三輥軸整平機(jī)在南水北調(diào)工程薄壁混凝土施工中的運(yùn)用

彭 玲，汪小雷

(中國水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

1 概述

南水北調(diào)工程某標(biāo)段渠道全長14.9724km，采用明渠自流輸水方案，梯形過水?dāng)嗝妫赘叱?2.864m～72.174m，設(shè)計底寬為20.5m～24.5m，渠道縱坡1/30000，設(shè)計水深6.0m，采用全斷面混凝土襯砌，渠坡厚度10cm，渠底厚度8cm，混凝土強(qiáng)度等級為C20F150W6。渠道混凝土襯砌斷面如圖1所示。

圖1 渠道混凝土襯砌斷面示意

本標(biāo)段共布置各類交叉建筑物28座，包括渠道倒虹吸1座，左岸排水倒虹吸6座，分水口門1座，渠渠交叉3座，公路橋10座和生產(chǎn)橋7座。由于渠道底部多為沙壤土，重型機(jī)械下到渠道底部容易對渠底土層產(chǎn)生擾動，從而影響渠底承載力。因此使用的機(jī)械設(shè)備應(yīng)吊裝輕便，單個重量不能太大，其整平機(jī)要求結(jié)構(gòu)簡單、造價低、能適應(yīng)大范圍渠底寬度變化，施工工藝容易掌握，便于操作，轉(zhuǎn)場方便。根據(jù)上述分析，我部選用了2臺7.5m長三輥軸整平機(jī)和1臺6.0m長三輥軸整平機(jī)配合進(jìn)行施工。

2 三輥軸整平機(jī)的施工應(yīng)用

渠底混凝土襯砌采用機(jī)械化布料成型機(jī)布料、三輥軸整平機(jī)振搗密實及整平提漿、油動抹光機(jī)收面的施工程序，全斷面跟進(jìn)的施工方式，在保障施工質(zhì)量的同時加快了施工進(jìn)度。

2.1 倉位劃分

由于渠道底部襯砌厚度為8cm，為素混凝土，每延米為18m2～20m2。如每倉澆筑過長，終凝后若切縫不及時極易引起貫穿性裂縫，對比設(shè)備投入標(biāo)及施工強(qiáng)度，每倉混凝土澆筑長度控制在48m～52m(切縫后每塊板尺寸為4m×4m)。

2.2 模版支立

在渠道底板施工程序中，當(dāng)渠床整理驗收、保溫板鋪設(shè)、土工膜鋪設(shè)驗收合格后，開始進(jìn)行模板及閉孔塑料板安裝。模板采用加高槽鋼制作，模板背面上下每隔1m焊接兩根φ12mm鋼筋，每根長50cm，并采用φ12mm鋼筋橫向連接。安裝模板時，在背面鋼筋上加壓砂袋對模板進(jìn)行固定。在混凝土澆筑前，測量人員配合現(xiàn)場施工人員及時校正模板位置及高程，確?；炷翝仓穸葷M足設(shè)計要求。

2.3 混凝土入倉

澆筑混凝土由HZS60型拌合站或HL90型拌合站拌制，9m3混凝土罐車運(yùn)輸，澆筑混凝土?xí)r，嚴(yán)格控制混凝土的坍落度，試驗員現(xiàn)場檢測混凝土拌和物的坍落度和含氣量。

渠道底板混凝土布料采用自行研制的襯砌成型布料機(jī)，可分為渠坡混凝土輸送系統(tǒng)和渠底水平布料系統(tǒng)兩部分，兩者結(jié)構(gòu)桁架(渠坡桁架和渠底桁架)通過鉸接連接，電動驅(qū)動輪(行走驅(qū)動裝置)分別安裝于渠坡鋼構(gòu)桁架頂部及水平鋼構(gòu)桁架兩端;支撐平衡裝置為三套橡膠從動輪，安裝于斜坡段中部及水平段兩端。水平段布料系統(tǒng)設(shè)有下料口。

2.4 混凝土澆筑

施工現(xiàn)場設(shè)專人指揮，澆筑按照連續(xù)順接方式進(jìn)行。澆筑時要均勻布料，厚度控制在10cm左右，人工采用鐵鍬配合平倉，并采用鋼尺跟蹤檢測混凝土澆筑厚度，對凸凹部位及時修整。

結(jié)合渠道底板設(shè)計寬度，選用2臺7.5m長三輥軸整平機(jī)和1臺6.0m長三輥軸整平機(jī)配合進(jìn)行振搗。三輥軸整平機(jī)軌道采用4m長80mm×80mm方鋼，直接鋪設(shè)在土工膜上部，待該段混凝土振搗平整后，及時拆除并對該部位進(jìn)行補(bǔ)料，并采用插入式振搗棒振搗密實。采用邊整平邊拆除導(dǎo)軌方式，要保證導(dǎo)軌有足夠的長度，拆除時間不能過早，以保證三輥軸整平機(jī)在必要時能夠在導(dǎo)軌上后退行走提漿，并能夠從混凝土中順利拆除。三輥軸整平機(jī)施工時，首先完成10m段的攤鋪、振搗、整平，調(diào)整好各道工序，實現(xiàn)三輥軸整平機(jī)兩端均勻、對稱行駛，保證設(shè)備不脫軌，并實行先攤鋪，再振搗、整平程序。在各道工序的銜接和工藝質(zhì)量符合要求后，再繼續(xù)進(jìn)行施工，施工過程中控制好間斷時間，確保連續(xù)施工。

為達(dá)到理想的整平效果，三輥軸整平機(jī)需往返作業(yè)1～2遍，人工配合修整填補(bǔ)鏟刮，以滿足施工質(zhì)量的要求。三輥軸整平機(jī)作業(yè)完成后，應(yīng)根據(jù)混凝土表面泌水情況，適時進(jìn)行刮平作業(yè)，將表面的泌水稀漿刮除，對模板邊角及振搗不到的部位人工補(bǔ)振密實，禁止出現(xiàn)漏振和過振現(xiàn)象。

圖2 渠底襯砌三輥軸分倉振搗平面示意

2.5 壓面、養(yǎng)護(hù)

由于每次澆筑成型的大面面積都達(dá)到了800m2以上，采用人工壓光收面無法確保在初凝前結(jié)束壓面工作，故采用機(jī)械壓面。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，每200m2配置直徑100cm的壓面機(jī)1臺，采用柴油驅(qū)動(防止在壓面的過程中突然停電)。

一般氣溫在10℃～20℃時，壓面機(jī)在完成振搗整平后1h開始工作(20℃～30℃則為30min)。最后一次抹面時，電動抹光機(jī)不使用抹盤，采用抹片抹面進(jìn)行壓光(以手指按混凝土能留下手指印，為最后一次抹面時間)，以提高混凝土表面的光潔度。

混凝土養(yǎng)護(hù)根據(jù)施工技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行，采用塑料薄膜和草簾、土工布或草簾覆蓋，并用水桶灑水養(yǎng)護(hù)，每間隔50m配置一個大水桶，容積3m3，底部接塑料管道引水，并用閘閥控制，養(yǎng)護(hù)時間不少于14d。

2.6 切縫

對于新澆筑完成的混凝土在強(qiáng)度達(dá)到50%后即進(jìn)行切縫工作，切縫過早容易出現(xiàn)崩邊，切縫過晚易產(chǎn)生裂縫，且混凝土強(qiáng)度過高后影響切縫速度。切縫前，用墨線彈出切縫線，用槽鋼作為鋸片擋邊。切縫時，應(yīng)隨時調(diào)整鋸片深度(在鋸片上劃上明顯標(biāo)識)，根據(jù)大面上積水(養(yǎng)護(hù)用水)情況調(diào)整鋸片高度。

2.7 三輥軸轉(zhuǎn)場

三輥軸自重較輕拆裝方便，距離較近(500m之內(nèi)，中間無障礙物)可自行行走至附近作業(yè)面(要求所經(jīng)過的路線平整)，對于距離較遠(yuǎn)或中間有障礙物的路段，可用裝載機(jī)或輕型卡車轉(zhuǎn)運(yùn)。

3 質(zhì)量控制

3.1 厚度控制

襯砌厚度由襯砌機(jī)的液壓升降支腿和內(nèi)置的模板進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，并定時控制砌機(jī)主機(jī)架繞度。三輥軸整平機(jī)采用8cm軌道控制整平后混凝土的鋪料厚度，保證混凝土表面平整、均勻。

在襯砌過程中經(jīng)常檢查襯砌厚度，如厚度有誤差及時調(diào)整，具體方法為襯砌機(jī)在待襯砌段定位后，鋪料前沿布料機(jī)每隔2m用直尺檢查一點(diǎn)，確保厚度誤差在±5%以內(nèi)。

3.2 平整度控制

混凝土抹面壓光時采用2m靠尺檢測平整度，應(yīng)控制在8mm/2m以內(nèi)，襯砌結(jié)束后用2m靠尺檢查，發(fā)現(xiàn)超限時及時人工抹面處理。

3.3 混凝土拌合物控制

混凝土塌落度對襯砌質(zhì)量影響較大，試驗室對每車混凝土進(jìn)行取樣監(jiān)控，對塌落度達(dá)不到12cm～14cm的混凝土，堅決不允許入倉。

4 小結(jié)

三輥軸整平機(jī)渠道襯砌機(jī)械化施工技術(shù)在本標(biāo)段渠道底板的成功應(yīng)用，為南水北調(diào)中線大型渠道底板混凝土襯砌發(fā)揮了積極作用，可為其它相應(yīng)溝渠底板襯砌施工提供借鑒。