淺談渠道襯砌成本控制

李 銀， 劉 楊

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 工程概述

南水北調中線一期工程總干渠陶岔渠首～沙河南段魯山南1段工程位于河南省平頂山市，起點樁號215+811，終點樁號229+262，標段全段總長13.451 km。渠道為梯形斷面，明渠全長為13.095 km，渠道底寬19.5～24.5 m，渠底高程為126.89～126.17 m，渠道內邊坡坡比為1∶2～1∶3，渠道縱坡降為1/25 000，全渠段采用混凝土襯砌,混凝土下的防滲材料采用576 g/m2復合土工膜，土工膜下鋪設20 cm厚的砂礫料墊層，渠底中軸與坡腳砂礫料墊層中采用內徑250 mm的軟式透水管組成的縱橫向管網排水。

混凝土總方量約9萬m3，邊坡襯砌板厚度一般為10 cm，底板厚8 cm，局部采取混凝土加厚措施；砂面平整度要求為1 cm/m2，混凝土平整度要求為8 mm/m2，且混凝土厚度不得低于板厚的95%。

2 影響成本投入原因的分析

混凝土量是襯砌成本的重要組成部分，混凝土澆筑量越大，成本投入越高。而襯砌面板厚度是影響混凝土量的關鍵，襯砌面板越厚，混凝土量越大；反之，越小。

筆者主要從混凝土量進行成本分析，混凝土量為設計混凝土量與超方量及浪費量的總和。

導致混凝土厚度發生變化有多種原因，主要分為以下三種：

(1)軌道變動：軌道基礎面對襯砌板厚有很大影響，軌道基礎面如由砂鋪墊而成，則在襯砌機行走過程中，在襯砌機自重及其它力的作用下(考慮砂面為設計平面)，襯砌機會發生沉降或偏移，進而影響襯砌板厚(圖1)。

收稿日期:2014-08-14 圖1 軌道變動對混凝土厚度的影響示意圖

(2)襯砌機擾度：襯砌機本身在其設計制作時預加了一定的向上擾度來保證襯砌機布料底板在同一平面，但因長期使用機械設備而導致其老化以及外力對其的影響，襯砌機本身產生擾度且擾度不斷加大，特別是襯砌機的中間部位，對混凝土板厚造成的影響更大，詳見圖2。

(3)不同方式刮砂對混凝土板厚的影響。

圖2 襯砌機擾度變化對混凝土板厚的影響示意圖

將人工刮砂和襯砌機刮砂兩種方式進行對比分析可知：人工刮砂后平面基本為設計平面，為保證混凝土襯砌板厚符合設計標準，混凝土板厚平均值大于設計值，進而導致混凝土超填量增加；而襯砌機刮砂和襯砌機澆筑均為同一機械施工，襯砌機擾度對混凝土的板厚基本無影響，超填量影響也不大，詳見圖3。

圖3 機械刮砂和人工刮砂對混凝土板厚的影響示意圖

(4)人為浪費：在使用機械襯砌過程中，對襯砌機的液壓系統進行調節，人為加大了襯砌板厚度，進而增加了成本。

(5)混凝土的浪費：澆筑混凝土時因各種原因造成浪費，同時，由于其他原因造成混凝土剩余而無法用于澆筑施工中，導致成本投入增大。

3 成本分析

(1)襯砌機位置發生偏移或沉降，襯砌機產生擾度、采取的不同方式進行砂面刮平對混凝土量產生了一定的影響，具體情況見表1。

表1 不同狀態下混凝土變化量表

說明：①軌道向渠道外偏移為正，向內為負；②混凝土增加量為﹢，減少量為﹣；③水平位移和沉降位移可進行數值轉換，以1∶2邊坡為例，水平值偏移2 cm，相對沉降值為1cm。

(2)結合圖3進行對比分析得知，襯砌機刮砂是一種有效的、保證混凝土板厚的措施，但其前提條件是保證混凝土的平整度，擾度值最大的位置一般處于襯砌機的中間或重心部位。通過對不同撓度條件下襯砌面板平整度進行對比分析后得出的結論如下：

表2 擾度對平整度的影響表

在保證混凝土面板平整度的前提下對表1進行分析得知，同種狀態下使用襯砌機刮砂可以節約混凝土量，節省成本。以魯山南1段為例，設計混凝土方量約為9萬m3，混凝土成本為260元/m3，增加20%的混凝土量時成本約為468萬元，即混凝土面板厚度每增加1 cm，成本將增加234萬元。

4 減小成本投入采取的措施

砂面控制和混凝土面控制在控制成本上尤為重要。施工過程中，可以通過以下方式減少混凝土超量。

(1)對軌道基礎進行加固處理，禁止使用砂或強度不高、易發生變形的土料作為基礎面，同時對軌道做側向位移加固處理，使用錨釘或其他方式阻止軌道側向位移且錨釘本身不能發生變形和位移；

(2)對擾度進行分析，根據實際需求及時對擾度進行校正，通過在連接位置加鋼板片的方式消除擾度，進而減少混凝土的用量；

(3)選擇適宜的施工方法較為有效。據對表1進行分析得知：采用機械刮砂既可有效減小混凝土超量，又能有效地保證平整度。

(4)襯砌機在工作狀態下應關閉液壓裝置，如需使用，需向管理人員請示；

(5)制作混凝土骨料分離器，對無法使用的混凝土料進行骨料的篩分，用于其它臨建部位的施工，減少棄料；

(6)加強襯砌開倉前的空載運行，不僅可以對機器的工作性能進行檢查，而且可以隨時測量襯砌機與砂面的厚度，此厚度為混凝土板厚，根據實際情況及時調整液壓裝置，當板厚大于設計值時降低液壓缸，反之則升高。

5 結 語

渠道襯砌機在南水北調工程渠道襯砌的使用中取得了良好的效果，對整體中線工程發揮了巨大的作用，但若將渠道襯砌機運用于其他工程時，首先要對襯砌機的正確使用進行深入的探討和剖析，加強面板厚度的過程控制，減小因機械原因造成的額外投資，提高襯砌施工技術水平，加強對操作人員的科學化管理，進一步加強施工質量和成本控制。