引水渠道襯砌臺車設(shè)計方案及施工

馬駿

摘要：本文從引水工程渠道坡面砼襯砌、渠底砼襯砌、砼接縫防水處理、渠道襯砌臺車設(shè)計與施工技術(shù)等幾個方面，對渠道砼襯砌臺車設(shè)計與施工進行詳細(xì)的探討與論述，并總結(jié)出一套：施工速度快、施工成本低、便于工人掌握和采用的臺車與施工方法。

Abstract： From the channel slope concrete lining， channel bottom concrete lining， concrete joint waterproofing treatment， channel lining trolley design， construction technology and other several aspects of water diversion project， this paper discusses the design and construction of the channel concrete lining trolley in detail. A set of trolley and construction method with fast construction speed， low construction cost and easy usage is summed up.

關(guān)鍵詞：渠道砼襯砌；臺車設(shè)計；施工

Key words： channel concrete lining；trolley design；construction

中圖分類號：TV732.6 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）35-0150-02

0 引言

渠道襯砌通常以每道伸縮縫為一個襯砌循環(huán)，且面積較大、坡度陡，用人工襯砌，投入量人力資源大、效率低、質(zhì)量工期無法保證、不能滿足施工效益要求；為克服以上困難，本項目根據(jù)隧道襯砌臺車設(shè)計原理，設(shè)計出適合渠道施工的襯砌臺車，克服掉以上各種困難，取得較好的效益。

1 渠道襯砌結(jié)構(gòu)形式

渠道結(jié)構(gòu)形式大都為梯形斷面，內(nèi)坡坡度跟渠道的深淺有關(guān)：一般是1：1.5～1：2之間，砼襯砌厚度根據(jù)渠道深淺設(shè)計為10cm或20cm等；渠道土石方開挖成型后，因坡面凹凸不平，設(shè)計3cm厚的M10砂漿找平，然后鋪設(shè)防水土工膜，土工膜以上才是渠道砼襯砌施工，襯砌砼設(shè)計標(biāo)號一般為C20，砼存在熱脹冷縮，因此必須設(shè)置伸縮縫，一般6～10m一道（全斷面），伸縮縫內(nèi)用1cm厚的閉孔泡沫塑料或其它可塑防滲水性材料填充；對于非伸縮縫位置的施工縫，可根據(jù)防滲要求設(shè)置止水帶（一般情況設(shè)計有要求）。

2 渠道襯砌臺車設(shè)計方案

2.1 設(shè)計目的

渠道襯砌通常以每道伸縮縫為一襯砌循環(huán)，且面積較大、坡度陡，如果用人工襯砌，將投入大量的人力資源、施工效率還很低、施工質(zhì)量不穩(wěn)定、工期無法保障、更不能滿足承包商的施工效益要求；為克服以上困難，必須采用機械化施工方案解決。根據(jù)隧道襯砌臺車設(shè)計原理及單位多年的砼工程施工經(jīng)驗，設(shè)計出適合渠道施工的襯砌臺車，克服掉人工襯砌所面臨的各種困難，并通過施工的高效率給施工隊伍帶來比較好的效益。

2.2 臺車圖紙設(shè)計及材料使用和成本情況

①渠道襯砌臺車斷面圖（基本斷面示意圖及標(biāo)注如下）。

②臺車加工制作所用材料：臺車必須要堅固，且要有一定的自重，加工制作時所用鋼板為8mm～10mm厚、工字鋼為Ⅰ20A型、槽鋼為20cm以上型，所有的支撐、連接桿件要有很好的剛度，采用ф100mm以上型、連接螺栓用ф32mm以上型，行走軌道采用鐵路運輸所用的鋼軌即可（下鋪枕木）。

③臺車加工制作成本：臺車結(jié)構(gòu)形式簡單，加工制作難度不大，因此自購材料，聘請焊工自行加工制作（注意：鋼板切割要用粒子切割機）。根據(jù)設(shè)計圖紙及渠道斷面估算，臺車自重在35t左右，再計上人工費和小型機具費，加工制作一臺臺車成本在22萬～25萬之間。

2.3 本項目的襯砌臺車與專用的渠道襯砌機械的應(yīng)用比較

本設(shè)計所用襯砌臺車與專用的渠道襯砌機械均能用于梯形渠道襯砌施工，不同在于專用襯砌機為全機械化施工設(shè)備，價格昂貴，每臺襯砌機械在300萬左右，施工人員采用其方法稍有困難，還需要有經(jīng)過專門培訓(xùn)的熟練操作手，在平原地帶使用更能體現(xiàn)其工作效率和價值；而本項目設(shè)計的襯砌臺車屬于半機械化施工，在施工中雖然需要砼泵車或串筒及高頻附著式振搗器等設(shè)備配合，但其價格便宜、操作簡單，一般工人經(jīng)指導(dǎo)均能掌握使用方法，且在山區(qū)、丘陵地帶使用更能體現(xiàn)其利用價值，在平原地帶，工期緊張時可多加工制作幾臺分段、分班組同時襯砌施工，昂貴的專用襯砌機械則不能隨意增加其數(shù)量。根據(jù)使用情況：專用襯砌機械每月襯砌量正常情況為540m/臺，本項目設(shè)計的襯砌臺車每月的襯砌量正常為300m/臺。

2.4 襯砌臺車的應(yīng)用效果

本文以中國華能新疆別迭里水電站引水工程為例說明：該項目Ⅰ標(biāo)、Ⅱ標(biāo)、Ⅳ標(biāo)所轄施工范圍地勢平緩，引水渠道為各標(biāo)主要工程量；我們單位承建的是Ⅲ標(biāo)，主要包括一個隧洞和部分渠道工程，地處山地。Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ標(biāo)各購置了一臺專用襯砌機械，雖能夠按期完成施工任務(wù)，但砼襯砌外觀質(zhì)量不是很理想、施工中機械故障頻繁；而我Ⅲ標(biāo)段自制的襯砌臺車，施工進展順利，襯砌外觀質(zhì)量有保證，并提前工期完成施工任務(wù)，還將臺車租借給其它標(biāo)段使用，同時在業(yè)主公司的多次質(zhì)量、安全、進度評比中獲得嘉獎。

3 使用襯砌臺車的施工技術(shù)

3.1 施工準(zhǔn)備

渠道襯砌前必須做好前期準(zhǔn)備工作，方能順利、有序的展開襯砌施工，本項目主要從以下幾個方面作了準(zhǔn)備工作：

首先是砼配合比的設(shè)計，渠道襯砌砼雖是強度等級不高，但其抗?jié)B、抗凍要求等級高，因此對砼原材的選擇使用上，有更高的要求。水泥：用標(biāo)號425的普通硅酸鹽水泥，且需同一廠家采購，以保證砼外觀色澤一致；砂：最好用潔凈的天然河砂、等級為中砂、細(xì)度模數(shù)控制在2.3～3.0之間，含泥量小于3%、含水量小于4%；碎石：采用質(zhì)地堅硬、清潔、級配良好，級配范圍10～30mm，且針片狀含量小于10%、含泥量小于1.5%；外加劑：砼具有抗?jié)B、抗凍指標(biāo)，其配合比設(shè)計時必須摻入外加劑，PC-2型引氣劑或M型減水劑均可使用，配合比坍落度控制在140mm～180mm內(nèi)，以保證砼的和易性和流動性。

其次是渠道土石方開挖斷面的修整：渠道襯砌采用先坡面后渠底的施工順序，用全站儀和水準(zhǔn)儀放出渠道坡頂、坡腳線和設(shè)計標(biāo)高位置，然后進行掛線人工修整，放樣線形誤差范圍在±5mm內(nèi)、高程誤差在±10mm內(nèi)，在將坡面整修平整的同時，渠底必須按設(shè)計縱坡整平，平整度允許偏差±5mm，以便襯砌臺車行走軌道的安裝和保證臺車行走安全；襯砌施工放樣：渠道結(jié)構(gòu)防水土工膜鋪設(shè)完成后，進行精確施工放樣，放出渠道襯砌外沿坡頂和坡腳線，確定臺車模板定位，放樣誤差縱向為±10mm、橫向為±20mm。其它準(zhǔn)備工作和事項按施工組織設(shè)計要求嚴(yán)格、認(rèn)真、提前準(zhǔn)備到位。

3.2 襯砌臺車安裝、架設(shè)

安裝程序：測量放線—鋪設(shè)枕木—安裝軌道—組裝襯砌臺車—調(diào)試—使用。在精確放樣后，按放樣線路鋪設(shè)枕木、精準(zhǔn)安裝、固定軌道，然后吊車配合組裝事先加工好的臺車部件和配件，并精確定位；調(diào)試過程中，檢查高頻振搗器是否正常、砼放料窗口開合是否合適、支撐桿件是否牢固、連接螺絲是否緊扣、關(guān)鍵是結(jié)構(gòu)尺寸是否符合設(shè)計等，無任何問題后報批同意，開始使用，進行大規(guī)模的砼襯砌施工。

3.3 渠道襯砌施工

臺車需對稱的在渠底做地錨斜拉兩側(cè)模板，防止砼澆筑時臺車上?。蝗缓蟀丛O(shè)計安裝好止水帶及伸縮縫處理材料。砼采用集中拌和，嚴(yán)格按設(shè)計配合比調(diào)整施工配合比拌料，并控制好坍落度，砼罐車運輸至澆筑位置，用泵車泵送砼，從模板預(yù)留窗口泵入，泵送砼在拌和時必須按要求摻入泵送劑，砼進艙前必須噴水霧，讓土工膜受潮，保證砼與土工膜結(jié)合良好。砼進艙后必須分層澆筑，分層厚度在30～50cm之間，然后用高頻附著式振搗器振搗20s左右，同時要保證對稱、連續(xù)澆筑完成，在澆筑過程中要時常觀察臺車狀況，看有何異常，便于及時處理。

3.4 脫模養(yǎng)生

砼脫模時間以砼終凝后不損壞成品砼為宜，經(jīng)驗控制為12小時以后（非冬施條件下）脫模；脫模后及時灑水用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護或通水管做噴淋養(yǎng)護，養(yǎng)護事間控制在不少于14天為宜。

3.5 施工中的注意事項

①砼自下而上澆筑；

②止水帶安裝必須牢固，防止砼澆筑過程中被砼擠跑偏；

③兩側(cè)伸縮縫位置需用1cm厚的竹膠板堵嚴(yán)實，不得漏漿、變形；

④坡腳必須封閉嚴(yán)實，防止漏漿和砼大量漏出擠壓臺車，導(dǎo)致臺車上浮；

⑤模板的進料窗口布置按自下而上水平高度1m、縱向1.5m間距布置；

⑥高頻附著式振搗器按1～1.5m間距梅花形布置；

⑦脫模后若砼外觀出現(xiàn)較多氣泡，下一模澆筑時需適當(dāng)加長振搗時間；

⑧砼表面嚴(yán)禁修飾。

4 結(jié)束語

本項目渠道襯砌臺車的設(shè)計及應(yīng)用技術(shù)驗證了其施工產(chǎn)品質(zhì)量符合設(shè)計及規(guī)范要求，滿足業(yè)主的建設(shè)意圖和工期要求，更能節(jié)約施工成本，給施工單位帶來更大的經(jīng)濟效益，該渠道襯砌臺車施工技術(shù)值得在類似項目中推廣和得到廣泛的應(yīng)用。當(dāng)然，此設(shè)計及施工技術(shù)只能應(yīng)用于梯形渠道襯砌，不盡完美，還需在今后的工程施工中不斷的完善和改進；再者，就其臺車本身屬于半機械化施工設(shè)備，還需在機械化程度上改進和完善。

參考文獻：

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