渠道混凝土機(jī)械化襯砌質(zhì)量控制

□尹順超 □王冬冬 □劉紅星（河南水利建筑工程有限公司）

1.概述

渠道混凝土機(jī)械化襯砌是南水北調(diào)中線干線工程最大的一個施工項目，也是南水北調(diào)工程與其它水利工程最大的區(qū)別之一。渠道混凝土機(jī)械化襯砌，國內(nèi)從南水北調(diào)東線山東濟(jì)平干渠開始試驗，到南水北調(diào)中線工程大面積推廣使用，僅10余年時間，在混凝土襯砌機(jī)結(jié)構(gòu)、襯砌混凝土配合比、襯砌后切縫時間等許多方面尚需進(jìn)一步試驗研究。根據(jù)在南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程和安陽段工程渠道混凝土機(jī)械化襯砌的施工實踐，總結(jié)了渠道混凝土機(jī)械化襯砌的特點，針對渠道襯砌混凝土容易產(chǎn)生的質(zhì)量問題，采取了一系列措施進(jìn)行渠道混凝土襯砌質(zhì)量控制，并取得了良好的效果。

2.渠道襯砌混凝土特點

渠道混凝土機(jī)械化襯砌施工在施工配合比、混凝土入倉、振搗、施工縫設(shè)置及養(yǎng)護(hù)等方面，與普通混凝土有很大差異。與普通混凝土相比較，南水北調(diào)中線工程渠道襯砌混凝土有以下幾個特點：超薄壁（邊坡襯砌厚度為10cm，渠底襯砌厚度為8cm），表面積特別大；素混凝土，脆性大（無鋼筋拉結(jié)）；混凝土下部鋪設(shè)有土工膜、保溫板，其基礎(chǔ)為柔性基礎(chǔ)。對渠坡面與保溫板鋪設(shè)平整度要求很高；渠坡斜面澆筑（襯砌），坡比不一，對襯砌機(jī)的性能要求高；人工切縫與填縫，縱橫縫交叉，止水防滲要求高；襯砌混凝土以減糙為目的，表面平整度、光潔度要求高。

3.渠道襯砌混凝土容易產(chǎn)生的質(zhì)量問題

3.1 渠道襯砌混凝土裂縫

混凝土裂縫是混凝土的通病，尤其是像渠道襯砌混凝土這種超薄壁結(jié)構(gòu)，更容易產(chǎn)生裂縫。渠道襯砌混凝土裂縫的產(chǎn)生主要與下列因素有關(guān)：與襯砌機(jī)的性能有關(guān)，不同的襯砌機(jī)振搗密實度不同；與混凝土配合比有關(guān)；與施工時段有關(guān)，不同的施工時段，所產(chǎn)生的裂縫數(shù)量、寬度不同；與混凝土切縫間隔時間有關(guān)；與混凝土養(yǎng)護(hù)有關(guān)；與氣候環(huán)境變化有關(guān)，大風(fēng)、寒流、氣溫突變等期間襯砌的混凝土容易產(chǎn)生裂縫。

3.2 襯砌厚度多數(shù)偏大

從南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程和安陽段渠道混凝土機(jī)械化襯砌施工經(jīng)驗來看，襯砌機(jī)襯砌混凝土厚度普遍超出設(shè)計厚度，因而導(dǎo)致投資增大。故在渠道混凝土機(jī)械化襯砌質(zhì)量控制時，應(yīng)把襯砌混凝土厚度作為一項重點項目進(jìn)行控制。

3.3 混凝土外觀

渠道混凝土機(jī)械化襯砌外觀質(zhì)量要求高，襯砌厚度、密度、表面平整度、切縫寬度、深度以及密封膠填縫深度、順直度、外觀尺寸等較普通混凝土要求高，尤其是表面平整度（8mm/2m），不易達(dá)到規(guī)范要求。

4.渠道襯砌混凝土質(zhì)量控制措施

渠道混凝土機(jī)械化襯砌，作為一項新的施工工藝，使用時間短，對襯砌機(jī)性能要求高，又存在混凝土容易產(chǎn)生的質(zhì)量通病，故而其質(zhì)量控制存在很大的難度。根據(jù)我們在南水北調(diào)中線工程京石段和安陽、新鄉(xiāng)段渠道混凝土襯砌的工程施工實踐，結(jié)合不同坡比、不同地質(zhì)條件以及施工管理經(jīng)驗，采取一系列措施進(jìn)行渠道混凝土機(jī)械化質(zhì)量控制，并取得了良好的效果。

4.1 嚴(yán)格控制渠坡整修與保溫板、土工膜鋪設(shè)質(zhì)量

渠坡建基面由人工或削坡機(jī)進(jìn)行削坡、整平。削坡后基面應(yīng)清理干凈，無雜物，平整度滿足設(shè)計要求。雨淋溝和塌坡應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)坡，并按設(shè)計要求壓實。建基面經(jīng)“四方”聯(lián)合驗收合格后，方可進(jìn)行下道工序施工。

保溫板鋪設(shè)前，按設(shè)計要求進(jìn)行檢查，不應(yīng)使用缺角、斷裂、尺寸不夠、厚度不均、局部凹陷的保溫板材；保溫板應(yīng)鋪放整齊、與基面結(jié)合緊密，兩板連接處的錯臺應(yīng)滿足設(shè)計要求；保溫板鋪設(shè)后要保持板面完整、潔凈，不應(yīng)踩踏或放置重物。保溫板鋪設(shè)完成后，經(jīng)監(jiān)理方驗收合格，方可進(jìn)行土工膜鋪設(shè)。

土工膜鋪設(shè)應(yīng)滿足設(shè)計要求，保持自然松弛，與保溫板之間壓平貼緊，避免架空，嚴(yán)禁出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象。搭接焊接牢靠，焊接面潔凈，無污垢、積水、砂土等雜質(zhì)。邊緣部位要壓緊固定。土工膜鋪設(shè)完成后及時通知監(jiān)理人員現(xiàn)場檢查，避免長時間暴曬。經(jīng)監(jiān)理人員檢查合格后，方可進(jìn)行渠道襯砌混凝土施工。

4.2 渠道襯砌混凝土配合比

南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程設(shè)計單位所給定襯砌混凝土為二級配混凝土，實際襯砌施工中，發(fā)現(xiàn)二級配混凝土不僅容易產(chǎn)生混凝土分離現(xiàn)象，不利于收面，而且易產(chǎn)生裂縫，后通過試驗對比，將二級配混凝土改為一級配混凝土襯砌。試驗結(jié)果證明同樣配比中，將粗骨料由二級配改為一級配后，產(chǎn)生裂縫的幾率減少，也易于收面。使用一級配混凝土施工，不僅加快了施工進(jìn)度，也提高了施工質(zhì)量。據(jù)對京石段渠道襯砌混凝土裂縫統(tǒng)計，同等坡比、渠長情況下，二級配混凝土要比一級配混凝土產(chǎn)生裂縫高出30%～50%。因此，選用合適的配合比，是減少渠道混凝土機(jī)械化襯砌的裂縫數(shù)量，保證混凝土襯砌質(zhì)量的主要技術(shù)措施之一。

4.3 混凝土拌和物（坍落度）質(zhì)量控制指標(biāo)確定

混凝土拌和物現(xiàn)場質(zhì)量檢測項目主要為坍落度、含氣量、泌水率。含氣量、泌水率檢測符合規(guī)范要求即可，但坍落度值僅僅符合設(shè)計與施工規(guī)范規(guī)定的區(qū)間是不行的。渠道機(jī)械化襯砌混凝土均用混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送混凝土至襯砌機(jī)進(jìn)料斗，設(shè)計給定坍落度值為4～8cm。從實際施工經(jīng)驗總結(jié)，坍落度值控制范圍宜為5～6cm，因為<5cm，混凝土攪拌運(yùn)輸車卸料困難；>6cm，混凝土在渠坡面上易流動，增加襯砌難度。

4.4 混凝土運(yùn)輸

施工單位應(yīng)配備性能良好的混凝土攪拌運(yùn)輸車輛，并根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況（混凝土拌和站的生產(chǎn)能力、運(yùn)距、車輛往返速度、車的載重能力）選用足夠數(shù)量的車輛進(jìn)行混凝土運(yùn)輸。結(jié)合南水北調(diào)京石段工程施工實踐，考慮到大型渠道機(jī)械化襯砌施工的特點（單位時間內(nèi)襯砌設(shè)備的混凝土用量大），為保障混凝土澆筑施工的連續(xù)性，混凝土攪拌運(yùn)輸車容量不宜小于6m3。

4.5 襯砌機(jī)設(shè)備的選用及安裝

襯砌設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用已在南水北調(diào)工程中使用且施工性能良好的襯砌機(jī)進(jìn)行渠道襯砌混凝土施工。襯砌機(jī)應(yīng)能適用于不同的坡度、坡長渠道混凝土襯砌，可一次完成渠道混凝土布料、振搗密實、提漿、成型，施工速度快，效率高，襯砌質(zhì)量好。襯砌機(jī)安裝前，應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說明書，嚴(yán)格按照說明書的要求進(jìn)行組裝，首次安裝時應(yīng)有設(shè)備生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員在場指導(dǎo)，安裝應(yīng)遵循“先主體后附件，先機(jī)械后電器”的原則進(jìn)行。設(shè)備安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)行，以檢查襯砌機(jī)的使用性能。

4.6 混凝土施工時段的選擇

高溫季節(jié)施工時應(yīng)選擇早晨、傍晚或夜間進(jìn)行施工，白天應(yīng)停止施工。低溫季節(jié)施工時應(yīng)采取添加防凍劑、加熱水等措施，以保證混凝土入倉溫度，同時，當(dāng)水溫過高時，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土原材料的投放順序，先加粗細(xì)骨料，后加水泥，以防止混凝土產(chǎn)生假凝。

襯砌施工中，遇到天氣突變（大風(fēng)、干熱、寒流、大雨或暴雨）情況，原則上立即停止襯砌施工，并采取覆蓋防護(hù)措施。但當(dāng)一個襯砌倉號尚未完成時，采取邊處理，邊覆蓋（已成型面），盡量減少暴露面積及時間。

4.7 混凝土抹面壓光

襯砌成型后，首先由工作臺車進(jìn)行抹面，并在混凝土初凝前及時進(jìn)行壓光處理，消除表面氣泡，使混凝土表面平整，光滑；其次在工作臺車抹面壓光后，由人工進(jìn)行收面，根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，收面2～3遍，以保證混凝土外觀質(zhì)量滿足規(guī)范要求。

4.8 混凝土養(yǎng)護(hù)

渠道襯砌混凝土濕潤養(yǎng)護(hù)不應(yīng)少于28d。在干旱、多風(fēng)、日曬的天氣或高溫季節(jié)施工時，要求采用草簾或氈布覆蓋進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)；低溫季節(jié)施工時，要求在混凝土表面覆蓋塑料膜，然后再用棉氈進(jìn)行保溫，氣溫過低時，要求搭溫棚進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，防止混凝土凍融破壞。

4.9 混凝土厚度控制

襯砌機(jī)一般在槽鋼軌道上行走，槽鋼的厚度、高程就直接影響襯砌混凝土厚度，因而，應(yīng)把其作為混凝土控制的要點，首先根據(jù)不同的坡比計算槽鋼鋪設(shè)的高程，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師審查、復(fù)核，滿足要求后，方可使用。

4.10 混凝土切縫時間控制

為避免襯砌混凝土裂縫，混凝土切縫宜盡早進(jìn)行，按照《水工混凝土施工規(guī)范》要求，混凝土抗壓強(qiáng)度未達(dá)到2.5MPa前，不得進(jìn)行下道工序的倉面準(zhǔn)備工作。根據(jù)南水北調(diào)中線工程京石段和安陽段施工實踐，切縫應(yīng)在混凝土終凝時開始，此時混凝土強(qiáng)度低，切縫速度快，對鋸片的磨損小，具有較好的實用性和經(jīng)濟(jì)性。因而，在施工時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況，要求作業(yè)人員及時進(jìn)行混凝土切縫，控制混凝土裂縫。

5.結(jié)語

渠道混凝土機(jī)械化襯砌質(zhì)量控制主要為襯砌機(jī)的選用、混凝土配合比、施工時間控制等?？刂谱∪藶橐蛩兀莆账杓夹g(shù)能力，遵循自然規(guī)律，運(yùn)用襯砌機(jī)的使用性能，通過抓質(zhì)量，抓管理，有效的保證了渠道混凝土機(jī)械化襯砌的質(zhì)量；并在南水北調(diào)中線京石段和安陽段襯砌工程中，取得了良好的效果。然而，渠道混凝土機(jī)械化襯砌歷時尚短，無論是施工工藝和管理水平，都存在著許多不足之處，仍需在以后的施工實踐中不斷的改進(jìn)和提高。