的1/3，機(jī)械抹面遍數(shù)一般控制在2遍以上。

工作臺車采用桁架焊接而成，可調(diào)節(jié)高度和坡比。施工中，抹面臺車應(yīng)優(yōu)先選用具有自行走功能的桁架。嚴(yán)禁操作人員在混凝土表面行走和抹面。

在混凝土接近初凝時(shí)再進(jìn)行人工抹面壓光，施工中應(yīng)選用工作臺車作為人工抹面平臺（可自行設(shè)計(jì)桁架焊接）。人工壓面是保證混凝土表面光潔密實(shí)，防止表層龜裂的重要工序，必須高度重視。人工收面壓光采用鋼抹子在工作架上進(jìn)行，抹光2遍，第1遍對混凝土進(jìn)進(jìn)一步細(xì)部找平，第2遍對混凝土進(jìn)行壓光處理。

抹光應(yīng)配備足夠的作業(yè)人員，快速施工，避免因混凝土終凝而無法抹光，抹光過程中，嚴(yán)禁灑水、撒水泥漿。

4.7 混凝土養(yǎng)護(hù)

渠坡混凝土主要采用灑水養(yǎng)護(hù)，并采用毛氈布等覆蓋材料遮蓋養(yǎng)護(hù)。

（1）常溫季節(jié)：混凝土初凝后，用毛氈布進(jìn)行遮蓋，采取灑水養(yǎng)護(hù)，以布飽和為宜，切忌灑水過多導(dǎo)致坡腳被混凝土被積水浸泡，影響混凝土外觀質(zhì)量。

（2）低溫季節(jié)施工時(shí)（外界氣溫≥0℃），混凝土養(yǎng)護(hù)的主要任務(wù)是保溫防凍。混凝土初凝后，采用毛氈布和保溫板進(jìn)行遮蓋養(yǎng)護(hù)，遮蓋要嚴(yán)實(shí)。外界氣溫低于0℃，要采取搭設(shè)暖棚的措施方能進(jìn)行襯砌施工和養(yǎng)護(hù)工作。

4.8 混凝土切縫

根據(jù)有關(guān)規(guī)范及具體工程的技術(shù)規(guī)程等要求，切縫施工宜在襯砌混凝土抗壓強(qiáng)度為1～5MPa時(shí)進(jìn)行。根據(jù)混凝土強(qiáng)度增長情況，根據(jù)具體環(huán)境條件，混凝土澆筑完成后，為保證切縫速度快，不缺棱掉角，一般情況下在收面完成后1～2d內(nèi)完成。

4.9 渠坡混凝土襯砌操作要點(diǎn)

（1）襯砌機(jī)襯砌施工，應(yīng)勻速前行，工作連續(xù)不間斷；

（2）作業(yè)時(shí)，應(yīng)經(jīng)常檢查振搗棒的工作情況，如發(fā)現(xiàn)襯砌后的板面上出現(xiàn)露石、蜂窩、麻面或橫向拉裂等現(xiàn)象，必須停機(jī)檢查、修理或更換振搗棒，對已澆筑的混凝土進(jìn)行處理；

（3）應(yīng)勻速振搗混凝土，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，使混凝土不過振、漏振或欠振，達(dá)到表面出漿，不出現(xiàn)露石、蜂窩、麻面等；

（4）襯砌機(jī)倉內(nèi)應(yīng)保持充足的混凝土拌和物，倉內(nèi)拌和物料位應(yīng)高于振搗棒10cm；

（5）由于各種原因?qū)е碌囊r砌施工暫停，應(yīng)停止混凝土供應(yīng)，并立即查找原因恢復(fù)施工，如倉面尚未初凝，則可以繼續(xù)進(jìn)行邊坡襯砌施工。如暫停襯砌施工超過2h，應(yīng)將襯砌機(jī)立即駛離工作面，采用人工作施工縫進(jìn)行處理，為恢復(fù)襯砌作業(yè)作好準(zhǔn)備。

5 質(zhì)量控制

適用標(biāo)準(zhǔn)：

本施工方法嚴(yán)格按國家和行業(yè)頒發(fā)的技術(shù)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)施工。

對于混凝土拌合物、外加劑及摻合料的質(zhì)量控制嚴(yán)格執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)：《水工混凝土施工規(guī)范》（DT/T5144-2001）；《混凝土外加劑》（GB8076-2008）；《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）。

對于工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量評定驗(yàn)收執(zhí)行：《水利水電建設(shè)工程驗(yàn)收規(guī)程》（SL223-2008）；《渠道混凝土襯砌機(jī)械化施工單元工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》（NSBD8-2010）；《水利水電基本建設(shè)工程質(zhì)量等級評定標(biāo)準(zhǔn)》（DL／T5113.11-2005）；《渠道混凝土襯砌機(jī)械化施工技術(shù)規(guī)程》（NSBD5-2006）。

6 效益分析

機(jī)械化襯砌施工與人工襯砌施工比較（施工實(shí)例：南水北調(diào)引江濟(jì)漢工程渠道1標(biāo)工程）：

（1）機(jī)械化襯砌每臺班可襯砌長度70～80m，而同人工投入襯砌每臺班可襯砌24～32m。施工速度提高了近三倍；

（2）襯砌機(jī)每臺班配備人員13～15人，人工襯砌每臺班配備人員20～25人 （夏季施工人工襯砌人員投入是機(jī)械襯砌人員投入的2倍）。

（3）采用坡面抹光機(jī)施工工藝后，與傳統(tǒng)的人工抹面相比，以每12m長為一個(gè)澆筑單元來說，采用抹面機(jī)需要的收面人員為7人，采用人工襯砌需要收面人員12～15人，同時(shí)抹面機(jī)完成時(shí)間為30～45min，人工襯砌收面完成需60～90min。

（4）采用坡面抹光機(jī)施工工藝后，軌道控制抹面機(jī)走向，相比人工襯砌對混凝土板的平整度、光滑度有了很大的提高，對板面的蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷有了很好的控制。在夏季施工過程中坡面抹面機(jī)的優(yōu)勢體現(xiàn)得尤為明顯。

（5）襯砌機(jī)采用高頻振搗棒進(jìn)行振搗，在澆筑過程中邊攤鋪邊振搗，相比人工襯砌混凝土振搗均勻密實(shí)。

TV554.14

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2095-2066（2016）34-0091-02

2016-11-19

曾 亮（1982-），男，中級，本科，主要從事項(xiàng)目管理施工方面的工作。