渠道邊坡襯砌機的施工運用

曾 亮（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙410004）

渠道邊坡襯砌機的施工運用

曾 亮（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙410004）

前言

隨著社會的進步和經濟的發(fā)展，大型薄壁現澆混凝土結構也越來越多，渠道底寬較大，邊坡坡度緩，渠道混凝土攤鋪量大。無論是襯砌質量還是施工進度，傳統(tǒng)的人工滑模施工工藝已遠遠不能滿足工程要求。而大型襯砌機混凝土襯砌施工提高了施工功效，減少了資源投入，降低了材料損耗和施工成本，實現了機械化作業(yè)，更重要的是解決了過水斷面混凝土表面平整度和糙率的難題。

該項技術在南水北調中線一期引江濟漢工程渠道混凝土施工中得到了成功應用，受到各參建單位的一致好評，在今后類似工程施工中具有廣泛的推廣應用前景。

1 工程實例：南水北調中線一期引江濟漢工程渠道1標

南水北調中線一期引江濟漢工程渠道1標全長5809m，渠道坡比為1：2、1：2.5、1：3、1：4。渠道過水斷面為梯形斷面，襯砌坡長16.21～22.93m。渠道采用C20現澆混凝土襯砌，邊坡襯砌厚度為12cm，其下設15cm厚砂石墊層，邊坡混凝土29616m3。渠道襯砌混凝土每12m設置一道橫向通縫，渠底縱向每12m設置一道通縫；通縫寬為2cm，采用預埋閉孔泡沫板分縫；另渠道縱向和橫向每4m設置一道半縫，半縫寬1cm，深3cm，采用切割機切縫。

渠道襯砌施工于2012年10月4日開始施工，于2014年1月23日完成，歷時16個月。邊坡除橋梁占壓段外其余全部采用渠道襯砌機襯砌，即采用襯砌機襯砌渠道邊坡長度11018延米。該項目渠道邊坡襯砌選用了QDCQ650型多功能坡面混凝土襯砌機，另配以QDMM900型坡面抹面機抹面。與傳統(tǒng)的施工工藝比較，用工僅為原來的1/2，施工速度卻提高了近三倍，減少了成本，縮短了工期，保障了質量，取得了良好的經濟效益。

2 作業(yè)流程及工藝原理

渠道邊坡襯砌機適用于各類型邊坡尺寸，將混凝土布料、攤鋪、振搗、碾實、軋光、行走等功能集中設計于整體機架上，實現了功能一體化。另配以坡面抹面機將混凝土提漿、抹平、收光、行走等功能集于一身，實現了抹面過程的功能一體化。

渠道邊坡襯砌機的動力是由外部電力系統(tǒng)提供，行走系統(tǒng)為軌道自行式結構。在襯砌作業(yè)時，混凝土由混凝土攪拌車運輸至現場，經皮帶輸送由自行式滑動刮刀分料，于襯砌機兩側料斗進入布料小車料倉，順坡自下而上布料。布料過程中，由布料小車上設置的高頻振搗棒將混凝土均勻振搗并機械進行找平，隨后滾筒進行提漿壓實。襯砌厚度是由襯砌機的升降支腿和內置的模板進行調節(jié)控制，在完成一段渠坡混凝土襯砌后襯砌機沿道軌行走進行下一段襯砌。

3 適用范圍

此方法適用于各種不同坡比的大型坡面薄壁現澆混凝土的機械化襯砌施工。主要用于渠道、堤壩護坡等的大面積混凝土襯砌。

4 施工工藝流程及操作要點

渠道襯砌機整機結構見渠道混凝土襯砌機結構示意圖（圖1）。

圖1 渠道混凝土襯砌機結構示意圖

混凝土襯砌機施工技術難點主要是混凝土攤鋪厚度和平整度的控制。

混凝土襯砌機施工工法工藝流程如下：

襯砌機安裝與調試→生產性施工試驗→混凝土攪拌→混凝土運輸→混凝土布料→混凝土振搗（壓實）→混凝土抹面壓光→混凝土養(yǎng)護→混凝土切縫。

4.1 襯砌機安裝與調試

混凝土襯砌機及抹面機在廠家工作人員指導下進行安裝、調試。根據渠道控制做標、施工橫斷面結構尺寸和邊坡襯砌機的特性，用由測量人員按6m做好軌道中心線及高程標記。軌道基底要求平整、密實，避免因襯砌機行走使軌道基底沉陷，襯砌厚度不便于把控，影響襯砌質量。

4.2 生產性施工試驗

在進行正式施工之前，生產性施工試驗必不可少，其主要任務有：

（1）檢驗襯砌機械化施工系統(tǒng)的機械性能和生產能力，檢驗與實際生產能力相匹配的配套機械性能；

（2）確定襯砌機的適宜工作參數，包括襯砌機工作速度、振搗時間、抹面壓光的適宜時間和遍數以及切縫時間；

（3）確定輔助機械、機具的種類和數量，使用各種機械、機具的勞動力數量和定崗、定員等；

（4）檢驗新拌混凝土坍落度、含氣量、泌水量、水膠比等適應襯砌機械化施工的情況；

（5）確定施工質量和進度，完善施工進度計劃。

4.3 混凝土攪拌要求

混凝土的坍落度是保證襯砌順利進行的關鍵要素。坍落度過小振搗密實表面出漿困難，表面光滑度不能保證，不能保證工程質量；坍落度過大一方面水泥用量加大不經濟，另一方面布料振搗時混凝土易向渠底方向滑動而無法施工。一般來說，邊坡襯砌混凝土的坍落度為5～9cm較為合適。

4.4 混凝土運輸

混凝土運輸車輛應在確保最佳混凝土塌落度的條件下進行合理選擇，混凝土拌和物從攪拌機出料到運輸、卸料完畢的允許最長運輸時間應符合表1的規(guī)定。為減少運輸過程混凝土拌和物的坍落度損失，沿線要確保臨時施工道路通暢、平整。

4.5 混凝土布料、振搗

表1 混凝土攪拌車運輸時間控制表

襯砌機的側面設有分倉布料斗，自行式滑動刮刀分料。施工中設專人監(jiān)視各分倉料斗內混凝土數量，及時補充，保持各料倉的數量均勻，防止欠料。

襯砌時布料小車行走速度控制在4～6m/min，做到不漏振、不欠振，不過振，達到混凝土深層振搗和表面提漿的效果，利于混凝土抹面和整平。

襯砌施工中應專人檢查振搗棒的工作狀況，若發(fā)現襯砌后的板面上出現露石、蜂窩、麻面或橫向拉溝等現象，須停機檢查、修理或更換振搗棒，并對已澆筑混凝土進行處理。初凝前的混凝土進行補振，初凝后的混凝土進行清除，并填補混凝土，重新振搗。

襯砌過程中，應安排專人對布料的厚度進行檢查，發(fā)現異常及時調整機械。混凝土布料振搗過程應適時檢查，以表面出漿、沒有露石為準，對混凝土表面厚清薄補，并及時補振。

混凝土澆筑應連續(xù)，當襯砌機出現故障時，應立即通知拌合站停止生產，在施工作業(yè)面上的混凝土初凝前，可繼續(xù)派料襯砌。如混凝土即將初凝，應采取牽引方式驅離襯砌機，作業(yè)人員及時清理倉面，確保施工縫整齊，為恢復襯砌作業(yè)做好準備。

坡肩、坡腳范圍內0.5～1m部位、模板部位、每幅混凝土交叉部位應采用平板振動器或插入式振搗棒進行輔助振搗。

4.6 混凝土抹面壓光

混凝土布料振搗完成后，緊跟進行混凝土的抹面提漿作業(yè)。人工調整好磨光機的高度，以能夠輕壓混凝土出漿為宜，一對工作磨盤自下向上進行抹面，磨盤的壓痕約為磨盤直徑的1/3，機械抹面遍數一般控制在2遍以上。

工作臺車采用桁架焊接而成，可調節(jié)高度和坡比。施工中，抹面臺車應優(yōu)先選用具有自行走功能的桁架。嚴禁操作人員在混凝土表面行走和抹面。

在混凝土接近初凝時再進行人工抹面壓光，施工中應選用工作臺車作為人工抹面平臺（可自行設計桁架焊接）。人工壓面是保證混凝土表面光潔密實，防止表層龜裂的重要工序，必須高度重視。人工收面壓光采用鋼抹子在工作架上進行，抹光2遍，第1遍對混凝土進進一步細部找平，第2遍對混凝土進行壓光處理。

抹光應配備足夠的作業(yè)人員，快速施工，避免因混凝土終凝而無法抹光，抹光過程中，嚴禁灑水、撒水泥漿。

4.7 混凝土養(yǎng)護

渠坡混凝土主要采用灑水養(yǎng)護，并采用毛氈布等覆蓋材料遮蓋養(yǎng)護。

（1）常溫季節(jié)：混凝土初凝后，用毛氈布進行遮蓋，采取灑水養(yǎng)護，以布飽和為宜，切忌灑水過多導致坡腳被混凝土被積水浸泡，影響混凝土外觀質量。

（2）低溫季節(jié)施工時（外界氣溫≥0℃），混凝土養(yǎng)護的主要任務是保溫防凍。混凝土初凝后，采用毛氈布和保溫板進行遮蓋養(yǎng)護，遮蓋要嚴實。外界氣溫低于0℃，要采取搭設暖棚的措施方能進行襯砌施工和養(yǎng)護工作。

4.8 混凝土切縫

根據有關規(guī)范及具體工程的技術規(guī)程等要求，切縫施工宜在襯砌混凝土抗壓強度為1～5MPa時進行。根據混凝土強度增長情況，根據具體環(huán)境條件，混凝土澆筑完成后，為保證切縫速度快，不缺棱掉角，一般情況下在收面完成后1～2d內完成。

4.9 渠坡混凝土襯砌操作要點

（1）襯砌機襯砌施工，應勻速前行，工作連續(xù)不間斷；

（2）作業(yè)時，應經常檢查振搗棒的工作情況，如發(fā)現襯砌后的板面上出現露石、蜂窩、麻面或橫向拉裂等現象，必須停機檢查、修理或更換振搗棒，對已澆筑的混凝土進行處理；

（3）應勻速振搗混凝土，嚴格控制振搗時間，使混凝土不過振、漏振或欠振，達到表面出漿，不出現露石、蜂窩、麻面等；

（4）襯砌機倉內應保持充足的混凝土拌和物，倉內拌和物料位應高于振搗棒10cm；

（5）由于各種原因導致的襯砌施工暫停，應停止混凝土供應，并立即查找原因恢復施工，如倉面尚未初凝，則可以繼續(xù)進行邊坡襯砌施工。如暫停襯砌施工超過2h，應將襯砌機立即駛離工作面，采用人工作施工縫進行處理，為恢復襯砌作業(yè)作好準備。

5 質量控制

適用標準：

本施工方法嚴格按國家和行業(yè)頒發(fā)的技術規(guī)程和標準施工。

對于混凝土拌合物、外加劑及摻合料的質量控制嚴格執(zhí)行以下標準：《水工混凝土施工規(guī)范》（DT/T5144-2001）；《混凝土外加劑》（GB8076-2008）；《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）。

對于工程項目的施工質量評定驗收執(zhí)行：《水利水電建設工程驗收規(guī)程》（SL223-2008）；《渠道混凝土襯砌機械化施工單元工程質量檢驗評定標準》（NSBD8-2010）；《水利水電基本建設工程質量等級評定標準》（DL／T5113.11-2005）；《渠道混凝土襯砌機械化施工技術規(guī)程》（NSBD5-2006）。

6 效益分析

機械化襯砌施工與人工襯砌施工比較（施工實例：南水北調引江濟漢工程渠道1標工程）：

（1）機械化襯砌每臺班可襯砌長度70～80m，而同人工投入襯砌每臺班可襯砌24～32m。施工速度提高了近三倍；

（2）襯砌機每臺班配備人員13～15人，人工襯砌每臺班配備人員20～25人 （夏季施工人工襯砌人員投入是機械襯砌人員投入的2倍）。

（3）采用坡面抹光機施工工藝后，與傳統(tǒng)的人工抹面相比，以每12m長為一個澆筑單元來說，采用抹面機需要的收面人員為7人，采用人工襯砌需要收面人員12～15人，同時抹面機完成時間為30～45min，人工襯砌收面完成需60～90min。

（4）采用坡面抹光機施工工藝后，軌道控制抹面機走向，相比人工襯砌對混凝土板的平整度、光滑度有了很大的提高，對板面的蜂窩、麻面等質量缺陷有了很好的控制。在夏季施工過程中坡面抹面機的優(yōu)勢體現得尤為明顯。

（5）襯砌機采用高頻振搗棒進行振搗，在澆筑過程中邊攤鋪邊振搗，相比人工襯砌混凝土振搗均勻密實。

TV554.14

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2095-2066（2016）34-0091-02

2016-11-19

曾 亮（1982-），男，中級，本科，主要從事項目管理施工方面的工作。