陸渾灌區總干渠機械化襯砌施工技術

馬 鵬

（河南省陸渾水庫管理局）

1 工程概況及設計指標

陸渾灌區續建與節水改造工程滾動實施方案總干渠全長14.30 km，設計流量77.00 m3/s，設計水深4.50 m，渠深5.30 m，渠底寬度6 m。土渠段設計邊坡1：1.75，利用現狀渠段進行渠道全斷面襯砌，混凝土強度設計等級為C20、W6、F150，襯砌厚度10 cm。沿水流方向每4 m 設置一道橫縫，縫內采用閉孔泡沫板填充，縫寬20 mm。內坡采用鋪設復合土工膜，采用雙縫焊接，搭接寬度≥10 cm。

2 渠道襯砌主要工程量

現澆混凝土40 269 m3土工膜斜鋪85 017m2，C20 無砂混凝土排水體130 m3聚乙烯閉孔泡沫板13 151m3混凝土拆除8 054 m3。

3 利用機械襯砌所能達到的效果

利用機械襯砌使工效提高，施工進度加快，以便控制施工進度計劃。利用機械襯砌混凝土布料攤鋪均勻整齊、無骨料暴露、提漿豐富、振搗密實度高且均勻、整平效果好、有利于提高實體質量和外觀質量。利用機械襯砌施工有利于減少使用輔助機械、機具和人工，降低施工成本。利用機械襯砌施工，能夠培養一批熟練的機械操作技術工人，為以后就業開設創造性條件。

4 混凝土原材料及施工機械的選用

4.1 混凝土原材料

在砂、石子、水泥等所有原材料的檢驗合格后，送往有資質的水利工程實驗室進行混凝土配合比的試驗并出具試驗配合比，通過專家論證后的試驗配合比用于本工程，在施工過程中施工配合比只能在試驗配合比的基礎上，在規范允許范圍內進行微調。本工程混凝土坍落度采用70～85 mm。

4.2 施工機械

渠道自動攤鋪設備是一種自主研發生產的一套專用于渠道混凝土襯砌的設備，該設備由混凝土襯砌機、混凝土抹光機和人工平臺組成。該設備起點高、理念新，具有創新性和創造性，實現了渠道襯砌能夠程序化、機械化、標準化作業的施工目標，該設備的主要性能均處于國內行業領先水平。

5 渠道機械混凝土襯砌施工技術

5.1 施工準備

檢查生產道路、供電設備、供水、施工機械、機具等混凝土澆筑前的各項準備工作。

5.2 測量放樣、削坡

通過GPR儀器先放出坡腳線、坡肩線坐標及高程，利用挖掘機進行粗挖，在粗挖的過程中，粗挖后預留20～30 cm 保護層；在精削坡的過程中，每5 m設置一個高程樁，人工找到精削坡面高程，將挖掘機進行改造，把斗齒部位增加平板鋼板，人工配合挖掘機將多余土方開挖。精削坡利用水準儀控制坡腳、坡肩高程，采用帶水平線、對角線的方法，控制基礎面削坡平整度及厚度保證在規范要求范圍內。

5.3 軌道鋪設

軌道是保證襯砌機順利運行的前提保障，是控制混凝土厚度與尺寸的關鍵，要確保軌道高程與方向正確。軌道鋪設前人工掛線清理軌道基礎，嚴格控制軌道底高程，對軟弱基礎要夯實或用石料換填，保證軌道鋪設穩定。軌道鋪設方向與渠道中心線平行，鋪設坡腳、坡肩軌道應在模板以外，距坡肩宜在0.50 m，坡腳宜在1.00 m以外，軌道下方應鋪墊枕木或墊板，方向與軌道保持垂直，間距的布置保證0.80 m以內，確保襯砌機行走穩定。

5.4 土工膜焊接

復合土工膜的形式為兩布一膜，兩邊為土工布，中間為塑料薄膜。施工時要保證土工膜的平順，，焊接前先對塑料膜表面灰塵進行清理，保持薄膜干燥，搭接寬度應≥10 cm。為保證焊接質量在渠坡頂部進行平順焊接，焊接完成后，然后進行順水流方向鋪設，鋪設要求大面平整，無褶皺、緊繃、架空現象，最后進行氣壓試驗，充氣至0.15～0.20 MPa，時間保持1-5 min，氣壓無明顯下降，否則應及時檢查出壓力下降部位進行補焊，檢查合格后，對氣針孔進行封閉。焊接完成后對表層土工布的縫合，然后用膠帶條平順粘接至坡面。

5.5 模板安裝

用10 cm高槽鋼加工成的模板作為側模，安裝在上口設計邊線和下底預定分縫處。嚴格按渠道混凝土設計的分縫位置、高程安裝，安裝好的模板頂面高程誤差控制在±5 mm 范圍內。用φ10 mm 的圓鋼，制作成U 型槽焊接在槽鋼底邊，長度≥50 cm，用編織袋裝土扣押在U型槽上，模板上下段用卡扣連接，將模板固定要牢固，澆筑振搗時不得位移變形。

5.6 倉位驗收

施工準備齊全后，報監理工程師檢驗合格后，待混凝土各項準備工作完成后簽發混凝土開倉證。

5.7 混凝土澆筑

5.7.1 混凝土的生產拌和能力

混凝土拌和站的生產效率，應滿足整個作業面澆筑高峰時期的強度。根據每盤混凝土料所需要的拌和時間，計算出每車混凝土所需的拌和時間，根據運輸運距、每車混凝土所需的澆筑時間計算出所需要安排多少混凝土車輛，來保證入倉混凝土的連續性。

5.7.2 安排專人負責指揮布料。

混凝土運輸車卸料前，先灑水對布料機傳送帶進行濕潤，然后入倉，入倉時保證骨料倉混凝土均勻、飽滿，開動振動器及行走開關，邊行走、邊布料、邊震動，行走速度根據混凝土布料速度及時調整。混凝土攤鋪2～3 m 時，成型機啟動，進行第二次振搗、提漿、整平。坡腳、坡肩處安排專人輔助布料，如果出現部分地方粗骨料集中時，人工將粗骨料分散至漿液較多處，不允許用漿液蓋壓，入倉混凝土料要連續，避免間歇時間過長。

5.7.3 機械襯砌操作及混凝土振搗

施工中要嚴格按照襯砌機操作流程進行規范操作，根據施工工藝試驗所確定的振搗時間，行走速度等參數進行執行。確保澆筑過的混凝土振搗到位，不出現漏振、欠振、過振現象，達到表面、深層提漿效果好，有利于抹平、收面。襯砌機的坡肩、坡腳、及開倉、收倉邊角處安排專人利用D30 型小型振搗器輔助振搗，避免拆模是混凝土周邊蜂窩、麻面現象出現。

5.7.4 施工過程中停機時的操作

在施工過程完成中，機械暫時停機時，要解除自動控制系統，升起機架，行駛工作面之外，清理機械上的附屬物，對機械進行保養。

如果在澆筑過程中，出現機械故障時，首先對故障進行檢查，排除故障，當檢查故障需要的時間過長時，通知拌和站暫停生產，其次將襯砌機開至工作面以外進行檢修，另安排人工對襯砌作業面快速處理，確保襯砌質量。

5.7.5 上部齒槽、坡腳和周邊施工

上部齒墻、坡腳齒墻和模板周邊的施工設專人負責。人工輔助機械布料，采用D30小型振搗棒進行振搗。確保拆模后混凝土表面無蜂窩、麻面現象，澆筑完成后，邊角部位超出混凝土變現進行處理，防止拆模是邊角出現損壞現象，對拆模后的混凝土做好成品的保護。

5.7.6 混凝土收面

機械襯砌寬度達到3～4 m 時，機械抹盤開始對襯砌面進行整平和提漿，將裸露的石子抹入混凝土中，第一次抹面應從坡腳至坡肩自下而上進行，第二次抹面的時候與第一次間隔20 min左右，前兩次抹面主要是對混凝土進行提漿、找平，第三次抹面應采用磨面機與人工收面相配合的方式進行，確保最后混凝土表面光潔度。

5.8 伸縮縫的制作和安裝

機械襯砌混凝土渠道邊坡伸縮縫形式有半縫和通縫兩種。通縫與半縫均采用切割機切縫，切縫前按十字分縫彈出墨斗線，安裝桁架支撐導向，以保證切出縫的順直與位置的準確性，無法使用桁架支撐的部位采用人工導向切割，切縫順序先切通縫在切半縫。

5.9 養護

混凝土澆筑完成待終凝后，灑水對表面進行濕潤，采用塑料薄膜覆蓋嚴蔽，外部再用棉氈進行覆蓋，養護時間≥28 d。

5.10 質量檢查

混凝土成品主要對外觀質量與實體質量進行檢查，外觀質量主要采用2 m靠尺、塞尺進行平整度檢查，并做好詳細記錄；實體質量主要對渠坡、渠底混凝土取芯，主要檢查混凝土厚度、密實度、抗壓強度等指標。

6 結論

陸渾灌區續建與節水改造工程利用機械襯砌的施工作業面，通過加強施工技術控制，施工進度明顯提高，工程實體質量能夠得到較好控制，外觀質量整體性好，減少輔助機械及節約人力，更好地降低成本，更好地滿足了設計及規范標準要求，使其工程質量達到優良標準。望此渠道機械襯砌施工技術對類似工程有參考意義。