□陳學(xué)才 □張全才 □王青峰 □董耀武
(中國水利水電第十一工程局有限公司)
渠道采用明渠設(shè)計,梯形斷面,底寬17~18.5 m,邊坡比1∶2,渠道底板結(jié)構(gòu)型式自下而上為:土基面、5 cm粗砂墊層、2 cm厚的保溫板、防滲復(fù)合土工膜、8 cm厚混凝土面層。渠道襯砌混凝土面板全部采用4 m×4 m分縫設(shè)計,底板縱縫全部是通縫設(shè)置,橫縫依次為半縫、通縫交替設(shè)計,交叉布置,縫寬統(tǒng)一為2 cm,半縫深度統(tǒng)一為6 cm,通縫深度底板8 cm。渠道縱向坡降為1/28000,見圖 1。
圖1 渠道設(shè)計典型斷面示意圖
渠道底板施工屬于常規(guī)平面作業(yè),施工質(zhì)量相對坡面施工較易保證。但是,在平均約9 m深的渠道內(nèi)施工,且渠道1/28000的縱坡坡比施工精度要求很高。同時渠道襯砌在安陽段是第一次實施,可供借鑒的經(jīng)驗、成熟機械設(shè)備不多,施工方法及工藝更需要摸索。
主要的技術(shù)難點歸納為:控制渠底縱向坡降的精度要求;實現(xiàn)渠底襯砌混凝土的布料、振搗;施工方法和工藝措施保證工程質(zhì)量。
施工中自行設(shè)計了溜槽和膠帶布料系統(tǒng),通過自動行走移位,成功解決了挖深9 m、寬18.5 m、薄壁8 cm厚混凝土的布料問題;進行跳倉作業(yè),減少了機械切割時間,更為重要的是,通過每4 m立模板過程的檢驗,加大了高程的檢測頻率,有效保證了渠道1/28000縱向坡降的精度渠底高程要求。同時,由于振動梁的振搗效率高,施工完成的混凝土質(zhì)量好、經(jīng)濟耐用。
渠底修整、5 cm厚粗砂墊層鋪設(shè)、保溫板鋪設(shè)、防滲膜鋪設(shè)、伸縮縫切割、混凝土養(yǎng)護、伸縮縫注膠等工序的施工同渠道邊坡,不再詳述。
渠底采取跳倉作業(yè)的施工方法來控制渠底高程。橫縫全部采用通縫施工,沿總干渠中軸線每4 m立一道模板,一次立8~10道。模板采用8 cm標準槽鋼,并在槽鋼靠近地面一側(cè)翼緣上每1.5 m焊接一個U型鋼筋托手(30 cm長×20 cm寬),安裝后上壓砂袋用于固定模板;加工一定數(shù)量的方木,6 cm高×9 cm寬,長4 m,正好卡在兩道槽鋼之間做支撐,垂直干渠軸線方向每1.5 m設(shè)置一道支撐。這樣由壓在U型鋼筋托手上的砂袋和模板之間的方木構(gòu)成了簡單的模板支撐體系。
模板支護主要是1/28000的縱向坡降的精度控制。采用模板頂部作為混凝土設(shè)計頂面高程,每道模板頂部高程均通過1/28000的縱向坡降精確計算,采用高精度水準儀準確放線。這樣每隔4 m就有一個高程控制點,很容易做到精確控制底部高程。澆筑過程中,專門安排一名測量人員跟蹤控制。進行填倉施工時,混凝土高程依據(jù)兩邊已澆筑的高程進行控制。
渠底混凝土襯砌施工,混凝土運輸車無法直接到達倉號,必須想法將混凝土從渠道一級馬道上傳送到渠底。經(jīng)過摸索實踐,項目部制定出了簡單合理的機械配置組合方案,即渠坡傳送帶和渠底布料機配置組合。
在施工地點的一級馬道與渠道邊坡底部架設(shè)一臺傳送帶,主框架采用方鋼桁架結(jié)構(gòu),桁架高30 cm,寬58 cm,長度同渠道坡長;將皮帶置于框架內(nèi),上口寬50 cm,靠設(shè)置的電機帶動圓滾轉(zhuǎn)動。在渠底安設(shè)一臺混凝土布料機,主框架采用方鋼桁架拼接結(jié)構(gòu),高80 cm,寬100 cm,總長同渠底寬,即18.5 m。傳送皮帶安放在上半部,頂面在桁架上,底面在桁架內(nèi),靠設(shè)置的電機帶動圓滾轉(zhuǎn)動,(下料口的布置)實現(xiàn)傳送混凝土的目的。
澆筑時,用JCQ8攪拌運輸車把混凝土運輸?shù)綀?,使攪拌運輸車出料口對準渠坡傳送帶,專人均勻布料。開動布料機,混凝土從傳送帶進入布料機中,通過布料機的傳送皮帶和下料口在渠底均勻布料,見圖2、圖3。
圖2 渠底襯砌施工全貌圖
圖3 混凝土傳送過程圖
混凝土的密實程度取決于振搗效果。針對8 cm厚的底板混凝土,專門加工了一臺振動梁,2.2 kW振動電機,振動頻率48 Hz;振動梁框架尺寸:8 cm標準槽鋼型材,450 cm長、24 cm寬、8 cm高。振搗時人工按1~2 m/min的速度拖動,確保振搗過的混凝土表面漿液均勻且無露石現(xiàn)象。振搗過程中,人工隨時補充低洼處的混凝土,并注意清理振動梁前面多余的堆積料。
振動梁振搗后,簡易輥杠均勻進行精平,手扶式電動真空提漿機提漿磨光,最后人工用鐵抹子收面抹光。渠底高程誤差控制在-5~0 mm,待初凝后開始養(yǎng)護。
通過對混凝土傳送帶、渠底布料機等設(shè)備部件的研制、應(yīng)用、開發(fā),并在安陽段渠道底部混凝土襯砌的成功應(yīng)用,取得了較佳機械配置組合,總結(jié)出了比較成熟的渠道底板混凝土襯砌施工方法和工藝流程,從而提高了混凝土的襯砌質(zhì)量和施工效率,取得了良好的社會經(jīng)濟效益,同時為南水北調(diào)安陽段的渠道底板襯砌提供了借鑒經(jīng)驗。