□王國新（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)局第一地質(zhì)勘察院）

□李曉斌 □岳安華（河南省水利第一工程局）

一、概述

南水北調(diào)中線一期工程總干渠第IV渠段（黃河北～羑河北）第四設(shè)計(jì)單元（焦作2段）設(shè)計(jì)樁號(hào)IV41+400～I(xiàn)V66+960，全長(zhǎng)25.56km，多為全挖方段，最大挖深約40m，最大填高約13m，設(shè)計(jì)流量260m3/s，加大流量320m3/s，渠道過水?dāng)嗝娉侍菪?，設(shè)計(jì)底寬9.5～26.5m，設(shè)計(jì)水深7m，堤頂寬5m，設(shè)計(jì)縱坡為1/29000和1/23000，需要襯砌的整個(gè)渠段約為23km。

在渠道襯砌施工中，渠坡混凝土機(jī)械化襯砌的技術(shù)含量最高，施工也最為困難，對(duì)工程質(zhì)量的影響也最大，其技術(shù)尚處在不斷發(fā)展和創(chuàng)新階段，缺乏統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、程序化、規(guī)范化運(yùn)作。

二、渠坡混凝土機(jī)械化襯砌技術(shù)

（一）生產(chǎn)性施工檢驗(yàn)

1.渠坡混凝土襯砌正式施工前應(yīng)先進(jìn)行生產(chǎn)性施工檢驗(yàn)，生產(chǎn)性施工檢驗(yàn)前應(yīng)首先對(duì)試驗(yàn)室出具的混凝土配合比進(jìn)行試驗(yàn)性拌和，以驗(yàn)證混凝土的和易性、含氣量和坍落度等指標(biāo)。

2.通過生產(chǎn)性施工檢驗(yàn)確定襯砌機(jī)行走速度、適宜塌落度、振搗時(shí)間、抹面壓光的適宜時(shí)間和遍數(shù)，確定輔助機(jī)械、機(jī)具的種類和數(shù)量，確定施工組織形式和人員配置，制定可操作性的施工組織方案。

（二）渠坡混凝土機(jī)械化襯砌施工方法

1.襯砌設(shè)備安裝及調(diào)試：襯砌機(jī)、抹面機(jī)、工作臺(tái)車同軌布設(shè)，軌道平行于渠道中心線，鋼軌鋪設(shè)在枕木或墊板上，根據(jù)“先分動(dòng)，后聯(lián)動(dòng)；先空載，后負(fù)荷；先慢速，后快速”的原則對(duì)襯砌機(jī)進(jìn)行調(diào)試，完畢后將襯砌機(jī)在軌道上反復(fù)行走幾遍，使軌道處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2.支立模板：渠道橫向通縫模板采用寬度與襯砌混凝土厚度相同、相互連接為整體的槽鋼作為側(cè)模，齒槽和坡肩模板優(yōu)先選用定型鋼模板，并與渠道橫向通縫模板相連。

3.混凝土布料：可采用螺旋布料器和皮帶輸送機(jī)布料。采用螺旋布料器布料時(shí)混凝土經(jīng)輸送帶運(yùn)至布料機(jī)接料口，進(jìn)入集料箱，開動(dòng)螺旋輸料器均勻布置，開動(dòng)振動(dòng)器和縱向行走開關(guān)，邊輸料邊振動(dòng)邊行走，布料較多時(shí)，開動(dòng)反轉(zhuǎn)功能，將混凝土料收回，布料寬度達(dá)到要求時(shí)開動(dòng)成型機(jī)，啟動(dòng)工作部分開始二次振搗、提漿、整平。采用皮帶輸送機(jī)布料時(shí)襯砌機(jī)的側(cè)面設(shè)有分倉料斗，自行式滑動(dòng)刮刀分料。

4.混凝土振搗：嚴(yán)格按照生產(chǎn)性施工檢驗(yàn)確定的振搗時(shí)間、小車行走速度等參數(shù)進(jìn)行振搗，做到不過振、漏振或欠振。

5.抹面：采用電動(dòng)抹光機(jī)進(jìn)行抹面，首次抹面時(shí)安裝抹盤，主要對(duì)襯砌混凝土面進(jìn)行平整和提漿，將裸露于表面的小石子壓入混凝土中，首次抹面宜自坡腳至坡肩進(jìn)行，第2次抹面主要是找平，抹面中隨時(shí)檢查混凝土表面的平整度，第3次采用抹片抹面，提高襯砌混凝土表面的光潔度。

6.混凝土養(yǎng)護(hù)：抹面完成后及時(shí)采用土工布覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)＞28d。

（三）施工注意事項(xiàng)

1.現(xiàn)場(chǎng)混凝土質(zhì)量檢查以抗壓強(qiáng)度為主，并以150mm立方體試件的抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)。混凝土試件以出機(jī)口隨機(jī)取樣為主，每組混凝土的3個(gè)試件應(yīng)在同一儲(chǔ)料斗或運(yùn)輸車箱內(nèi)的混凝土中取樣制作。

2.在生產(chǎn)性施工檢驗(yàn)中，應(yīng)對(duì)混凝土襯砌進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)芯樣強(qiáng)度試驗(yàn)。

3.停機(jī)時(shí)應(yīng)解除自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，升起機(jī)架，將襯砌機(jī)駛離工作面，清理粘附的混凝土，整修停機(jī)襯砌端面。

4.當(dāng)襯砌機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)立即通知拌合站停止生產(chǎn)，如在故障排除時(shí)間內(nèi)澆筑面上的混凝土尚未初凝可繼續(xù)襯砌，停機(jī)時(shí)間超過設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)將襯砌機(jī)駛離工作面，及時(shí)清理倉內(nèi)混凝土，故障出現(xiàn)后澆筑的混凝土需進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，并清除分縫位置以外的澆筑物，為恢復(fù)襯砌作業(yè)作好準(zhǔn)備。

5.襯砌前和襯砌施工中應(yīng)經(jīng)常校核軌道的方向和高程，同時(shí)隨時(shí)對(duì)模板進(jìn)行校核，保證混凝土分縫順直。

6.進(jìn)入彎道施工時(shí)需調(diào)整上下軌道行進(jìn)速度，保證襯砌機(jī)始終與渠道上口線保持垂直。

7.在混凝土澆筑季節(jié)，應(yīng)認(rèn)真收聽天氣預(yù)報(bào)，及時(shí)了解天氣變化情況，結(jié)合氣象資料制定混凝土施工應(yīng)急預(yù)案，在施工中如遇特殊氣候，需立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采取應(yīng)急措施，保證襯砌混凝土的施工質(zhì)量。

（四）襯砌混凝土質(zhì)量檢查項(xiàng)目和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

依托工程襯砌混凝土采用薄板素混凝土，強(qiáng)度等級(jí)C20，抗凍等級(jí)F150，抗?jié)B等級(jí)W6，渠坡混凝土厚度10cm，其質(zhì)量檢查項(xiàng)目和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 襯砌混凝土質(zhì)量檢查項(xiàng)目和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表

（五）混凝土拌制質(zhì)量控制

渠坡混凝土襯砌施工是在斜坡面上進(jìn)行的,施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的水灰比和坍落度。坍落度太大，入倉混凝土易溜到坡腳；坍落度太小，入倉太慢造成窩工，混凝土的坍落度大小要根據(jù)當(dāng)天的日照溫度、風(fēng)力等級(jí)、混凝土運(yùn)輸距離進(jìn)行調(diào)整,坍落度控制范圍為5～8cm。

（六）混凝土裂縫預(yù)防措施

渠坡襯砌為大面積薄板混凝土結(jié)構(gòu),在混凝土硬化中和硬化后都會(huì)因混凝土干縮、溫度變化及地基沉降等原因產(chǎn)生不同程度的裂縫。

1.溫度裂縫預(yù)防措施：優(yōu)化混凝土配合比，減少水泥用量；降低水灰比，水灰比控制在0.5以下；改善骨料級(jí)配；在混凝土中摻入適量的減水劑、引氣劑，以保證混凝土拌和物的流動(dòng)性、保水性；避開高溫、低溫時(shí)段澆筑混凝土。

2.塑性收縮裂縫預(yù)防措施：選用干縮值較小、早期強(qiáng)度較高的普通硅酸鹽水泥；澆筑混凝土墻時(shí)將基面灑水濕潤(rùn)；初凝前噴霧養(yǎng)護(hù)，在高溫及有風(fēng)的天氣情況下設(shè)遮陽網(wǎng)和擋風(fēng)設(shè)施，及時(shí)切縫，混凝土養(yǎng)護(hù)對(duì)防止襯砌混凝土面板裂縫有很好的效果。養(yǎng)護(hù)時(shí)要注意養(yǎng)護(hù)澆水時(shí)段的控制，一般中午時(shí)不宜使用井水直接對(duì)混凝土面板進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，避免混凝土面板因較大的溫度梯度而產(chǎn)生裂縫，避免硬化中或硬化后的混凝土面板直接暴露于空氣中。

三、結(jié)語

大型渠坡混凝土的機(jī)械化施工技術(shù)目前尚缺乏統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還處在不斷發(fā)展和創(chuàng)新階段，遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、程序化、規(guī)范化運(yùn)作，文中著重介紹了渠坡混凝土襯砌的施工方法、施工注意事項(xiàng)、質(zhì)量檢查項(xiàng)目和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，旨在為今后大型渠道渠坡混凝土的機(jī)械化襯砌施工提供技術(shù)參考。

渠坡襯砌技術(shù)是整個(gè)襯砌施工的關(guān)鍵，直接關(guān)系到襯砌系統(tǒng)的防滲、抗凍和表觀質(zhì)量。

我國混凝土渠坡襯砌的施工機(jī)械設(shè)備在自動(dòng)化、施工標(biāo)準(zhǔn)化等方面尚有待進(jìn)一步提高，機(jī)械、電子、碾壓和智能一體化是以后的發(fā)展方向。

[1]耿福明,羅輝,馬黔等.渠道混凝土襯砌機(jī)械化施工技術(shù)規(guī)程[R].北京:國務(wù)院南水北調(diào)工程建設(shè)委員會(huì)辦公室，2006.

[2]王乃超,劉瑞源,郭永峰等.渠道混凝土襯砌施工操作指南(試行)[R].北京:南水北調(diào)中線干線工程建設(shè)管理局，2009.

[3]李典基,羅輝,韓其華等.大型渠道機(jī)械化襯砌混凝土研究[J].施工技術(shù),2009,38(6):56-57.

[4]SL176-2007.水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程[S].[5]SL260-98.堤防工程施工規(guī)范[S].

[5]羅輝,李永順,井書光等.渠道混凝土襯砌機(jī)械化施工單元工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[R].北京:國務(wù)院南水北調(diào)工程建設(shè)委員會(huì)辦公室，2010.