大型河渠現(xiàn)澆混凝土襯砌機(jī)械化施工技術(shù)研究

◎查小慶 安徽水利開發(fā)有限公司

1.前言

隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，薄壁現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)越來越多，河渠底寬較大，邊坡坡陡，河渠邊坡混凝土薄，不易振搗，攤鋪成型密實(shí)難度大，無論對(duì)襯砌質(zhì)量還是施工進(jìn)度，傳統(tǒng)的人工施工工藝已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了工程要求。

國內(nèi)有文獻(xiàn)研究了在渠道襯砌施工中不同的襯砌機(jī)械，介紹了各渠道襯砌施工方式的工藝流程和質(zhì)量控制方法。為了進(jìn)一步改進(jìn)和提高大型河渠機(jī)械化施工技術(shù)，保證高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量地完成施工任務(wù)，更好地推廣大型河渠襯砌機(jī)械化施工，現(xiàn)介紹一下大型河渠現(xiàn)澆混凝土襯砌機(jī)械化施工的有關(guān)方法，以便在今后類似工程施工中推廣應(yīng)用和完善該項(xiàng)技術(shù)。

2.工程概況

引江濟(jì)淮工程江淮溝通段J005-2 工程位于江淮溝通段內(nèi)樁號(hào)32+100～35+180 樁號(hào)，河渠總長3.080km。河道開挖標(biāo)準(zhǔn)斷面：河道底寬60.0～152.0 m，底標(biāo)高13.4m，坡比1：3，每6m坡高設(shè)置一個(gè)平臺(tái)，平臺(tái)寬度為4.0m。

本標(biāo)段襯砌形式包括：

（1）32+640～34+700段左右側(cè)各10m寬12cm厚C25混凝土護(hù)底；

（2）34+770～35+180段左右側(cè)各12m寬15cm厚C25混凝土護(hù)底；

（3）32+100～33+255段左右岸一、二級(jí)15cm厚C25F50混凝土護(hù)坡，三級(jí)12cm 厚MU25 鉸接式生態(tài)磚；

（4）33+255～35+180段左右岸一、二級(jí)15cm厚C25F50混凝土護(hù)坡，三級(jí)生態(tài)毯護(hù)坡。

3.工程難點(diǎn)

本工程護(hù)坡混凝土（砼面板）約4.3萬m，存在施工方量大、坡面混凝土澆筑質(zhì)量（密實(shí)度、強(qiáng)度）不均衡、外觀質(zhì)量難控制（平整度、切縫質(zhì)量、砼面表面外觀等）困難。

采取措施：目前采用混凝土機(jī)械襯砌進(jìn)行施工，即使用修坡機(jī)、襯砌機(jī)、抹光、切縫一體化施工機(jī)械，按照設(shè)計(jì)分縫進(jìn)行施工，既解決了砼厚度控制、坡面砼振搗、壓光、切縫等方面的施工難度，又杜絕平整度、切縫彎曲、蜂窩、麻面、混凝土表面裂紋等質(zhì)量通病的發(fā)生，保證了施工進(jìn)度。

4.工藝原理

本工藝（如圖1-圖3）將河渠混凝土襯砌的鋪設(shè)、整平、切縫作業(yè)聯(lián)動(dòng)開展，將多種作業(yè)流程集成施作，通過一體化設(shè)備保證多個(gè)作業(yè)的連續(xù)實(shí)施。通過軌道快速移動(dòng)整個(gè)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)河渠襯砌的分條塊施工，減少多余工作時(shí)間，即皮帶、橡膠板、掛板的運(yùn)行速度及位置可分控，當(dāng)皮帶上混凝土較多時(shí)，可通過獨(dú)立電機(jī)減慢皮帶滾軸的運(yùn)行速度或加快橡膠板的行進(jìn)速度，保證掉落的混凝土量適當(dāng)滿足設(shè)定標(biāo)高的襯砌所需用量。

圖1 河渠襯砌澆筑作業(yè)的縱向斷面圖

圖2 河渠襯砌澆筑作業(yè)的橫向斷面圖

圖3 河渠伸縮縫切割作業(yè)的橫向斷面圖

通過切縫設(shè)備及時(shí)施作伸縮縫，可在襯砌混凝土塑性階段完成橫縫作業(yè)，改變了原有的混凝土硬化后統(tǒng)一切割伸縮縫的模式，提高了施工進(jìn)度。通過坡度調(diào)節(jié)器，可滿足多種坡度的河渠襯砌施工，通過設(shè)置滑落板，可減小混凝土的鋪設(shè)落差，有效地防止混凝土落差過大而骨料分離。

本工藝以減少河渠混凝土襯砌用工的實(shí)際問題為導(dǎo)向，綜合采用機(jī)械化的作業(yè)方式，解決河渠襯砌施工中的混凝土鋪筑、刮平、切縫等問題。

5.施工操作要點(diǎn)

5.1 施工準(zhǔn)備

做好臨時(shí)道路的修建，安排工程機(jī)械、電氣設(shè)備、計(jì)量器具、工具等施工設(shè)施進(jìn)場(chǎng)，做好生產(chǎn)準(zhǔn)備。

5.2 坡面修整

河渠邊坡水泥改性土換填完成后采用挖掘機(jī)進(jìn)行粗修，預(yù)留5～15 cm 保護(hù)層采用削坡機(jī)進(jìn)行精修。

修整邊坡和控制混凝土厚度和外形尺寸的關(guān)鍵在于削坡機(jī)的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌鋪設(shè)前應(yīng)掛線平整導(dǎo)軌基礎(chǔ)，嚴(yán)格控制導(dǎo)軌標(biāo)高，軌鋪設(shè)時(shí)嚴(yán)格控制其標(biāo)高和方向，鋪設(shè)后用道釘固定。

5.3 坡面排水管施工

在河渠一、二級(jí)邊坡，若存在巖土交界面、軟弱裂隙面、輕中粉質(zhì)壤土層，現(xiàn)澆砼護(hù)坡設(shè)置Φ75PVC排水管，順?biāo)飨蜷g距2.5m?，F(xiàn)澆板下無換填土?xí)r排水管長度不小于1.0m，有換填土?xí)r排水管伸進(jìn)原狀土不小于0.5m，埋土段排水管開多孔，包裹300g/m無紡?fù)凉げ肌?/p>

5.4 土工布敷設(shè)

現(xiàn)澆C25 砼板通縫、板與截水溝、壓頂、固腳分縫下距鋪設(shè)一層500g/m無紡?fù)凉げ?，?.8m。

土工布由生產(chǎn)廠家送至施工現(xiàn)場(chǎng)卸貨，進(jìn)場(chǎng)后根據(jù)使用位置就近堆放。堆放場(chǎng)地應(yīng)選在有排水措施、符合安全要求的區(qū)域，選擇在地勢(shì)高、堅(jiān)實(shí)、平坦的地方。材料按類別、批次、規(guī)格堆放整齊，并用防雨布覆蓋，防止雨淋和日曬。

土工布鋪設(shè)應(yīng)松緊適度，不可拉得太緊，以免用力撕裂，并用編織土袋覆蓋，以防土工布移位。土工布自然搭接，平地搭接寬度30cm以上，不平地面50cm以上。沿坡的土工布應(yīng)自下而上鋪設(shè)，上層與下層重疊。沿河鋪設(shè)的土工布應(yīng)根據(jù)上游壓力和下游壓力進(jìn)行搭接。

5.5 模板安裝及拆除

通縫側(cè)模板采用整體鋼模，鋼模寬度與襯砌厚度相同，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時(shí)方可拆模，先撬開模板的一端，然后用硬物敲打其背面，模板松動(dòng)后，從另一端取出。

5.6 河渠襯砌混凝土施工

河渠襯砌使用的混凝土由砼拌和站統(tǒng)一拌和，采用砼攪拌運(yùn)輸車將砼運(yùn)輸至施工場(chǎng)地，襯砌的適宜環(huán)境溫度在30℃以下，高于30℃時(shí)宜選擇在傍晚或夜間氣溫較低時(shí)進(jìn)行施工。

5.6.1 邊坡機(jī)械襯砌

襯砌施工前先調(diào)整好襯砌機(jī)架的坡度比和標(biāo)高，由混凝土攪拌車直接輸送到襯砌機(jī)的進(jìn)料口，混凝土均勻地鋪設(shè)在襯砌面上。

1）混凝土布料。①先用少許水潤濕輸送機(jī)的進(jìn)料槽和輸送帶，卸料自由落體高度不大于1.5m。②通過傳送帶將混凝土輸送到布料機(jī)的接料口，啟動(dòng)螺旋布料器進(jìn)行均勻布料。啟動(dòng)振搗器和行程開關(guān)，邊走邊振。當(dāng)澆筑機(jī)上的混凝土過多時(shí)，啟動(dòng)反向功能以回收混凝土。布料寬度達(dá)到2～3m時(shí)，啟動(dòng)成型機(jī)，進(jìn)行二次振搗、整平。施工時(shí)料位正常高度應(yīng)低于螺旋葉片最高點(diǎn)，但不得缺料。襯砌機(jī)應(yīng)以恒定速度均速工作，振搗速度與之適應(yīng)。

（2）襯砌機(jī)操作及混凝土振搗。①在襯砌機(jī)械化施工中，嚴(yán)格執(zhí)行試驗(yàn)段確定的振搗時(shí)間、布料速度等參數(shù)，防止混凝土過振、漏振或欠振，達(dá)到深振的效果。②若襯砌板表面出現(xiàn)蜂窩、麻面或拉溝，立即停機(jī)檢查，并二次振搗處于初凝前的混凝土，清除初凝后的混凝土，填補(bǔ)混凝土后重新振搗。③機(jī)械振動(dòng)的薄弱點(diǎn)為截排水溝、頂部、腳槽和模板的拐角處，缺料、漏振時(shí)應(yīng)及時(shí)布料并人工輔助振搗。

5.6.2 渠底襯砌

采用皮帶輸送機(jī)或溜槽輸送渠底襯砌混凝土。澆注時(shí)，分塊跳倉澆筑或沿條帶澆注，采用振搗梁振搗整平混凝土，控制振搗梁的振搗時(shí)間、速度和方向。

5.7 混凝土養(yǎng)護(hù)

待混凝土最終凝固后，用氈布覆蓋，并專人進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間或頻率以混凝土表面濕潤為準(zhǔn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28d。

6.結(jié)論

本文工藝采用混凝土機(jī)械襯砌進(jìn)行施工，即使用修坡、襯砌、抹光、切縫一體化施工機(jī)械進(jìn)行施工，既解決了混凝土厚度控制、坡面砼振搗、壓光、切縫等方面的施工難度，又杜絕平整度、切縫彎曲、蜂窩、麻面、混凝土表面裂紋等質(zhì)量通病的發(fā)生，保證了施工進(jìn)度，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。該項(xiàng)技術(shù)在引江濟(jì)淮工程江淮溝通段J005-2工程渠道襯砌施工中得到了成功應(yīng)用，在今后類似工程施工中具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。