渠道襯砌機混凝土施工措施及應用

楊培仁

(河南省水利水電工程建設質量監測站，河南 鄭州 450003)

1 渠道襯砌機簡述

1.1 渠道襯砌機的結構解析

1.1.1 大車行走系統

主要用來拖動整套襯砌機沿著水利工程渠道前進的方向保持勻速移動，確保渠道襯砌施工保持連續性。

1.1.2 主機桁架系統

在水利工程渠道坡面布置一套桁架，在渠道上下桁架安裝軌道用以布料小車和攤鋪小車的行走。

1.1.3 主機桁架升降系統

主要功能是連接主機桁架系統和大車行走系統，利用支腿的伸縮來調整桁架與坡面的高低距離，從而實現對混凝土澆筑厚度的調整。

1.1.4 上料輸送機

將混凝土通過機械轉運到布料系統。

1.1.5 布料系統

通過布置在主機桁架系統上部的膠帶輸送機、布料小車、牽引系統等為渠道坡面的混凝土均勻澆筑提供支持。

1.1.6 攤鋪襯砌系統

主要利用動力裝置將坡面上的混凝土進行攤平、振實、壓光。

1.1.7 電控系統

主要是電氣化控制裝備用來輔助機械設備的電氣自動化運轉，從而為渠道襯砌機施工作業提供強勁動力支持。

1.2 渠道襯砌機的應用優勢

渠道襯砌機的應用實現了水利工程渠道施工作業的自動化，尤其是混凝土施工的自動化、流程化,既提高了施工作業效率，同時還全面提升了施工質量，對水利工程項目建設的順利推進意義重大。渠道襯砌機在水利工程施工環節的應用避免了人工作業出現的誤差，同時利用機械自動化作業，施工人員、技術人員只需要簡單的機械操作即可完成大型施工作業，一方面減少了人力資源支出，另一方面利用機械作業可以提高施工現場的安全系數。

2 渠道襯砌結構及襯砌施工工藝

2.1 渠道襯砌結構

從目前中國水利工程渠道襯砌施工來看，大多采用的是預應力高壓灌漿水泥混凝土襯砌:一是因為水泥混凝土的結構性穩定;二是因為水泥混凝土的使用性價比最高。一般來說，渠道襯砌施工采用的是內襯，即在渠道表面施工前進行混凝土施工，一次襯砌施工后通過質量驗收才可進行表面施工處理，否則就要進行二次襯砌，目的就是確保渠道的給排水性能、結構穩固等，為后續水利工程正常運行打下基礎。

2.2 渠道襯砌施工工藝

2.2.1 渠道襯砌坡面準備

渠道襯砌施工設備準備完成后，需要對渠道基面進行處理并聯檢，做好渠道坡面的防凍脹施工設計及處理，同時還需要在施工過程中鋪設質量性能優良的防滲膜：一是基面處理主要是對渠道坡面、堤壩表面進行加固處理，確保渠道、堤壩的穩固性，聯合水利工程施工的多個部門進行檢驗，確認合格后才可進行下一階段的施工；二是水利工程項目運行過程中受環境氣候變化，渠道容易出現熱脹冷縮等現象，在施工中必須要充分考慮到相關因素并制定科學的施工措施；三是防滲膜鋪設，是為了避免工程運行期間大量的水滲入渠道土壤之中、造成渠道出現安全隱患。

2.2.2 混凝土配比施工與襯砌機施工準備

結合水利工程項目建設的規模及其現實狀況科學選擇混凝土配合比設計，進而進行科學設計與軌道鋪設，將渠道襯砌機準確安裝到位并進行空載試運行，確保渠道襯砌機正常運轉，為后續施工順利推進打下基礎。利用襯砌機進行混凝土的拌制及運輸，確保渠道襯砌施工所需物料的質量、性能及數量，保證施工質量安全。全力做好混凝土開倉前的質量驗收等工作，嚴格按照施工設計方案擬定的質量規格、性能進行抽檢，對不符合質量要求的材料，必須拒收并要求重新配置。

2.2.3 渠道襯砌施工作業的一般流程與規范要求

將符合質量要求的混凝土材料入倉布料，利用機械設備使之攪拌均勻后通過襯砌機的攤鋪襯砌系統在渠道表面進行攤鋪、振搗。在前述作業完成的基礎上做好渠道混凝土施工的抹面壓光，按照施工方案進行施工作業。對業已施工完成的渠道進行養護、切縫以利于渠道表面的排水，后期在運行過程中持續按照水利工程管理要求進行養護。

3 渠道襯砌機混凝土施工措施及應用分析

3.1 施工準備階段要科學充分

3.1.1 施工準備

施工人員首先需要到水利工程渠道襯砌施工現場進行實地勘查，全面厘清施工現場的各項資料，為后續施工作好準備。施工規劃安排要結合工程規模和詳細資料制定現場施工方案，并合理配置現場施工物資設備等，在此基礎上對參與施工各單位進行全面協調整合，確保施工秩序。

3.1.2 施工測量作業

根據前期設計的施工圖紙與水利工程施工現場的實際狀況進行渠道的放線測量，尤其是對地勢起伏變化的部位要在原有測量的基礎上進行細化，確保水利工程渠道的測量施工點位精確，為后期機械施工和人工作業提供保障。

3.1.3 因地制宜渠坡處理

由于水利工程項目建設大多在環境相對較差的區域進行，一些已經開挖的渠道或長期運行的水利工程渠道的維護常常面臨變形、沉陷等問題，必須結合實際需要采用高強度混凝土進行加固處理。同時對渠頂高程、坡面高程等直接影響水利工程項目建設及運行安全的渠道處理工藝嚴格控制施工工序及質量安全。

3.2 復合土工膜及混凝土腳槽澆筑

首先，嚴格按照水利工程渠道土工膜焊接施工設計方案的要求，對施工工藝、控制參數嚴格按照經過科學論證的實驗結論實施。其次，根據一般施工工藝要求，先用封口機縫合最下層的土工布，再使用土工膜熱焊機對夾膜進行勻速焊接，確保土工膜施工的質量與性能。最后，復合土工膜施工大多采用的是雙層覆膜施工工藝，在第一幅土工膜鋪好后進行焊接邊的翻折，然后在第一層膜上反向鋪設第二層土工膜，接著進行焊接邊緣的調整并采用封口機進行縫合。混凝土腳槽澆筑施工是對渠道進行全面處理的前期必備工序，主要是使用混凝土從開挖的渠道底部開始逐層澆筑，采用水平分層的技術措施，確保澆筑的混凝土按照既定施工設計方案進行，采用機械與人工平倉相結合的作業方式，對混凝土進行振搗后進行抹面壓光，確保混凝土腳槽的伸縮性與防水性能。

3.3 渠道襯砌機調試準備

3.3.1 襯砌機組裝要求

水利工程渠道施工采用的襯砌機是大型機械設備，其安裝使用必須嚴格遵守相關工序要求，尤其是在跨點施工作業時需要拆卸，更需要注意結構配件的使用安全，確保整機裝備的性能及安全。在襯砌施工前測量的渠道基準線準確標注后，鋪設好軌道并調直整平待用，軌道中心線的高低必須保持一致，確保后續安裝的襯砌機結構部件的穩定與安全，嚴格按照襯砌機的結構安裝順序進行，避免違規安裝導致的結構銜接配合不暢引起后續施工故障。

3.3.2 襯砌機調試要點

前期按照襯砌機安裝說明與要求安裝完成的襯砌機，必須經過一系列的調試后，才能投入正常的施工作業中。對機械設備進行調試，包括對大車行走系統、主機桁架系統、主機桁架升降系統、上料輸送機、布料系統、攤鋪襯砌系統等涉及大型機械設備的調試；進行電氣系統調試，包括線路安全、電氣自動化運行狀況等，避免出現電氣故障；在前述調試完成后進行整機的聯動調試，確認襯砌機的性能安全后方可進行施工作業。

3.4 混凝土襯砌施工

3.4.1 襯砌參數設定

當前采用的大型襯砌機具備一定的智能化，其施工作業的相關數據參數是可以進行自由調節的，技術人員根據水利工程渠道施工的實際需求，按照科學論證的相關參數進行機械設備自動化運作、電氣運作的參數設置。

3.4.2 襯砌機進行混凝土攪拌與運輸

在水利工程渠道的混凝土施工作業中采用傳統人工作業不僅費時費力且效率不高、質量沒有保障，利用襯砌機的機械設備進行自動化作業，一方面能夠對經過科學配比的混凝土進行全面的攪拌，確保其中的氣泡等影響混凝土結構性能的細微因素被全面消除；另一方面機械設備的運輸能力更強，且速率更快，有助于提升作業效率。

3.4.3 混凝土布料作業

通過調整襯砌機兩端的升降裝置使振動輥與渠道坡面距離達到施工要求的厚度，此后利用布料系統的機械自動化作業控制上料速度、攪拌速率等，同時利用布料小車的牽引作業將混凝土均勻布置到渠道坡面上。

3.4.4 混凝土攤鋪、振搗、壓光及質量檢測作業

前述施工工藝完成后，首先啟動預振裝置、攤鋪機將渠道坡面的混凝土攤平；其次利用混凝土與振搗器的高差進行擠壓振搗從而提高混凝土的密實性，此后進行反復循環作業進一步提升混凝土的性能；最后對渠道混凝土施工進行壓光調整其表面平整性，現場進行強度檢測，驗收后方可投入使用。

4 結語

渠道襯砌機作為一個多機械結構的整機裝備，將水利工程混凝土施工作業的各個環節和步驟統一協調進行，且電氣自動化的發展極大地提升了施工作業的效率，確保了施工安全，對整個水利工程渠道的防水性能、堅固性有較大的提升，隨著科學技術的持續發展進步，未來渠道襯砌機將會向著自動化、智能化方向進一步發展，對促進水利工程的發展非常有利。