張華　郝建強

摘要：為了解決在干旱、大溫差條件下渠道邊坡現澆混凝土人工施工中，混凝土密實、平整度及施工的均勻性易出現缺陷的問題，介紹了機械化施工的設備組成，并從技術指標和經濟指標兩方面對機械化襯砌施工和人工澆筑進行了對比分析。分析得出進行現澆混凝土襯砌，可以提高襯砌質量、施工效率，減少渠道糙率、增大渠道輸水能力、提高渠系水利用系數，帶來較好的施工效果，產生良好的經濟效益的結論。

關鍵詞：渠道邊坡；機械化施工；施工效率；經濟效益

中圖分類號：U416.1文獻標志碼：B

Abstract： In order to resolve the problems involving density， roughness and uniformity of the manually cast concrete of channel slope under the conditions of drought and large temperature difference， the composition of equipment for mechanized construction was introduced， and comparison of mechanized lining and manual cast was conducted in terms of technical and economic indicators. The results show that mechanized construction of castinplace concrete lining is dominant in quality and efficiency and yields better economic benefit.

Key words： channel slope； mechanized construction； construction efficiency； economic benefit

0引言

新疆葉爾羌河中游渠首第三師前海總干渠配套工程貫穿三師前海灌區，該灌區位于葉爾羌河流域，地處麥蓋提縣、巴楚縣境內，由前進灌區和小海子灌區組成，其中前進灌區地處麥蓋提縣境內，小海子灌區地處巴楚縣境內。渠道設計縱坡在1/3 170～1/2 000之間，渠底寬度為8～13 m，渠深度為35 m，渠內邊坡坡度為1∶2，流量為40.5 m·s-1。

渠線位于塔克拉瑪干沙漠邊緣，環境氣候為典型的干旱大陸性氣候，其主要特點是：氣溫年、月變化較大，日差較大，空氣干燥，日照長，蒸發強烈，降水量小。惡劣的自然環境給混凝土施工帶來了巨大的考驗和挑戰。目前，雖然大型渠道混凝土機械化襯砌技術在國內已日趨成熟[17]，但干旱、大溫差條件下的混凝土機械化襯砌技術積累寥寥無幾，可借鑒的施工經驗極為短缺。在本工程中，筆者單位通過引進機械化襯砌設備，結合實際工程環境情況，改變和改進施工工藝參數，成功摸索出了適用、經濟、合理、高效的施工方法和施工經驗。

1設備組成

1.1坡面混凝土攤鋪及振搗成型一體機

該設備由坡腳/坡頂行走電機、高度調節支腿、混凝土輸送皮帶、攤鋪機頭和承載桁架等幾部分組成（圖1）。它實現了在斜坡上由坡腳向坡頂進行全坡面均勻布料，布料厚度可按設計要求靈活調整，振搗、振平提漿和攤鋪同步進行。

1.2抹光機

（1）初抹由坡腳/坡頂行走電機、電動高度調節支腿、固定式抹盤、承載桁架等幾部分組成，可實現坡面大面找平，提漿抹面的功能效果。

（2）精抹由坡腳/坡頂行走電機、電動高度調節支腿、活動式抹盤、承載桁架等幾部分組成，具有坡面抹痕收凈、壓光成型的功能。如圖2所示。

1.3切縫機

該設備由坡腳/坡頂行走電機、電動高度調節支腿、固定間距切割刀頭、承載桁架等幾部分組成（圖3），具有渠道縱橫縫一次切割成型的功能。

以上設備共同設置于渠頂及渠底的2條平行軌道上，軌道的平面位置和高低均與邊坡坡度相對應，且具有足夠的穩定性，不得發生明顯的垂向和側向位移。

2機械化襯砌與傳統人工澆筑技術指標的對比分析

2.1傳統人工澆筑

傳統的人工澆筑主要是靠搭設溜槽將混凝土堆放在坡面，通過人工扒開整平，采用平板振動器進行坡面混凝土振動密實，人工收面。施工效果如圖4所示。從整個施工過程不難看出，傳統人工澆筑存在以下幾個弊端。

（1）在高溫干旱的自然條件下，人工扒開整平過程會導致混凝土表面水分大量散失，造成混凝土坍落度損失過快，對后續的振搗和收面抹光等工序產生不利影響。工序銜接稍有差池，將會造成振搗不密實，表面提漿困難，無法進行收面抹光，嚴重影響邊坡襯砌的外觀質量。

（2）在正常的坡面條件下，混凝土坍落度一般控制在60～80 mm，不超過100 mm，此時如果采用振動棒振搗，極易產生混凝土溜坡，故只能采用平板振動器進行振密。這一過程中，受坡面坡度限制，無法達到平面作業水平，極易造成振搗密實度不均勻引起質量缺陷，影響混凝土整體強度和結構耐久性。

（3）人工進行的前兩項施工過程極易導致坡面大面平整度差，因而導致后續人工收面過程難以達到控制大面平整度的工藝水平和要求。

（4）結構縫切割采用傳統的手推式切縫機，受坡面作業的不利因素制約，切縫寬度、深度及整體順直度都會受到不同程度的影響，極易導致縫寬不均、縫深不足、線形不順等諸多質量問題。

2.2機械化襯砌施工

相比傳統的人工澆筑，機械化襯砌從上料、布料、振搗整平、抹光、切縫等方面的質量控制具備以下幾大優勢。

（1）靠傳送皮帶將混凝土輸送至攤鋪機頭，通過集成在攤鋪機頭的高頻振搗棒、振動整平板和提漿滾筒得以實現在短時間內完成從上料至整平提漿的全過程。經實踐檢驗，采用此設備進行的機械化襯砌施工，混凝土振搗密實，攤鋪厚度均勻，大面平整，混凝土表面提漿豐富。

（2）依靠直徑為1.5 m的固定式抹盤進行初道抹光，通過自身的揉擠，輔以人工局部部位補料，可以較容易地達到坡面襯砌大面平整，坡度順直的目的。經過直徑為1.0 m的活動式抹盤精收面工序，基本能消除混凝土表面抹痕，輔以人工成型抹光，能充分保障襯砌混凝土的外觀質量。

（3）與人工手推式切縫機相比，由于切縫設備加工生產時已按設計縫間距將切割刀頭固定于承載桁架上，刀頭靠電機帶動勻速行進，故調整好切縫深度，保證行走軌道平面位置和軌頂高程準確后進行施工，具有自動化程度高、切縫位置準確、成縫線性順直美觀、成縫寬度和深度均勻標準等優勢[8]。機械化施工板面效果如圖5所示。

3機械化襯砌與傳統人工澆筑經濟指標的對比分析

傳統人工澆注往往需要投入大量的人力對各工序進行充分保障。在以高進度和高質量為目標時，由于人工施工效率低，使得投入與產出比例嚴重失衡[910]。當下建筑市場勞務人員緊缺、勞務人員工資大幅上揚，密集型使用人工，將進一步加劇投入與產出失衡問題，經濟可行性逐步降低。

與傳統的人工澆注相比較，機械化襯砌雖然在設備的購置方面一次性費用投入較大，但機械化帶來的高功效、高質量水平以及施工的均勻性和連續性等方面產生的高經濟效益，且機械維修保養及折舊攤銷等費用占成本比例仍然是經濟可控的。另外，設備具有可重復利用、改造利用的重要屬性，相似工程可重復使用，這也進一步降低了設備費用占用單位方量混凝土澆注成本的比例，進一步顯現了機械化襯砌施工的經濟適用性。

4結語

總之，在干旱、大溫差條件下渠道邊坡現澆混凝土施工中，如人工在斜坡上實現大面積現澆混凝土施工，在混凝土密實度、平整度及施工的均勻性等方面都存在缺陷，高投入低產出，經濟效益低下。而采用大型機械設備進行現澆混凝土襯砌，可以提高襯砌質量、施工效率，減少渠道糙率、增大渠道輸水能力、提高渠系水利用系數，帶來較好的實施效果，產生良好的經濟效益。

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[責任編輯：杜衛華]