南水北調(diào)中線工程渠道混凝土襯砌施工技術(shù)

賴國強(qiáng)

摘要:南水北調(diào)中線工程渠道混凝土襯砌采用機(jī)械化襯砌機(jī)施工,提高了工作效率,縮短了渠道襯砌施工工期,降低了施工成本,保證了工程質(zhì)量。

關(guān)鍵字:南水北調(diào)中線工程;渠道;機(jī)械化襯砌;施工技術(shù)

南水北調(diào)中線工程是一項(xiàng)跨流域、跨省市的特大型水利工程,是優(yōu)化我國水資源配置、實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會(huì)宏偉目標(biāo)的重大基礎(chǔ)性戰(zhàn)略工程,對(duì)國民經(jīng)濟(jì)全局和中華民族的長遠(yuǎn)發(fā)展具有重大而深遠(yuǎn)的意義。該工程的實(shí)施不僅可有效緩解京津和華北地區(qū)的缺水狀況,而且可改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境,支撐該地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,惠及子孫后代。

1 襯砌渠道的結(jié)構(gòu)型式

根據(jù)南水北調(diào)中線工程特點(diǎn)及沿線自然條件,渠道過水?dāng)嗝嬖O(shè)計(jì)為梯形斷面,采用C20W6F150混凝土襯砌,一般土渠段襯砌結(jié)構(gòu)形式為:渠道邊坡混凝土厚10cm,渠底厚8cm,下部為加糙聚苯乙烯泡沫塑料保溫板防凍脹,左岸保溫板厚3cm,右岸保溫板厚6cm,底部保溫板厚5cm。渠道過水?dāng)嗝嬉r砌板橫縫(垂直于水流方向),每隔4m設(shè)一道半縫,每隔12m設(shè)一道通縫;縱縫(平行水流方向):渠底兩坡角縱縫為通縫,其余縱縫全部為半縫。半縫寬1cm(為切半縫);通縫縫寬2cm,貫穿襯砌斷面。由于渠道過水?dāng)嗝娲?邊坡現(xiàn)澆混凝土人工襯砌遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到工程質(zhì)量及工期要求,因此渠道襯砌采用機(jī)械化混凝土襯砌機(jī)襯砌施工。

2 襯砌工程施工

2.1 施工準(zhǔn)備

渠道施工前,應(yīng)編制詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)及施工方案。充分作好料場(chǎng)、拌和場(chǎng)等施工場(chǎng)地的布置以及施工用電、用水、道路和機(jī)具設(shè)備的準(zhǔn)備工作。應(yīng)對(duì)試驗(yàn)和施工的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和試運(yùn)行,如不符合要求,應(yīng)予更換或調(diào)整。作好必要的臨時(shí)性排水設(shè)施,確保襯砌渠床符合施工要求。

2.2 襯砌基面處理

襯砌施工放樣按設(shè)計(jì)渠道幾何尺寸、各部標(biāo)高采用全站儀進(jìn)行放樣,并加以控制。

渠道混凝土襯砌前,首先采用挖掘機(jī)對(duì)坡面粗刷,粗刷預(yù)留土厚度10～20cm,然后由人工配合挖掘機(jī)精確削坡。削坡時(shí)順渠方向每3m布置控制樁,樁與樁之間用鋼絲聯(lián)接,鋼絲之間掛滑動(dòng)線繩,控制削坡厚度。對(duì)于小于1cm的不平處,采用細(xì)砂找平。削坡后的平整度用2m靠尺檢測(cè)≤1cm。

2.3 渠道保溫板的施工

基面精修整平合格后開始鋪設(shè)保溫板,保溫板鋪放整齊、拼縫嚴(yán)密、平整,并用竹簽或木楔固定于坡面,兩板連接處的高差不大于2mm;保溫板鋪設(shè)后須保持板面完整、潔凈,嚴(yán)禁踩踏和放置重物。保溫層完成但尚未進(jìn)行渠道混凝土襯砌部分,及時(shí)對(duì)保溫層進(jìn)行保護(hù),防止其破壞,施工過程中必須在保溫板上作業(yè)時(shí),保溫板上鋪設(shè)木板,人不得直接踩在保溫板上。

2.4 模板安裝

模板均采用槽鋼定型模板作為上、下及起始邊模板,分別安裝在上口混凝土襯砌設(shè)計(jì)邊線和下底齒墻分縫處。外側(cè)用Ф16鋼筋打入地下,后采用鉛絲綁扎固定(鋼筋撥出后孔眼灌M10砂槳)。模板安裝必須牢固,密封性好,保證不漏漿,脫模劑采用機(jī)油加柴油混合劑。

2.5 混凝土襯砌施工

襯砌基準(zhǔn)線。平行于渠道中心線設(shè)置基準(zhǔn)線能夠有效保證襯砌混凝土的平整度,襯砌機(jī)施工的基準(zhǔn)線設(shè)置方式和位置與襯砌機(jī)的類型有關(guān),對(duì)于軌道式襯砌機(jī)一般利用上、下兩條平行于渠道中心線的軌道作為襯砌基準(zhǔn)線,基準(zhǔn)線縱向設(shè)置長度200m左右,定位樁間距一般為6m,彎道段定位樁間距一般為3m,其中上軌道位置宜在上模板以外0.5m處,下軌道位置宜在下模板以外1.0m處。

基準(zhǔn)線的位置誤差為:水平誤差為±5mm,垂直誤差為±2mm。

襯砌混凝土施工配合比。審批后的施工配合比參數(shù)不得隨意調(diào)整,當(dāng)氣溫和運(yùn)輸條件變化時(shí),由專業(yè)試驗(yàn)員適當(dāng)微調(diào)用水量,以保證入倉坍落度不變,確保襯砌機(jī)械化施工的工作性能。根據(jù)試驗(yàn),擬定混凝土拌和物坍落度為4～8cm,含氣量為4%～6%較為合適。

混凝土機(jī)械化襯砌生產(chǎn)性試驗(yàn)。襯砌機(jī)械化施工前進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn),通過生產(chǎn)試驗(yàn)獲取主要的施工參數(shù),不同型號(hào)的襯砌機(jī)施工參數(shù)各不相同。CHQJ-00型振動(dòng)滑模襯砌機(jī)施工參數(shù)主要為:襯砌機(jī)大車行走速度:5m/min;襯砌機(jī)攤鋪小車行走速度:3m/min;襯砌機(jī)布料小車行走速度:3m/min;組合振搗器振搗行走速度:3m/min;壓光遍數(shù)6遍(機(jī)械4遍,人工2遍),布料振搗找平后1h電動(dòng)抹面提漿,緊跟一遍人工,第二遍間隔0.5～1h;混凝土坍落度入倉控制在4～6cm;生產(chǎn)能力:10m3/h;切逢時(shí)間:溫差?芨10℃時(shí)控制在2天內(nèi)切割; 10℃?芨溫差?芨15℃時(shí)控制在12h～24h;溫差?芏15℃時(shí)能上人時(shí)就可切割。養(yǎng)護(hù)時(shí)間在12h～18h開始。

混凝土襯砌機(jī)工作程序?；炷翝仓跋日{(diào)整襯砌機(jī)機(jī)架的坡比,然后人工掛線控制機(jī)架高程從而控制振動(dòng)滾筒的高程與混凝土的設(shè)計(jì)高程相符?；炷潦炝嫌晒捃囕斔椭敛剂蠙C(jī)進(jìn)料口,布料機(jī)將熟料均勻地?cái)備佋谝r砌面,并進(jìn)行振搗壓實(shí)。

鋪料厚度控制。襯砌機(jī)行走后,通過螺旋控制襯砌機(jī)的支撐腿高程,從而使混凝土襯砌厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

施工要點(diǎn)

布料前,所有設(shè)備進(jìn)行空運(yùn)檢查,質(zhì)檢員及時(shí)對(duì)混凝土拌和物進(jìn)行坍落度檢測(cè)。

罐車卸料時(shí),保證混凝土自由下落高度不大于1.5m;布料機(jī)布料要做到攤鋪均勻、平整,襯砌機(jī)宜勻速、連續(xù)工作。

襯砌施工過程中要經(jīng)常檢查高頻電動(dòng)振搗棒的工作情況,一旦發(fā)現(xiàn)襯砌后的混凝土表面出現(xiàn)漏石、蜂窩、麻面或橫向拉裂等現(xiàn)象,必須停機(jī)檢查、修理,必要時(shí)更換振搗棒,并對(duì)已澆的混凝土表面進(jìn)行處理。

嚴(yán)格控制混凝土振搗時(shí)間,使混凝土不過振、漏振或欠振,達(dá)到表面出漿時(shí)為宜;襯砌機(jī)料倉內(nèi)須保持充足的混凝土料,倉內(nèi)拌和物料位須高于振搗棒20cm。

進(jìn)入彎道襯砌施工時(shí),由于漸變段的上下軌道弧長不一,要進(jìn)行上下軌道行進(jìn)速度調(diào)整,保證襯砌機(jī)始終與渠道上口線保持垂直工作狀態(tài)。

2.6 襯砌施工停機(jī)處理

①停機(jī)的同時(shí)須解除自動(dòng)跟蹤控制,升起機(jī)架,將襯砌機(jī)駛離工作面,清理掉粘附的混凝土,整修停機(jī)襯砌端面,同時(shí)對(duì)襯砌機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)。

②當(dāng)襯砌機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),須立即通知拌和站停止生產(chǎn),在故障排除時(shí)間內(nèi)襯砌機(jī)內(nèi)的混凝土尚未初凝,可以繼續(xù)襯砌;但當(dāng)停機(jī)時(shí)間超過2小時(shí),須將襯砌機(jī)駛離工作面,并及時(shí)清理倉內(nèi)的混凝土,故障出現(xiàn)后澆筑的混凝土要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量的檢查,并清除掉分縫位置以外的混凝土,為恢復(fù)襯砌作業(yè)作好準(zhǔn)備。

2.7 抹面壓光

襯砌成型后的混凝土利用工作臺(tái)車在混凝土初凝前約2小時(shí)后,混凝土表面水分稍散失,采用圓盤抹光機(jī)進(jìn)行粗抹面。以表面平整、出漿為宜,一般抹3遍。等混凝土初凝后終凝前,再由人工壓實(shí)抹光3遍成活,混凝土表面平整度控制在5mm/2m以內(nèi)。

2.8 混凝土養(yǎng)護(hù)和保護(hù)

混凝土襯砌完成后采用塑料薄膜、土工布、草簾或毛氈及時(shí)覆蓋,并安排專人進(jìn)行灑水保濕養(yǎng)護(hù),灑水濕潤養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28天。

結(jié)束語:

南水北調(diào)中線工程渠道混凝土襯砌采用襯砌機(jī)施工,縮短了襯砌施工工期,降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度,為保南水北調(diào)通水,匯京城碧海藍(lán)天奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。