渠道襯砌機(jī)混凝土施工措施及應(yīng)用

楊培仁

(河南省水利水電工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)測站，河南 鄭州 450003)

1 渠道襯砌機(jī)簡述

1.1 渠道襯砌機(jī)的結(jié)構(gòu)解析

1.1.1 大車行走系統(tǒng)

主要用來拖動整套襯砌機(jī)沿著水利工程渠道前進(jìn)的方向保持勻速移動，確保渠道襯砌施工保持連續(xù)性。

1.1.2 主機(jī)桁架系統(tǒng)

在水利工程渠道坡面布置一套桁架，在渠道上下桁架安裝軌道用以布料小車和攤鋪小車的行走。

1.1.3 主機(jī)桁架升降系統(tǒng)

主要功能是連接主機(jī)桁架系統(tǒng)和大車行走系統(tǒng)，利用支腿的伸縮來調(diào)整桁架與坡面的高低距離，從而實(shí)現(xiàn)對混凝土澆筑厚度的調(diào)整。

1.1.4 上料輸送機(jī)

將混凝土通過機(jī)械轉(zhuǎn)運(yùn)到布料系統(tǒng)。

1.1.5 布料系統(tǒng)

通過布置在主機(jī)桁架系統(tǒng)上部的膠帶輸送機(jī)、布料小車、牽引系統(tǒng)等為渠道坡面的混凝土均勻澆筑提供支持。

1.1.6 攤鋪襯砌系統(tǒng)

主要利用動力裝置將坡面上的混凝土進(jìn)行攤平、振實(shí)、壓光。

1.1.7 電控系統(tǒng)

主要是電氣化控制裝備用來輔助機(jī)械設(shè)備的電氣自動化運(yùn)轉(zhuǎn)，從而為渠道襯砌機(jī)施工作業(yè)提供強(qiáng)勁動力支持。

1.2 渠道襯砌機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢

渠道襯砌機(jī)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了水利工程渠道施工作業(yè)的自動化，尤其是混凝土施工的自動化、流程化,既提高了施工作業(yè)效率，同時還全面提升了施工質(zhì)量，對水利工程項目建設(shè)的順利推進(jìn)意義重大。渠道襯砌機(jī)在水利工程施工環(huán)節(jié)的應(yīng)用避免了人工作業(yè)出現(xiàn)的誤差，同時利用機(jī)械自動化作業(yè)，施工人員、技術(shù)人員只需要簡單的機(jī)械操作即可完成大型施工作業(yè)，一方面減少了人力資源支出，另一方面利用機(jī)械作業(yè)可以提高施工現(xiàn)場的安全系數(shù)。

2 渠道襯砌結(jié)構(gòu)及襯砌施工工藝

2.1 渠道襯砌結(jié)構(gòu)

從目前中國水利工程渠道襯砌施工來看，大多采用的是預(yù)應(yīng)力高壓灌漿水泥混凝土襯砌:一是因?yàn)樗嗷炷恋慕Y(jié)構(gòu)性穩(wěn)定;二是因?yàn)樗嗷炷恋氖褂眯詢r比最高。一般來說，渠道襯砌施工采用的是內(nèi)襯，即在渠道表面施工前進(jìn)行混凝土施工，一次襯砌施工后通過質(zhì)量驗(yàn)收才可進(jìn)行表面施工處理，否則就要進(jìn)行二次襯砌，目的就是確保渠道的給排水性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固等，為后續(xù)水利工程正常運(yùn)行打下基礎(chǔ)。

2.2 渠道襯砌施工工藝

2.2.1 渠道襯砌坡面準(zhǔn)備

渠道襯砌施工設(shè)備準(zhǔn)備完成后，需要對渠道基面進(jìn)行處理并聯(lián)檢，做好渠道坡面的防凍脹施工設(shè)計及處理，同時還需要在施工過程中鋪設(shè)質(zhì)量性能優(yōu)良的防滲膜：一是基面處理主要是對渠道坡面、堤壩表面進(jìn)行加固處理，確保渠道、堤壩的穩(wěn)固性，聯(lián)合水利工程施工的多個部門進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)合格后才可進(jìn)行下一階段的施工；二是水利工程項目運(yùn)行過程中受環(huán)境氣候變化，渠道容易出現(xiàn)熱脹冷縮等現(xiàn)象，在施工中必須要充分考慮到相關(guān)因素并制定科學(xué)的施工措施；三是防滲膜鋪設(shè)，是為了避免工程運(yùn)行期間大量的水滲入渠道土壤之中、造成渠道出現(xiàn)安全隱患。

2.2.2 混凝土配比施工與襯砌機(jī)施工準(zhǔn)備

結(jié)合水利工程項目建設(shè)的規(guī)模及其現(xiàn)實(shí)狀況科學(xué)選擇混凝土配合比設(shè)計，進(jìn)而進(jìn)行科學(xué)設(shè)計與軌道鋪設(shè)，將渠道襯砌機(jī)準(zhǔn)確安裝到位并進(jìn)行空載試運(yùn)行，確保渠道襯砌機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為后續(xù)施工順利推進(jìn)打下基礎(chǔ)。利用襯砌機(jī)進(jìn)行混凝土的拌制及運(yùn)輸，確保渠道襯砌施工所需物料的質(zhì)量、性能及數(shù)量，保證施工質(zhì)量安全。全力做好混凝土開倉前的質(zhì)量驗(yàn)收等工作，嚴(yán)格按照施工設(shè)計方案擬定的質(zhì)量規(guī)格、性能進(jìn)行抽檢，對不符合質(zhì)量要求的材料，必須拒收并要求重新配置。

2.2.3 渠道襯砌施工作業(yè)的一般流程與規(guī)范要求

將符合質(zhì)量要求的混凝土材料入倉布料，利用機(jī)械設(shè)備使之?dāng)嚢杈鶆蚝笸ㄟ^襯砌機(jī)的攤鋪襯砌系統(tǒng)在渠道表面進(jìn)行攤鋪、振搗。在前述作業(yè)完成的基礎(chǔ)上做好渠道混凝土施工的抹面壓光，按照施工方案進(jìn)行施工作業(yè)。對業(yè)已施工完成的渠道進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、切縫以利于渠道表面的排水，后期在運(yùn)行過程中持續(xù)按照水利工程管理要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3 渠道襯砌機(jī)混凝土施工措施及應(yīng)用分析

3.1 施工準(zhǔn)備階段要科學(xué)充分

3.1.1 施工準(zhǔn)備

施工人員首先需要到水利工程渠道襯砌施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘查，全面厘清施工現(xiàn)場的各項資料，為后續(xù)施工作好準(zhǔn)備。施工規(guī)劃安排要結(jié)合工程規(guī)模和詳細(xì)資料制定現(xiàn)場施工方案，并合理配置現(xiàn)場施工物資設(shè)備等，在此基礎(chǔ)上對參與施工各單位進(jìn)行全面協(xié)調(diào)整合，確保施工秩序。

3.1.2 施工測量作業(yè)

根據(jù)前期設(shè)計的施工圖紙與水利工程施工現(xiàn)場的實(shí)際狀況進(jìn)行渠道的放線測量，尤其是對地勢起伏變化的部位要在原有測量的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)化，確保水利工程渠道的測量施工點(diǎn)位精確，為后期機(jī)械施工和人工作業(yè)提供保障。

3.1.3 因地制宜渠坡處理

由于水利工程項目建設(shè)大多在環(huán)境相對較差的區(qū)域進(jìn)行，一些已經(jīng)開挖的渠道或長期運(yùn)行的水利工程渠道的維護(hù)常常面臨變形、沉陷等問題，必須結(jié)合實(shí)際需要采用高強(qiáng)度混凝土進(jìn)行加固處理。同時對渠頂高程、坡面高程等直接影響水利工程項目建設(shè)及運(yùn)行安全的渠道處理工藝嚴(yán)格控制施工工序及質(zhì)量安全。

3.2 復(fù)合土工膜及混凝土腳槽澆筑

首先，嚴(yán)格按照水利工程渠道土工膜焊接施工設(shè)計方案的要求，對施工工藝、控制參數(shù)嚴(yán)格按照經(jīng)過科學(xué)論證的實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)施。其次，根據(jù)一般施工工藝要求，先用封口機(jī)縫合最下層的土工布，再使用土工膜熱焊機(jī)對夾膜進(jìn)行勻速焊接，確保土工膜施工的質(zhì)量與性能。最后，復(fù)合土工膜施工大多采用的是雙層覆膜施工工藝，在第一幅土工膜鋪好后進(jìn)行焊接邊的翻折，然后在第一層膜上反向鋪設(shè)第二層土工膜，接著進(jìn)行焊接邊緣的調(diào)整并采用封口機(jī)進(jìn)行縫合。混凝土腳槽澆筑施工是對渠道進(jìn)行全面處理的前期必備工序，主要是使用混凝土從開挖的渠道底部開始逐層澆筑，采用水平分層的技術(shù)措施，確保澆筑的混凝土按照既定施工設(shè)計方案進(jìn)行，采用機(jī)械與人工平倉相結(jié)合的作業(yè)方式，對混凝土進(jìn)行振搗后進(jìn)行抹面壓光，確?；炷聊_槽的伸縮性與防水性能。

3.3 渠道襯砌機(jī)調(diào)試準(zhǔn)備

3.3.1 襯砌機(jī)組裝要求

水利工程渠道施工采用的襯砌機(jī)是大型機(jī)械設(shè)備，其安裝使用必須嚴(yán)格遵守相關(guān)工序要求，尤其是在跨點(diǎn)施工作業(yè)時需要拆卸，更需要注意結(jié)構(gòu)配件的使用安全，確保整機(jī)裝備的性能及安全。在襯砌施工前測量的渠道基準(zhǔn)線準(zhǔn)確標(biāo)注后，鋪設(shè)好軌道并調(diào)直整平待用，軌道中心線的高低必須保持一致，確保后續(xù)安裝的襯砌機(jī)結(jié)構(gòu)部件的穩(wěn)定與安全，嚴(yán)格按照襯砌機(jī)的結(jié)構(gòu)安裝順序進(jìn)行，避免違規(guī)安裝導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)銜接配合不暢引起后續(xù)施工故障。

3.3.2 襯砌機(jī)調(diào)試要點(diǎn)

前期按照襯砌機(jī)安裝說明與要求安裝完成的襯砌機(jī)，必須經(jīng)過一系列的調(diào)試后，才能投入正常的施工作業(yè)中。對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，包括對大車行走系統(tǒng)、主機(jī)桁架系統(tǒng)、主機(jī)桁架升降系統(tǒng)、上料輸送機(jī)、布料系統(tǒng)、攤鋪襯砌系統(tǒng)等涉及大型機(jī)械設(shè)備的調(diào)試；進(jìn)行電氣系統(tǒng)調(diào)試，包括線路安全、電氣自動化運(yùn)行狀況等，避免出現(xiàn)電氣故障；在前述調(diào)試完成后進(jìn)行整機(jī)的聯(lián)動調(diào)試，確認(rèn)襯砌機(jī)的性能安全后方可進(jìn)行施工作業(yè)。

3.4 混凝土襯砌施工

3.4.1 襯砌參數(shù)設(shè)定

當(dāng)前采用的大型襯砌機(jī)具備一定的智能化，其施工作業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)是可以進(jìn)行自由調(diào)節(jié)的，技術(shù)人員根據(jù)水利工程渠道施工的實(shí)際需求，按照科學(xué)論證的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備自動化運(yùn)作、電氣運(yùn)作的參數(shù)設(shè)置。

3.4.2 襯砌機(jī)進(jìn)行混凝土攪拌與運(yùn)輸

在水利工程渠道的混凝土施工作業(yè)中采用傳統(tǒng)人工作業(yè)不僅費(fèi)時費(fèi)力且效率不高、質(zhì)量沒有保障，利用襯砌機(jī)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行自動化作業(yè)，一方面能夠?qū)?jīng)過科學(xué)配比的混凝土進(jìn)行全面的攪拌，確保其中的氣泡等影響混凝土結(jié)構(gòu)性能的細(xì)微因素被全面消除；另一方面機(jī)械設(shè)備的運(yùn)輸能力更強(qiáng)，且速率更快，有助于提升作業(yè)效率。

3.4.3 混凝土布料作業(yè)

通過調(diào)整襯砌機(jī)兩端的升降裝置使振動輥與渠道坡面距離達(dá)到施工要求的厚度，此后利用布料系統(tǒng)的機(jī)械自動化作業(yè)控制上料速度、攪拌速率等，同時利用布料小車的牽引作業(yè)將混凝土均勻布置到渠道坡面上。

3.4.4 混凝土攤鋪、振搗、壓光及質(zhì)量檢測作業(yè)

前述施工工藝完成后，首先啟動預(yù)振裝置、攤鋪機(jī)將渠道坡面的混凝土攤平；其次利用混凝土與振搗器的高差進(jìn)行擠壓振搗從而提高混凝土的密實(shí)性，此后進(jìn)行反復(fù)循環(huán)作業(yè)進(jìn)一步提升混凝土的性能；最后對渠道混凝土施工進(jìn)行壓光調(diào)整其表面平整性，現(xiàn)場進(jìn)行強(qiáng)度檢測，驗(yàn)收后方可投入使用。

4 結(jié)語

渠道襯砌機(jī)作為一個多機(jī)械結(jié)構(gòu)的整機(jī)裝備，將水利工程混凝土施工作業(yè)的各個環(huán)節(jié)和步驟統(tǒng)一協(xié)調(diào)進(jìn)行，且電氣自動化的發(fā)展極大地提升了施工作業(yè)的效率，確保了施工安全，對整個水利工程渠道的防水性能、堅固性有較大的提升，隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展進(jìn)步，未來渠道襯砌機(jī)將會向著自動化、智能化方向進(jìn)一步發(fā)展，對促進(jìn)水利工程的發(fā)展非常有利。