陸渾灌區(qū)總干渠機(jī)械化襯砌施工技術(shù)

馬 鵬

（河南省陸渾水庫管理局）

1 工程概況及設(shè)計指標(biāo)

陸渾灌區(qū)續(xù)建與節(jié)水改造工程滾動實施方案總干渠全長14.30 km，設(shè)計流量77.00 m3/s，設(shè)計水深4.50 m，渠深5.30 m，渠底寬度6 m。土渠段設(shè)計邊坡1：1.75，利用現(xiàn)狀渠段進(jìn)行渠道全斷面襯砌，混凝土強(qiáng)度設(shè)計等級為C20、W6、F150，襯砌厚度10 cm。沿水流方向每4 m 設(shè)置一道橫縫，縫內(nèi)采用閉孔泡沫板填充，縫寬20 mm。內(nèi)坡采用鋪設(shè)復(fù)合土工膜，采用雙縫焊接，搭接寬度≥10 cm。

2 渠道襯砌主要工程量

現(xiàn)澆混凝土40 269 m3土工膜斜鋪85 017m2，C20 無砂混凝土排水體130 m3聚乙烯閉孔泡沫板13 151m3混凝土拆除8 054 m3。

3 利用機(jī)械襯砌所能達(dá)到的效果

利用機(jī)械襯砌使工效提高，施工進(jìn)度加快，以便控制施工進(jìn)度計劃。利用機(jī)械襯砌混凝土布料攤鋪均勻整齊、無骨料暴露、提漿豐富、振搗密實度高且均勻、整平效果好、有利于提高實體質(zhì)量和外觀質(zhì)量。利用機(jī)械襯砌施工有利于減少使用輔助機(jī)械、機(jī)具和人工，降低施工成本。利用機(jī)械襯砌施工，能夠培養(yǎng)一批熟練的機(jī)械操作技術(shù)工人，為以后就業(yè)開設(shè)創(chuàng)造性條件。

4 混凝土原材料及施工機(jī)械的選用

4.1 混凝土原材料

在砂、石子、水泥等所有原材料的檢驗合格后，送往有資質(zhì)的水利工程實驗室進(jìn)行混凝土配合比的試驗并出具試驗配合比，通過專家論證后的試驗配合比用于本工程，在施工過程中施工配合比只能在試驗配合比的基礎(chǔ)上，在規(guī)范允許范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)。本工程混凝土坍落度采用70～85 mm。

4.2 施工機(jī)械

渠道自動攤鋪設(shè)備是一種自主研發(fā)生產(chǎn)的一套專用于渠道混凝土襯砌的設(shè)備，該設(shè)備由混凝土襯砌機(jī)、混凝土抹光機(jī)和人工平臺組成。該設(shè)備起點高、理念新，具有創(chuàng)新性和創(chuàng)造性，實現(xiàn)了渠道襯砌能夠程序化、機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的施工目標(biāo)，該設(shè)備的主要性能均處于國內(nèi)行業(yè)領(lǐng)先水平。

5 渠道機(jī)械混凝土襯砌施工技術(shù)

5.1 施工準(zhǔn)備

檢查生產(chǎn)道路、供電設(shè)備、供水、施工機(jī)械、機(jī)具等混凝土澆筑前的各項準(zhǔn)備工作。

5.2 測量放樣、削坡

通過GPR儀器先放出坡腳線、坡肩線坐標(biāo)及高程，利用挖掘機(jī)進(jìn)行粗挖，在粗挖的過程中，粗挖后預(yù)留20～30 cm 保護(hù)層；在精削坡的過程中，每5 m設(shè)置一個高程樁，人工找到精削坡面高程，將挖掘機(jī)進(jìn)行改造，把斗齒部位增加平板鋼板，人工配合挖掘機(jī)將多余土方開挖。精削坡利用水準(zhǔn)儀控制坡腳、坡肩高程，采用帶水平線、對角線的方法，控制基礎(chǔ)面削坡平整度及厚度保證在規(guī)范要求范圍內(nèi)。

5.3 軌道鋪設(shè)

軌道是保證襯砌機(jī)順利運行的前提保障，是控制混凝土厚度與尺寸的關(guān)鍵，要確保軌道高程與方向正確。軌道鋪設(shè)前人工掛線清理軌道基礎(chǔ)，嚴(yán)格控制軌道底高程，對軟弱基礎(chǔ)要夯實或用石料換填，保證軌道鋪設(shè)穩(wěn)定。軌道鋪設(shè)方向與渠道中心線平行，鋪設(shè)坡腳、坡肩軌道應(yīng)在模板以外，距坡肩宜在0.50 m，坡腳宜在1.00 m以外，軌道下方應(yīng)鋪墊枕木或墊板，方向與軌道保持垂直，間距的布置保證0.80 m以內(nèi)，確保襯砌機(jī)行走穩(wěn)定。

5.4 土工膜焊接

復(fù)合土工膜的形式為兩布一膜，兩邊為土工布，中間為塑料薄膜。施工時要保證土工膜的平順，，焊接前先對塑料膜表面灰塵進(jìn)行清理，保持薄膜干燥，搭接寬度應(yīng)≥10 cm。為保證焊接質(zhì)量在渠坡頂部進(jìn)行平順焊接，焊接完成后，然后進(jìn)行順?biāo)鞣较蜾佋O(shè)，鋪設(shè)要求大面平整，無褶皺、緊繃、架空現(xiàn)象，最后進(jìn)行氣壓試驗，充氣至0.15～0.20 MPa，時間保持1-5 min，氣壓無明顯下降，否則應(yīng)及時檢查出壓力下降部位進(jìn)行補(bǔ)焊，檢查合格后，對氣針孔進(jìn)行封閉。焊接完成后對表層土工布的縫合，然后用膠帶條平順粘接至坡面。

5.5 模板安裝

用10 cm高槽鋼加工成的模板作為側(cè)模，安裝在上口設(shè)計邊線和下底預(yù)定分縫處。嚴(yán)格按渠道混凝土設(shè)計的分縫位置、高程安裝，安裝好的模板頂面高程誤差控制在±5 mm 范圍內(nèi)。用φ10 mm 的圓鋼，制作成U 型槽焊接在槽鋼底邊，長度≥50 cm，用編織袋裝土扣押在U型槽上，模板上下段用卡扣連接，將模板固定要牢固，澆筑振搗時不得位移變形。

5.6 倉位驗收

施工準(zhǔn)備齊全后，報監(jiān)理工程師檢驗合格后，待混凝土各項準(zhǔn)備工作完成后簽發(fā)混凝土開倉證。

5.7 混凝土澆筑

5.7.1 混凝土的生產(chǎn)拌和能力

混凝土拌和站的生產(chǎn)效率，應(yīng)滿足整個作業(yè)面澆筑高峰時期的強(qiáng)度。根據(jù)每盤混凝土料所需要的拌和時間，計算出每車混凝土所需的拌和時間，根據(jù)運輸運距、每車混凝土所需的澆筑時間計算出所需要安排多少混凝土車輛，來保證入倉混凝土的連續(xù)性。

5.7.2 安排專人負(fù)責(zé)指揮布料。

混凝土運輸車卸料前，先灑水對布料機(jī)傳送帶進(jìn)行濕潤，然后入倉，入倉時保證骨料倉混凝土均勻、飽滿，開動振動器及行走開關(guān)，邊行走、邊布料、邊震動，行走速度根據(jù)混凝土布料速度及時調(diào)整。混凝土攤鋪2～3 m 時，成型機(jī)啟動，進(jìn)行第二次振搗、提漿、整平。坡腳、坡肩處安排專人輔助布料，如果出現(xiàn)部分地方粗骨料集中時，人工將粗骨料分散至漿液較多處，不允許用漿液蓋壓，入倉混凝土料要連續(xù)，避免間歇時間過長。

5.7.3 機(jī)械襯砌操作及混凝土振搗

施工中要嚴(yán)格按照襯砌機(jī)操作流程進(jìn)行規(guī)范操作，根據(jù)施工工藝試驗所確定的振搗時間，行走速度等參數(shù)進(jìn)行執(zhí)行。確保澆筑過的混凝土振搗到位，不出現(xiàn)漏振、欠振、過振現(xiàn)象，達(dá)到表面、深層提漿效果好，有利于抹平、收面。襯砌機(jī)的坡肩、坡腳、及開倉、收倉邊角處安排專人利用D30 型小型振搗器輔助振搗，避免拆模是混凝土周邊蜂窩、麻面現(xiàn)象出現(xiàn)。

5.7.4 施工過程中停機(jī)時的操作

在施工過程完成中，機(jī)械暫時停機(jī)時，要解除自動控制系統(tǒng)，升起機(jī)架，行駛工作面之外，清理機(jī)械上的附屬物，對機(jī)械進(jìn)行保養(yǎng)。

如果在澆筑過程中，出現(xiàn)機(jī)械故障時，首先對故障進(jìn)行檢查，排除故障，當(dāng)檢查故障需要的時間過長時，通知拌和站暫停生產(chǎn)，其次將襯砌機(jī)開至工作面以外進(jìn)行檢修，另安排人工對襯砌作業(yè)面快速處理，確保襯砌質(zhì)量。

5.7.5 上部齒槽、坡腳和周邊施工

上部齒墻、坡腳齒墻和模板周邊的施工設(shè)專人負(fù)責(zé)。人工輔助機(jī)械布料，采用D30小型振搗棒進(jìn)行振搗。確保拆模后混凝土表面無蜂窩、麻面現(xiàn)象，澆筑完成后，邊角部位超出混凝土變現(xiàn)進(jìn)行處理，防止拆模是邊角出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，對拆模后的混凝土做好成品的保護(hù)。

5.7.6 混凝土收面

機(jī)械襯砌寬度達(dá)到3～4 m 時，機(jī)械抹盤開始對襯砌面進(jìn)行整平和提漿，將裸露的石子抹入混凝土中，第一次抹面應(yīng)從坡腳至坡肩自下而上進(jìn)行，第二次抹面的時候與第一次間隔20 min左右，前兩次抹面主要是對混凝土進(jìn)行提漿、找平，第三次抹面應(yīng)采用磨面機(jī)與人工收面相配合的方式進(jìn)行，確保最后混凝土表面光潔度。

5.8 伸縮縫的制作和安裝

機(jī)械襯砌混凝土渠道邊坡伸縮縫形式有半縫和通縫兩種。通縫與半縫均采用切割機(jī)切縫，切縫前按十字分縫彈出墨斗線，安裝桁架支撐導(dǎo)向，以保證切出縫的順直與位置的準(zhǔn)確性，無法使用桁架支撐的部位采用人工導(dǎo)向切割，切縫順序先切通縫在切半縫。

5.9 養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成待終凝后，灑水對表面進(jìn)行濕潤，采用塑料薄膜覆蓋嚴(yán)蔽，外部再用棉氈進(jìn)行覆蓋，養(yǎng)護(hù)時間≥28 d。

5.10 質(zhì)量檢查

混凝土成品主要對外觀質(zhì)量與實體質(zhì)量進(jìn)行檢查，外觀質(zhì)量主要采用2 m靠尺、塞尺進(jìn)行平整度檢查，并做好詳細(xì)記錄；實體質(zhì)量主要對渠坡、渠底混凝土取芯，主要檢查混凝土厚度、密實度、抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)。

6 結(jié)論

陸渾灌區(qū)續(xù)建與節(jié)水改造工程利用機(jī)械襯砌的施工作業(yè)面，通過加強(qiáng)施工技術(shù)控制，施工進(jìn)度明顯提高，工程實體質(zhì)量能夠得到較好控制，外觀質(zhì)量整體性好，減少輔助機(jī)械及節(jié)約人力，更好地降低成本，更好地滿足了設(shè)計及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，使其工程質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。望此渠道機(jī)械襯砌施工技術(shù)對類似工程有參考意義。