機(jī)械預(yù)制六棱塊在水利工程防滲中的應(yīng)用

胡 新

（山西省東山供水工程建設(shè)管理局，山西 太原 030000）

0 引言

一直以來，在小型預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)領(lǐng)域都只認(rèn)可人工采用稀釋混凝土預(yù)制生產(chǎn)工藝，而機(jī)制混凝土構(gòu)件采用干硬性混凝土生產(chǎn)工藝常常因表面光潔度影響未能得到認(rèn)可。怎樣利用干硬性混凝土進(jìn)行機(jī)械化生產(chǎn)，以解放勞動力提高生產(chǎn)力且達(dá)到水利工程對混凝土構(gòu)件的抗壓、抗?jié)B、抗凍強(qiáng)度以及表面光潔度要求是困擾水利行業(yè)和機(jī)械制造業(yè)的一大難題。

就水利工程防滲方面的技術(shù)研究比較多，主要集中在防滲墻方面。劉春登、顏睿、代國忠[1,2,11]等人為了達(dá)到水利工程防滲目的，制造其防滲墻，就其應(yīng)用前景及效果進(jìn)行大量分析探討。鄧緒梅、婁寶明、楊洪泉、林錦良、秦繼楊、張月玲、高淑英、賀強(qiáng)[3-10]等人分析防滲技術(shù)在水利工程中的必要性及應(yīng)用，在防滲技術(shù)方面展開研究，對比多種防滲技術(shù)的防滲效果，探究其適用性。綜上分析國內(nèi)對于水利工程防滲技術(shù)的研究，大部分考慮的防滲技術(shù)的應(yīng)用效果，采用防滲墻等方面，對于防滲墻體的制作工藝效率方面考慮不足，在實(shí)際工程中常常因防滲板占用大量的勞動力及制作效率低，造成施工成本高，同時防滲效果達(dá)不到預(yù)期效果等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

金堤大壩為混凝土重力壩，長780 m，高61.7 m，上游坡度1∶0.048，下游坡度1∶0.75。縱縫將壩體分為4塊，柱狀塊澆筑，壩體混凝土量194萬m3。大壩由60個壩段組成，每個壩段長18 m。為提升工程防滲效果，同時節(jié)約工程成本，提升制作防滲混凝土板的效率，對現(xiàn)澆混凝土、人工預(yù)制混凝土、塑料模具預(yù)制混凝土、機(jī)械預(yù)制混凝土板四種不同工藝進(jìn)行分析比對。

1 施工工藝比選

山西境內(nèi)水利工程較多，尤其自2012年以來計劃每年以100 km的支、斗渠防滲建設(shè)任務(wù)利用有限的水量達(dá)到節(jié)約用水、提高渠系水利用系數(shù)，確保農(nóng)業(yè)灌溉。水利主管單位通過2012年至2016年支、斗渠防滲工程建設(shè)、不斷探索、力求優(yōu)質(zhì)工程，確保山西境內(nèi)水利工程優(yōu)質(zhì)、安全運(yùn)行，盡快發(fā)揮工程效益為提高混凝土的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，采用了現(xiàn)澆混凝土、人工預(yù)制混凝土、塑料模具預(yù)制混凝土、機(jī)械預(yù)制混凝土板四種不同的生產(chǎn)工藝和方法，對其進(jìn)行對比分析，得到各自優(yōu)缺點(diǎn)見表1[1]。

表1 四種不同的生產(chǎn)工藝和方法對比表

根據(jù)各自優(yōu)缺點(diǎn)的比較，工程技術(shù)人員采用理論分析與實(shí)踐相結(jié)合不斷改進(jìn)方法，提出機(jī)械預(yù)制混凝土板滿足水工混凝土技術(shù)規(guī)范要求及機(jī)械化生產(chǎn)要求的[2]。

2 機(jī)械預(yù)制混凝土板材料及工藝

機(jī)械預(yù)制混凝土板主要設(shè)備有：裝載機(jī)、自動上料機(jī)、碼板機(jī)、電子計量器、叉車。可以滿足六棱板及方板的生產(chǎn)需要。

依據(jù)山西省境內(nèi)金堤大壩實(shí)際情況，六棱水泥預(yù)制板各原料用量具體見表2[3]。

表2 構(gòu)件各原料用量

各材料的規(guī)格：選用當(dāng)?shù)厮鄰S生產(chǎn)的42.5級普通水泥，其各項(xiàng)性能指標(biāo)見表3。水泥砂漿中的砂選用2區(qū)2.51的中砂，砂子顆粒大小級配見表4。水泥砂漿的拌合水直接使用當(dāng)?shù)爻Ｒ姷钠胀ㄗ詠硭甗4-7]。

表3 水泥的各項(xiàng)性能指標(biāo)

表4 砂子顆粒大小級配分類

預(yù)制混凝土采用干硬性混凝土，可保證混凝土的各項(xiàng)基本特征，完全達(dá)到設(shè)計配合比的要求。

機(jī)械預(yù)制六棱塊混凝土板主要工藝如下[7-11]：

①選材。預(yù)制過程中采用0.5 mm鋼板作為托板，使混凝土構(gòu)件不易變型、開裂和保證預(yù)制板的表面光潔度、平整度要求。

②制模。制作六棱型模具，各邊長為60 cm，厚度是6 cm。

③混凝土攪拌。在混凝土攪拌機(jī)中按照一定的配合比進(jìn)行攪拌，利用傳送帶將混凝土傳送到機(jī)械操作臺。

④壓實(shí)振搗。在機(jī)械操作臺上，將振搗與擠壓分開進(jìn)行，采用先振搗后擠壓的工藝流程，使混凝土骨科充分結(jié)合。

通過擠壓，可將多余水分?jǐn)D出，增加密實(shí)度和表面光潔度，提高混凝土的各項(xiàng)設(shè)計強(qiáng)度指標(biāo)，對制作的混凝土六棱塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度測試，其具體數(shù)據(jù)整理見表4所示，完全符合施工要求。原理是利用設(shè)計混凝土配合比，通過定型模具和壓力機(jī)械，先振搗后擠壓，高質(zhì)量，高效率的生產(chǎn)出合格的預(yù)制六棱塊產(chǎn)品。

對各樣本構(gòu)件層面進(jìn)行抗剪試驗(yàn)，記錄其結(jié)果，具體見表5。

表5 機(jī)械制造六棱塊混合土板強(qiáng)度測定數(shù)據(jù)

將預(yù)制的六棱塊混凝土板用于水利工程防滲技術(shù)中，取得良好的防滲效果。

3 結(jié)論

1）為了提升水利工程良好的防滲效果，同時節(jié)約工程成本，提升制作防滲混凝土板的效率，通過對比分析現(xiàn)澆混凝土、人工預(yù)制混凝土、塑料模具預(yù)制混凝土、機(jī)械預(yù)制混凝土板四種不同工藝各自的優(yōu)缺點(diǎn)，反復(fù)試驗(yàn)研發(fā)出機(jī)械預(yù)制六棱塊的施工工藝，提高了工作效率，在山西境內(nèi)首次成功實(shí)現(xiàn)了利用混凝土進(jìn)行機(jī)械制造六棱塊的先例，并且完全符合水利工程的防滲效果。

2）機(jī)械預(yù)制六棱塊使水利工程襯砌主材料（預(yù)制六棱塊）由傳統(tǒng)的人力生產(chǎn)向機(jī)械化生產(chǎn)邁開了一大步，極大地解放了生產(chǎn)力，提高了工作效率。在山西省境內(nèi)金堤水壩中，采用機(jī)械制造六棱塊混凝土塊，使工期比預(yù)定時間縮短2個月，獲得上級領(lǐng)導(dǎo)嘉獎,并在全山西范圍內(nèi)進(jìn)行推廣學(xué)習(xí)。