南水北調(diào)工程渠道襯砌機(jī)械化施工技術(shù)

楊建春 谷 峰 王金鳳

(中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙 410007)

1 工程概況

南水北調(diào)中線一期引江濟(jì)漢工程某標(biāo)位于荊州市荊州區(qū)境內(nèi)，渠道過水?dāng)嗝鏋樘菪螖嗝?，渠坡襯砌頂高程為33.45 m，渠底高程26.2 m，渠底寬 56.16 m ～58.08 m。渠道邊坡坡比為 1∶2.0 ～1∶3.0。襯砌坡長16.21 m ～22.93 m，渠道采用 C20 W6 現(xiàn)澆混凝土襯砌，襯砌渠底厚8 cm，邊坡厚12 cm，其下為15 cm厚砂石墊層。襯砌坡腳部位設(shè)置混凝土腳槽，頂部設(shè)置混凝土鎖口石。底板、護(hù)坡上設(shè)φ5 cm排水孔?；炷烈r砌板橫向每12 m設(shè)置一條通縫，每4 m一條半縫，渠坡縱向全部為半縫;半縫寬1 cm深3 cm，采用30號瀝青灌縫。通縫下部用聚乙烯閉孔泡沫板填充，頂部2 cm用30號瀝青填充。

2 渠道襯砌施工方法

2.1 施工放樣

襯砌前測量隊按要求設(shè)置渠道襯砌平面控制點(diǎn)及高程控制點(diǎn)，放出襯砌機(jī)軌道的平面位置及軌道安裝高程。同時，根據(jù)混凝土襯砌厚度及砂石墊層厚度放出削坡位置及高程。

2.2 削坡

削坡采用挖掘機(jī)粗削，人工精修的方法。先將挖掘機(jī)的斗齒改造成平板狀，自下而上進(jìn)行削坡，削坡至渠坡設(shè)計頂高程10 cm～20 cm時，采用人工進(jìn)行精修。削坡產(chǎn)生的土體放至堤頂，統(tǒng)一運(yùn)至渣場。

2.3 砂石墊層鋪設(shè)

砂石墊層鋪設(shè)采用挖掘機(jī)鋪料，人工輔助找平的方法。攤鋪時用自卸汽車將砂石料運(yùn)至堤頂，采用反鏟將混合均勻的砂石料從下而上在坡面上均勻攤鋪布料，人工整平。整平時，分別在坡腳、坡肩及坡面布設(shè)控制樁，順渠道方向每6 m布置一排，樁與樁之間線繩連接，把渠坡分成若干小塊，線繩之間掛滑動線繩，人工移動，按照砂石墊層設(shè)計高程設(shè)置控制線高度，調(diào)整兩側(cè)槽鋼高程，人工用刮板在兩側(cè)槽鋼上移動，并嚴(yán)格控制坡面平整度。砂石墊層鋪設(shè)完成后，檢測砂石料均勻度、平整度、厚度。

2.4 立模

渠坡采用［12槽鋼自制鋼模，安裝模板時保證模板的高度及順直度。模板外側(cè)用鋼釬將模板固定。

2.5 混凝土襯砌施工

2.5.1 施工準(zhǔn)備

施工前，對施工現(xiàn)場準(zhǔn)備工作進(jìn)行如下檢查:

1)檢查和校對原材料的規(guī)格和混凝土配料單是否與設(shè)計配合比相符合，各項指標(biāo)是否合格;

2)校核軌道板高程和基準(zhǔn)線位置;依照設(shè)計邊線立模板并加固牢靠。檢查拌和系統(tǒng)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，運(yùn)輸車輛是否準(zhǔn)備就緒;

3)在倉面起始位置調(diào)整好襯砌機(jī)機(jī)架坡比和高程，設(shè)定好襯砌機(jī)上、下液壓升降機(jī)構(gòu)，板厚與設(shè)計值的偏差為－5%～+20%，空載試運(yùn)行正常;

4)襯砌機(jī)、桁架抹面機(jī)和振搗棒等其他工器具準(zhǔn)備情況及運(yùn)行狀態(tài)正常。

2.5.2 混凝土拌和

混凝土拌和系統(tǒng)采用2臺HZS50型拌和機(jī)，平均生產(chǎn)能力30 m3/h，能滿足渠道襯砌需要。拌和站備有發(fā)電機(jī)和水池，保證水、電供應(yīng)，襯砌過程中，各種原材料保證充足。每天襯砌開盤前，試驗(yàn)室對砂石骨料的含水率進(jìn)行測定后開具施工配料單。拌和站根據(jù)由試驗(yàn)室簽發(fā)經(jīng)監(jiān)理審核的混凝土施工配料單進(jìn)行配料。

2.5.3 混凝土運(yùn)輸

襯砌混凝土采用混凝土罐車運(yùn)輸，罐車容量7 m3。每次裝運(yùn)混凝土前，將罐車內(nèi)清洗干凈，保持罐內(nèi)濕潤、無存水，每次施工完成后，將罐內(nèi)的殘留物清洗干凈。

2.5.4 混凝土澆筑

1)布料、攤鋪。

渠坡混凝土施工采用河南洛陽麗銘產(chǎn)QDCQ650型襯砌機(jī)進(jìn)行布料。布料前，現(xiàn)場試驗(yàn)人員對罐車出口混凝土的坍落度進(jìn)行檢測，坍落度滿足布料要求時方能布料。襯砌機(jī)布料不均勻及布料不到的地方人工及時進(jìn)行補(bǔ)充，保證襯砌的厚度。

2)振搗。

襯砌機(jī)布料系統(tǒng)自帶振搗器，在臨時儲料倉布料達(dá)到2/3先開動高頻低幅振搗棒10 s～15 s后，再開動行走布料小車進(jìn)行坡面混凝土襯砌工作，以保證混凝土料的振搗均勻、密實(shí)。襯砌過程中經(jīng)常檢查振動設(shè)備的運(yùn)行情況，嚴(yán)格控制振搗時間，使混凝土不過振、不漏振或欠振，達(dá)到表面出漿。振搗系統(tǒng)振搗不到位的部位人工及時用振搗棒進(jìn)行振搗，至表面泛漿，上、下棱線順直為止。

3)機(jī)械抹面。

混凝土攤鋪寬度約有3 m～4 m時，可用抹面機(jī)進(jìn)行抹面、收平、進(jìn)一步提漿。首次抹面時，從下向上進(jìn)行，抹面機(jī)的適宜高度以剛好接觸到混凝土表面為好。抹光機(jī)每次移動間距為2/3圓盤直徑，在連續(xù)作業(yè)時能保證不發(fā)生漏抹、表面均勻一致。抹面遍數(shù)為2遍。

4)人工收光。

用抹面機(jī)對混凝土表面進(jìn)行磨平以后，用手指輕壓混凝土表面，當(dāng)表面發(fā)硬，但稍有痕印時，便可進(jìn)行人工收光。施工中選用工作臺車作為人工抹面平臺，工作臺車采用桁架焊接而成，可行走、可調(diào)節(jié)高度和坡比。人工收面壓光應(yīng)在混凝土初凝前完成，消除表面氣孔、砂眼，使混凝土表面平整、光滑無抹痕。人工采用鋼抹子抹面收光2遍?；炷帘砻嫫秸葢?yīng)控制在8 mm～2 m之內(nèi)。

2.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)主要采用灑水保濕養(yǎng)護(hù)，混凝土初凝后對混凝土面用毛氈布進(jìn)行覆蓋，并對其進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。低溫季節(jié)主要進(jìn)行保溫防凍，混凝土初凝后先噴灑養(yǎng)護(hù)劑，后鋪設(shè)塑料薄膜，再鋪設(shè)毛氈布等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.7 伸縮縫施工

2.7.1 通縫與半縫

通縫采用預(yù)埋閉孔泡沫板的方式施工，施工前將泡沫板切割成寬度與襯砌混凝土板厚度相同的條帶(渠底泡沫板寬8 cm、邊坡寬12 cm)，在距泡沫板一端2 cm處進(jìn)行再切割但不割斷，預(yù)埋時將距切割處2 cm泡沫板面朝上緊貼模板，固定安裝，再進(jìn)行混凝土澆筑，待泡沫板兩側(cè)襯砌混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，取掉上部2 cm泡沫板，按要求填充瀝青。

半縫施工采用切割機(jī)切割，切割前應(yīng)按照設(shè)計要求分縫位置，用墨線在襯砌混凝土表面彈出切縫線，人工切割，按要求來填充瀝青。

2.7.2 縱縫與橫縫

1)縱縫切割。

縱縫采用簡易支撐架由坡腳開始向坡肩依次切割。簡易支撐架在已經(jīng)切割完成的分縫內(nèi)插入5 mm鋼板，鋼板上橫放8 cm的方管(方管內(nèi)套有長度調(diào)控裝置)，方管上縱放8 cm槽鋼，根據(jù)待切縫處的位置設(shè)立支撐方管的長度，操作人員推動切割機(jī)在8 cm槽鋼上行走完成切割工作。

2)橫縫切割。

橫縫采取從坡上開始向下切縫的施工方式，在坡肩固定一手動轆轤，將轆轤上的鋼絲繩與切割機(jī)相連。將減速機(jī)固定在坡面頂部(需高出坡面線)，緩緩向下切縫，到底部時，用木板搭設(shè)起平臺，方便切割機(jī)行走。切割時，一人扶切割機(jī)，控制切割深度和順直度。另一人控制切割速度，勻速搖動坡肩上的轆轤，牽引切割機(jī)行駛。

2.8 排水孔施工

排水孔施工采取襯砌時預(yù)埋排水孔的施工方法。先將φ50 mm的PVC管切成12 cm(渠底8 cm)的小節(jié)，待混凝土澆筑找平后，再按照設(shè)計的要求在排水孔埋設(shè)部位采用φ48的圓木或鋼管(長約20 cm)打孔，后放入PVC管，再人工找平管口周邊的混凝土面，并抹光。

3 施工過程質(zhì)量控制

1)削坡質(zhì)量控制。

邊坡開口線及渠底線測量放線控制。削坡不允許欠挖，超挖深度不大于規(guī)范相關(guān)要求。

2)砂石墊層質(zhì)量控制。

砂石料應(yīng)適當(dāng)灑水填筑，在鋪設(shè)過程中測量隊?wèi)?yīng)全程跟蹤測量，確保砂石墊層厚度、表面平整度滿足要求，發(fā)現(xiàn)凸點(diǎn)及時人工清除。

3)襯砌施工質(zhì)量控制。

襯砌過程中經(jīng)常檢查襯砌厚度，如誤差超出允許范圍及時調(diào)整。質(zhì)檢員對襯砌作業(yè)面進(jìn)行全程盯倉，確保作業(yè)隊嚴(yán)格按照施工工藝及規(guī)范要求施工。試驗(yàn)室做好出機(jī)口混凝土質(zhì)量控制及抗壓試塊的取樣檢測工作。襯砌機(jī)廠家安排技術(shù)員常駐施工現(xiàn)場，負(fù)責(zé)襯砌機(jī)的操作檢修及調(diào)試等工作，確保襯砌機(jī)運(yùn)行、使用正常。

4)抹面質(zhì)量控制。

人工抹面要視氣溫和強(qiáng)度的變化而增加或減少人員以確保襯砌混凝土表面光滑平整。

5)伸縮縫質(zhì)量控制。

按設(shè)計伸縮縫寬度購買混凝土切割片，及時切縫，施工過程中經(jīng)常檢查切縫的寬度和深度，當(dāng)不能滿足設(shè)計要求時及時更換鋸片。

6)排水孔質(zhì)量控制。

排水孔預(yù)埋前先按照設(shè)計圖紙進(jìn)行定位，在排水管安裝位置埋設(shè)排水管，埋設(shè)完成后及時對堵塞的排水孔進(jìn)行疏通。

4 結(jié)語

渠道襯砌機(jī)在引江濟(jì)漢工程大型渠道坡面襯砌中襯砌成型好，效率高，表面平整，達(dá)到高效優(yōu)質(zhì)的效果。但是襯砌機(jī)購買的成本高，再利用率小，在購買前應(yīng)建議進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效果評價，使用過程注意機(jī)械的維護(hù)和保養(yǎng)，機(jī)械的正常運(yùn)行對施工質(zhì)量是至關(guān)重要的。

相較于南水北調(diào)中線干線，先邊坡后底板的施工順序，采用先底板襯砌后邊坡襯砌的施工工藝更適合地下水資源豐富、地下水位高、汛期長、設(shè)計渠道底板無土工膜、無保溫板的引江濟(jì)漢工程渠道施工。

［1］DL/T 5144-2001，水工混凝土施工規(guī)范［S］.

［2］DSB D5-2006，渠道混凝土襯砌機(jī)械化施工技術(shù)規(guī)程［S］.

［3］鄭懷剛，高 岳.南水北調(diào)S18標(biāo)渠道岸坡機(jī)械化襯砌施工工藝［J］.南水北調(diào)與水利科技，2009(6):21-22.

［4］張躍松.南水北調(diào)渠道混凝土襯砌施工技術(shù)［J］.華北水利水電學(xué)報，2010(10):72-73.