□熊 燕（中國(guó)水利水電第十一工程局）

一、概述

南水北調(diào)中線穿黃工程南岸連接明渠總長(zhǎng)4628.57m，起點(diǎn)為廟王公路與渠道相交處，終點(diǎn)與隧洞進(jìn)口相接，全段均為挖方型渠道，挖方深度20～40m，在高程120、130、140布置了馬道。渠道過(guò)水?dāng)嗝鏋樘菪?，位?20m以下，設(shè)計(jì)渠底寬度12.5m，邊坡坡度1:2.25，渠道縱坡1/8000。

渠道襯砌結(jié)構(gòu)自下而上為排水系統(tǒng)、砂礫石墊層、保溫板、復(fù)合土工布和纖維混凝土板。渠道襯砌混凝土等級(jí)為C20W6F150，混凝土添加聚丙乙烯纖維，以增強(qiáng)抗裂能力。渠道邊坡板厚10cm，橫縫間距4m，縫寬1cm，通縫、半縫交錯(cuò)布置；縱縫間距4m，縫寬1cm，均為半縫?？p間填充聚乙烯泡沫塑料板，縫口填充聚硫密封膠。

二、機(jī)械化混凝土襯砌

由于渠道底面較寬、邊坡較緩，采取機(jī)械化施工，能提高施工工效和工程質(zhì)量，渠道襯砌機(jī)械化施工在南水北調(diào)中線總干渠中已有應(yīng)用，并取得了一定經(jīng)驗(yàn)，但對(duì)于纖維混凝土的施工還未有先例。

根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，綜合面板防裂、設(shè)備性能等因素，襯砌分倉(cāng)長(zhǎng)度確定為24～32m，春秋季氣溫適宜，溫差小，分倉(cāng)長(zhǎng)度可取上限。若氣溫偏高，溫差大，分倉(cāng)長(zhǎng)度則取下限，并選擇在晚間施工。

（一）施工流程

主要施工流程如下：設(shè)備進(jìn)場(chǎng)→襯砌準(zhǔn)備→混凝土配制運(yùn)輸→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)→切縫→填縫。

（二）襯砌設(shè)備

襯砌機(jī)械施工設(shè)備的選配原則是“機(jī)械性能可靠，工作穩(wěn)定高效，操作簡(jiǎn)便實(shí)用”，根據(jù)本工程渠道的坡長(zhǎng)和坡度，選擇的混凝土襯砌設(shè)備主要有水渠混凝土數(shù)字化自動(dòng)攤鋪設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱攤鋪機(jī)）和水渠混凝土自動(dòng)抹光設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱抹光機(jī)）。

1.攤鋪機(jī)

攤鋪機(jī)由主機(jī)架、主機(jī)架行走系統(tǒng)、輸料系統(tǒng)、工作機(jī)架、工作機(jī)架行走系統(tǒng)、工作系統(tǒng)、數(shù)字化變頻控制系統(tǒng)等部分組成，具有操作簡(jiǎn)單、可靠性高、故障率低等特點(diǎn)，混凝土布料均勻平整，振搗均勻密實(shí)，整平效果好，提漿豐富。主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 攤鋪機(jī)技術(shù)參數(shù)表

2.抹光機(jī)

抹光機(jī)由主機(jī)架、主機(jī)架行走系統(tǒng)、主機(jī)架升降系統(tǒng)、工作機(jī)架、工作機(jī)架牽引系統(tǒng)、工作系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等部分組成，具有操作簡(jiǎn)單、維修方便、可靠性高等特點(diǎn)，工作后平整、光滑、無(wú)抹痕、無(wú)砂眼現(xiàn)象。主要技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 抹光機(jī)技術(shù)參數(shù)表

（三）襯砌準(zhǔn)備

1.模板安裝

模板使用[10槽鋼制作而成，槽鋼外側(cè)焊接φ16長(zhǎng)方形鋼筋框（0.3m×0.4m），鋼筋框間距2m，上部壓沙袋以固定槽鋼。槽鋼端部焊接φ20鋼筋，相鄰兩槽鋼連接時(shí)使用雙向木楔子加固。

2.倉(cāng)面清理

模板安裝就位后，對(duì)倉(cāng)面進(jìn)行清理，預(yù)備澆筑混凝土。倉(cāng)號(hào)清理主要由人工完成，大面積清理使用笤帚，局部污漬清理使用棉紗進(jìn)行。

3.設(shè)備就位

開倉(cāng)前，復(fù)測(cè)攤鋪機(jī)軌道平面位置及高程，將誤差控制在2mm以內(nèi)。混凝土模板高程監(jiān)測(cè)完畢后，將攤鋪機(jī)運(yùn)行至模板位置，開始下降工作架，到碾壓輥與模板高程一致時(shí)停止，并設(shè)好限位高程裝置。攤鋪機(jī)的工作方式為自下向上，工作機(jī)架2m成一模，模與模之間有搭接，可根據(jù)倉(cāng)位大小不同調(diào)節(jié)模塊位置。

（四）混凝土配制及運(yùn)輸

1.混凝土拌合

混凝土由HZS60混凝土攪拌站拌合，混凝土攪拌時(shí)間按90s控制。砂、石的計(jì)量偏差應(yīng)控制在±2%以內(nèi)，水泥、摻合料（含聚丙烯纖維）、水、外加劑等材料的計(jì)量偏差應(yīng)控制在±1%以內(nèi)。混凝土出機(jī)口坍落度控制為6～7.5cm，入倉(cāng)坍落度控制為5～6cm。當(dāng)氣候變化時(shí)，可微調(diào)用水量，維持入倉(cāng)混凝土坍落度不變，保證襯砌混凝土機(jī)械化施工的工作性。

2.混凝土運(yùn)輸

混凝土采用攪拌車運(yùn)輸，拌和物從拌和樓出料到入倉(cāng)的時(shí)間一般控制為30～45min，超出規(guī)范規(guī)定允許最長(zhǎng)運(yùn)輸時(shí)間的混凝土做棄料處理。

（五）坡面混凝土澆筑

1.混凝土攤鋪振壓

攤鋪機(jī)就位后試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查設(shè)備的振搗系統(tǒng)、螺旋、碾壓輥、皮帶是否運(yùn)行正常，工作機(jī)架高程確定合適后，啟動(dòng)一級(jí)上料皮帶機(jī)和二級(jí)集料皮帶機(jī)，灑水潤(rùn)滑?；炷翑嚢柢囃ㄟ^(guò)上料皮帶進(jìn)行下料，并根據(jù)分料情況行走工作機(jī)架。攤鋪機(jī)工作機(jī)架的行走速度對(duì)混凝土振碾效果影響較大，初期控制為3m/min，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察調(diào)整。

混凝土攤鋪?zhàn)⒁馐马?xiàng)如下：下料順序從下到上沿襯砌機(jī)前進(jìn)方向進(jìn)行；輸送皮帶上的料量分布需保持均勻，同時(shí)避免攪拌車出料口及皮帶機(jī)受料口堵料；下料應(yīng)與振動(dòng)碾壓速度相適應(yīng)，既不能堆積過(guò)多的混凝土料，也要避免振搗棒因缺料而出現(xiàn)空振；工作機(jī)架保持勻速連續(xù)工作，行走速度控制在容許范圍內(nèi)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)布料進(jìn)行調(diào)整，確保振搗效果。

2.混凝土提漿

混凝土提漿使用抹光機(jī)完成，其開始時(shí)間與環(huán)境溫度及攤鋪寬度有關(guān)，一般可在混凝土攤鋪寬度超過(guò)4m，且滯后攤鋪1～1.5h后實(shí)施。若環(huán)境溫度較高，則提前啟動(dòng)提漿作業(yè)。提漿自下而上進(jìn)行，一般需2～3遍，依次進(jìn)行。抹光機(jī)的適宜高度以剛接觸到混凝土表面為好，在向下放抹光機(jī)時(shí)，應(yīng)邊轉(zhuǎn)動(dòng)抹盤邊向下降落。抹光機(jī)配置2個(gè)抹盤同時(shí)作業(yè)，抹盤直徑1.5m，工作時(shí)需疊壓0.2～0.3m，工作機(jī)架行走速度控制為6m/min為宜。

3.收面壓光

混凝土接近初凝時(shí)，可用手輕壓，如表面發(fā)硬、但稍有痕印時(shí)，便可及時(shí)進(jìn)行壓光處理，消除表面氣泡，使混凝土表面平整、光滑無(wú)抹痕。由于聚丙烯纖維能保持水分，泌水速度減緩，因此收面工序應(yīng)較普通混凝土適當(dāng)推后。收面壓光先由人工用鐵抹子收一遍，然后將抹面機(jī)的抹盤卸掉，露出上方的樹脂葉片，使用葉片壓光1～2遍，之后人工收面1遍。收面時(shí)，抹子應(yīng)相互疊壓，消除抹痕。

（六）氣候選擇

渠道襯砌混凝土具有外露面積大，板塊薄，受外界氣候、溫度變化影響大等特點(diǎn)，需選擇適宜的氣候條件，具體要求如下：

風(fēng)力達(dá)到4級(jí)及以上時(shí)不應(yīng)安排澆筑；風(fēng)力達(dá)到3級(jí)時(shí)宜推遲開倉(cāng)時(shí)間，或澆筑后及時(shí)覆蓋土工布養(yǎng)護(hù)，日灑水4遍。

主汛期（7～8月）原則上不安排渠道襯砌施工；若在澆筑過(guò)程中遇中雨以上天氣，應(yīng)立即停止進(jìn)料，已入倉(cāng)混凝土馬上遮雨覆蓋，并防止馬道上雨水流入，不得新開混凝土澆筑倉(cāng)面，也不得帶雨進(jìn)行抹面壓光作業(yè)。

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)氣溫〉30℃時(shí)，宜避開中午施工，優(yōu)先選擇傍晚或夜間施工，并采用添加緩凝劑、控制水溫等措施；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)氣溫超過(guò)35℃時(shí)，應(yīng)停止施工。當(dāng)日均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定在5℃以下，或現(xiàn)場(chǎng)最低氣溫在0℃以下時(shí)，應(yīng)采取熱水拌合等措施，以保證混凝土拌合物的入倉(cāng)溫度≥5℃；當(dāng)日均氣溫〈5℃時(shí)，應(yīng)停止施工。

（七）混凝土養(yǎng)護(hù)

襯砌混凝土養(yǎng)護(hù)期為28d。坡面混凝土灑水后，用塑料薄膜封閉覆蓋，可在板面上形成較多水珠，滿足混凝土養(yǎng)護(hù)要求。養(yǎng)護(hù)期間，塑料薄膜應(yīng)貼緊混凝土板面，邊角覆土或用沙袋壓牢，并經(jīng)常檢查。環(huán)境溫度〈0℃時(shí)，采取蓄熱養(yǎng)護(hù)，在混凝土板面上覆蓋1層塑料薄膜后，再覆蓋2層棉氈。

（八）切縫與填縫

1.切縫時(shí)間

切縫施工宜在襯砌混凝土抗壓強(qiáng)度為1～5MPa時(shí)進(jìn)行，根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)，切縫時(shí)間控制在混凝土澆筑后的200～300（℃·h）時(shí)比較好。渠道襯砌主要在春秋季進(jìn)行，環(huán)境平均溫度一般為15℃，可在收倉(cāng)后16～24h內(nèi)開始切割，并在24h內(nèi)完成。若氣溫較高，可在收倉(cāng)后10～12h開始切割。

2.切縫

采用切縫機(jī)進(jìn)行切縫施工，切縫前，先在混凝土板上用墨線彈出伸縮縫的位置，通縫、半縫應(yīng)分別標(biāo)出并加以明顯區(qū)分。原則上按照先通縫、后半縫，先橫縫、后縱縫的切割順序施工，宜首先從面板下部縱縫開始。切縫前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)縫深調(diào)整刀片，確保不損傷到混凝土板下的復(fù)合土工膜。

3.清縫

清縫一般在混凝土養(yǎng)護(hù)期結(jié)束后實(shí)施，清縫前應(yīng)檢查伸縮縫的深度和寬度，伸縮縫應(yīng)底部平坦、寬度均勻一致，對(duì)深度不符合設(shè)計(jì)要求的應(yīng)做補(bǔ)切縫處理。采用吹風(fēng)機(jī)清除縫內(nèi)的浮漿、碎碴等雜質(zhì)，之后使用吹風(fēng)機(jī)將縫內(nèi)水滴吹凈，等待縫面自然晾干。

4.填縫

將聚乙烯閉孔泡沫板切割成設(shè)計(jì)要求的形狀，輕輕塞入縫內(nèi)，之后使用月牙形木條將其壓入縫底，保證縫表面有2cm的空余深度，用于填充密封膠。

聚硫密封膠為雙組分材料，注膠前先在清理干凈的基面上均勻刷雙組分底涂，待底涂完全固化后開始注膠。注膠使用專用槍，自下而上均勻注入，縫面應(yīng)用刮刀壓緊刮平，確保注膠飽滿。注膠后應(yīng)及時(shí)檢查，如有凹凸不平、氣泡、粗糙外溢、表面脫膠、下垂等現(xiàn)象應(yīng)修補(bǔ)整齊。為保證縫面均一美觀，注膠前先用紙質(zhì)膠帶在縫兩側(cè)貼出兩條線，以防污染基面，注膠完成后，再將膠帶揭除?？p面用塑料布遮蓋，避免密封膠固化前，雨水浸入縫內(nèi)。

三、質(zhì)量管理要點(diǎn)

第一，原材料嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)場(chǎng)報(bào)驗(yàn)制度，進(jìn)場(chǎng)后未經(jīng)檢驗(yàn)或檢驗(yàn)不合格，不能使用。第二，混凝土厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，切縫時(shí)間應(yīng)適宜，避免出現(xiàn)板面裂縫。第三，混凝土嚴(yán)格按配比拌制，確保不結(jié)團(tuán)，不分離離析，不合格料不入倉(cāng)。第四，混凝土澆筑一般在黃昏和早上進(jìn)行，氣溫高于30℃不能開倉(cāng)，冬雨季暫停施工。第五，混凝土施工人員入倉(cāng)前將鞋沖干凈，各種施工設(shè)備入倉(cāng)前也要沖洗干凈，以免污染倉(cāng)號(hào)。第六，混凝土切縫起止時(shí)間要嚴(yán)格控制，避免混凝土拉裂。伸縮縫灌注前應(yīng)認(rèn)真清縫，保證填縫材料良好的粘結(jié)力。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，機(jī)械化施工的纖維混凝土可以滿足質(zhì)量要求，在施工過(guò)程中取得了一定經(jīng)驗(yàn)，也暴露出一些不足：一是因纖維的分散性及與混凝土粘合性將影響混凝土整體強(qiáng)度，因此纖維混凝土入倉(cāng)后的振搗時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。二是由于纖維混凝土中纖維體積較小且重量輕，在經(jīng)過(guò)提漿后，多浮于混凝土表面，因此收面過(guò)程也需要適當(dāng)延長(zhǎng)，以保證外觀質(zhì)量和表面糙率。三是機(jī)械化施工輔以人工振搗、抹面，保證了混凝土密實(shí)和表面質(zhì)量。四是機(jī)械化施工在自動(dòng)化程度上、各工序銜接配合、現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)等方面有待進(jìn)一步提高。

[1]南水北調(diào)中線一期穿黃工程渠道襯砌施工技術(shù)要求[R].黃河勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，2010.

[2]孫衛(wèi)軍，肖萬(wàn)格，左麗.南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程渠道襯砌特點(diǎn)及施工要求[J].南水北調(diào)與水利科技，2008.