大型渠道工程機械攤鋪邊坡找平層設計與質量控制指標分析

宋　剛

(新疆兵團勘測設計院(集團)有限責任公司，烏魯木齊 830002)

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大型渠道工程機械攤鋪邊坡找平層設計與質量控制指標分析

宋剛

(新疆兵團勘測設計院(集團)有限責任公司，烏魯木齊 830002)

隨著社會不斷進步，科技日益發展，中國大型渠道工程建設正處于飛速發展中，逐漸實現了核心工序機械化施工，自主研發、設計了渠道邊坡墊層攤鋪機機械化攤鋪膠結砂礫料找平層，優化了已有的人工精修渠床基面、鋪筑砂漿兩道重要的工序，簡化了施工流程，減少了工作量，還需要客觀地分析質量控制指標，明確核心質量控制、設計參數，提高大型渠道工程建設的整體質量，更好地投入到使用中，具有較好的運營效益。

大型渠道工程；機械攤鋪邊坡；找平層設計；質量控制指標；分析

當下，國內、外大型輸水渠道工程的渠床基面大都采用削坡機進行整平處理，全方位分析當地材料，優化利用砂漿、水泥改性土等材料合理設置建基面找平層。在此過程中，要全方位分析建設地區主客觀影響因素，根據當地實際情況，優化設計大型渠道工程機械攤鋪邊坡找平層，優化工程項目已有的施工工序，避免返工現象發生，合理控制施工成本，客觀分析質量控制指標，有效解決存在的質量隱患，提高大型渠道工程的整體質量，更好地展現自身多樣化功能。

1　工程概括

以北疆地區某大型渠道工程為例，其渠道斷面呈梯形結構，其中的現澆混凝土板機械襯砌有10 cm厚，膜下方原來設計過程中采用的是M10砂漿找平層，其厚度為3 cm。對于砂漿找平層來說，建基面機械粗修、人工精修等施工工藝經常被應用其中。但在施工過程中，極易出現各種問題，比如，人工鋪設找平層極易受到人為因素的影響，施工質量不穩定，表面平整度低下。比如，人工鋪筑找平層、機械襯砌混凝土面不具備相同的平整度，導致襯砌混凝土厚度不均勻。在工程項目投入使用后，極易出現伸縮裂縫、誘導裂縫等，存在質量隱患，大大縮短工程項目的使用壽命，不具備較高的質量。為此，急需要實現工序機械化施工，優化設計該地區大型渠道工程機械攤鋪邊坡找平層，控制好質量指標，優化已有的人工精修渠床基面、鋪筑砂漿工序。

2　大型渠道工程沿線天然砂礫料料源、材料性能

2.1大型渠道工程沿線地質條件

就該地區渠道工程沿線來說，發育的地層屬于泥盆系、第四系、侵入巖等。以第三系為例，大都分布在輸水線路克蘭河之后的渠段，其中的640臺地第三系泥砂巖明渠道長度大約為26.33 km，含礫土砂層厚度為0.3 m，根據鉆孔、探坑情況，全風化層厚度長達10 m。以第四系為例，大都分布在山前、山前沖洪積扇一帶，具有多樣化的巖性，比如，黏土、砂礫石，其最長的渠道有86.07 km，也是輸水線路必須經過的核心地層。

2.2天然料源普查

對于渠道工程防滲結構建基面找平層來說，在使用膠結砂礫料之前，需要客觀而全面地分析沿線填筑料料場、棄渣場料等，進行必要的顆粒分析，客觀地檢驗能夠利用的儲量，不同類型材料的整體質量。據檢測分析，2/3料場粒徑≤40 mm砂礫料已經超過80%，甚至有些料場已經達到100%，其泥量大都不超過7%。盡管有著較高的砂率，仍然需要添加適量的水泥，才能更好地滿足相關的其強度要求，符合相關規定。為此，通常情況下，填筑料場、棄料場大都能夠用于膠結砂礫料料場中，其料源分布極其廣泛，性能、儲量等都能滿足大型渠道工程建設的客觀要求，確保工程建設的順利進行。

3　大型渠道工程機械攤鋪邊坡找平層設計與質量控制指標

3.1強度

和公路系數相比，渠道工程底部找平層并不具備多樣化的受力條件，無法承受頻繁變動，負荷較大的壓力，也就是找平層結構不具備高承載力。通常情況下，在設計膠結砂礫料找平層的時候，需要結合相關的強度標準，其控制標準為低等級公路所具備的最低強度指標。具體來說，在水中浸泡7 d之后，其無側限抗壓強度仍然超過2.5MPa，根據當地材料，合理設計其與水泥摻量配合比，客觀地檢測現場生產情況，看渠道工程施工是否滿足相關的強度。如果符合相關規定，可以進一步檢驗配合比配制拌合料，優化利用攤鋪機合理攤鋪，做好覆蓋工作，使其更加密實、穩定，有效防止建基面被破壞。需要注意的是：在設計過程中，必須把握好設計強度標準。

3.2厚度

就大型渠道工程而言，在機械化攤鋪膠結砂礫料找平層中，必須合理設計其厚度。主要是因為找平層過厚，鋪料振實難度非常大，會降低找平層強度、壓實度，增加工程建設成本；找平層過薄，又會導致相關結構薄弱，極易被破壞，那些需要進行大幅度超挖機械修坡面填充找平難度非常大，無法滿足平整度方面的設計要求，導致所設計的找平層存在較大的安全隱患。為此，在設計過程中，必須進行攤鋪試驗，利用攤鋪機實現一次性攤鋪振實、找平、削坡，客觀地觀測、分析相關結構層次，結合試驗結果，制定可行的攤鋪厚度質量控制指標。此外，對于膠結砂礫料來說，最小厚度和機械修坡面具有的平整度緊密相連，需要客觀地檢測邊坡機械修坡面已具備的平整度，以觀測數據為基點，準確計算對應的標準差、平均值，準確把握坡面上、下波動情況，其超欠部位的集中、離散程度，并借助經常使用的標準差倍數值，明確找平層攤鋪厚度，做好試驗工作，看其是否滿足相關的厚度指標。在施工現場機械化攤鋪試驗中，厚度為8 cm的找平層更容易進行攤鋪、振搗密實，在覆蓋養護之后，找平層會更加密實、平整，所花成本也會少于人工精修坡面、水泥砂漿施工等。為此，綜合各方面影響因素，膠結砂礫料找平層攤鋪厚度設計為8 cm最合適。

3.3平整度、壓實度

對于大型渠道襯砌機械化工程來說，在施工過程中，底部建基面、找平層具有的平整度會嚴重影響襯砌質量。在渠道工程建設中，需要優化利用機械攤鋪膠結砂礫料，主要是因為能夠在一定程度上提高建基面的平整度、精度，滿足渠道設計斷面的客觀要求，特別是斷面結構尺寸。要借助相關規定中砂礫石找平層質量控制指標，客觀分析工程試驗段所檢測的一系列數據，明確找平層平差值范圍。此外，在設計機械攤鋪邊坡找平層的時候，還要合理設計壓實度，要客觀分析其影響因素，比如，砂礫料繼配、含水率、鋪料厚度，做好試驗工作，優化改進攤鋪設備，明確最佳的施工參數，確保工程項目滿足相關的壓實要求，其中的穩定層具有一定強度，有效防止襯砌混凝土板面出現裂縫、沉降等質量問題，具有較高的壓實度。

4　大型渠道工程膠結砂礫料施工

4.1膠結砂礫料拌和、運輸

在膠結砂礫料拌和中，要結合工程項目特點，準備好拌料，控制好拌和時間，均勻攪拌拌和物，結合砂礫料已有的含水量，添加適量的水，含水量控制在1%～2%，要根據運輸距離的長短、天氣變化情況，合理調整含水量。此外，根據室內實驗，適當增加水泥劑量，通常情況下，控制在0.5%～0.1%，保證攪拌之后的混合料不會出現色澤不均勻、離析現象等，影響混合料的整體質量。在運輸膠結砂礫料的過程中，要采用直接卸料的專用車，控制好運輸車數量，確定好施工進度、運輸距離、路況等，確保工程建設能夠順利進行，避免增加工程建設成本，提高渠道工程建設的整體效益。

4.2邊坡膠結砂礫料攤鋪

在上料過程中，要動態監控各倉料斗內已有的膠結砂礫料數量，及時添加，確保各個料倉的料量均勻，避免出現欠料情況。一般來說，攤鋪厚度必須超過4 cm，但又不能超過16 cm，一旦發現坡面厚度在4 cm以下，必須進行必要的修整，而對于厚度超過16 cm的部位來說，要采用分層攤鋪的方法。為此，在施工過程中，必須嚴格按照試驗段的具體情況，控制好攤鋪進度、內外振動梁的振動頻率等，促使機械攤鋪邊坡膠結砂礫料找平層更加密實、平整。還要動態監督振動梁等施工情況，一旦發現故障問題，要及時進行修理，對存在質量缺陷的部位進行必要的壓實處理。如果發現攤鋪面存在刮痕缺陷，需要對其進行必要的人工補料處理，避免質量缺陷范圍進一步擴大。而在攤鋪的時候，要從已經鋪設好的標準斷面入手，開展攤鋪工作，在彎道施工的時候，需要結合彎道實際情況，控制好上、下軌道行進速度，確保攤鋪機能夠和渠道上口切線始終處于垂直狀態。

4.3梁底膠結砂礫料找平層施工

通常情況下，在膠結料運送到施工現場后，大都需要采用倒退的方法，由內向外依次卸料。以梁底的寬度為基點，明確每車膠結砂礫料的卸料堆數以及它們之間的距離，優化利用人工配合裝栽機、挖掘機，做好膠結砂礫料攤鋪、整平工作，特別是機械碾壓。

4.4膠結砂礫料養護工作

在完成膠結砂料攤鋪振動壓實之后，還要在其表面覆蓋上養護膜，做好保濕養護工作。通常情況下，渠道工程的養護期為一周，還要做好后續工作，3 d之后，就可以在表面鋪設防滲膜以及后續施工。在鋪設防滲膜的時候，不能讓膠結砂礫料找平層長期暴露在外面，有效防止表面水分大量流失，影響工程的整體質量。

5　結　語

總而言之，在大型輸水渠道工程建設中，要多角度分析主客觀影響因素，借鑒類似工程施工經驗，采用規范化的施工技術，客觀地分析關乎施工現場的各種試驗數據等，結合相關規定，優化設計器邊坡找平層，把握好質量控制指標，有效解決存在的各種問題，加強大型渠道工程建設，也為以后類似工程建設提供重要的參考依據，不斷加快我國新時期同類型工程建設步伐，實現“經濟、社會、生態”三效益，促進社會經濟的持續發展。

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1007-7596(2016)06-0017-03

2016-04-28

宋剛(1984-)，男，陜西延長人，工程師，從事渠道及山區水庫工程設計工作。

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