劉 江，李文強

(資陽市水務(wù)投資有限責(zé)任公司，四川 資陽，641300)

隨著水利行業(yè)的發(fā)展，水利工程在渠道襯砌方面的施工技術(shù)也逐漸成熟，渠道襯砌技術(shù)也逐漸向機械化、信息化、科學(xué)化轉(zhuǎn)變。目前國內(nèi)水利工程小型渠道襯砌主要采用翻模逐層澆筑、分塊分段拉模傳統(tǒng)的施工工法，其特點是功效較低、施工成本高和施工質(zhì)量難控制；采用自行式渠道襯砌機進(jìn)行渠道襯砌作業(yè)時，其特點是工效高、成本低、質(zhì)量可控和機械化程度高。本文主要通過毗河供水一期工程總干渠成都段地方灌溉渠恢復(fù)項目為例，分析、闡述自行式渠道襯砌機在小型渠道施工中的推廣和應(yīng)用。

1 工程概況

四川省都江堰灌區(qū)毗河供水一期工程，是川中旱區(qū)重大民生工程，是國務(wù)院172項重大水利工程項目之一，也是四川省“再造一個都江堰灌區(qū)”工程的重點民生項目。工程由取水樞紐、輸水總干渠、充水渠及灌區(qū)骨干渠系配套工程等組成。其中總干渠第一流量段上段(設(shè)計流量為60m3/s)，位于成都市新都區(qū)、青白江區(qū)境內(nèi)，該片區(qū)屬于成都平原，水系發(fā)達(dá)，農(nóng)田灌溉渠眾多，本工程與農(nóng)田灌溉渠存在有40多處交叉。施工完成后需對農(nóng)田灌溉渠進(jìn)行恢復(fù)，農(nóng)田灌溉渠恢復(fù)項目為工程附屬設(shè)施，其特點是線路長，點位多，施工條件差。采用傳統(tǒng)的翻模逐層澆筑、分塊分段的拉模工法時，在同等產(chǎn)值下則存在人力投入較大、工效較低、施工成本較高、工程質(zhì)量難控制等問題；采用自行式渠道襯砌機時，在施工成本、施工效率、施工質(zhì)量和機械化程度上則更有優(yōu)勢。自行式渠道襯砌機在渠道施工時具有一定局限性，其適用范圍為場地較平整，地形起伏不大，一般為土質(zhì)或強風(fēng)化巖石基礎(chǔ)。毗河供水一期工程總干渠第一流量段上段所經(jīng)過的區(qū)域為成都平原區(qū)，較適合自行式渠道襯砌機使用。

2 傳統(tǒng)施工工法

傳統(tǒng)施工工藝：場地平整→測量放樣→溝槽開挖→底板澆筑→養(yǎng)護→安裝側(cè)?！鷤?cè)墻澆筑→養(yǎng)護→溝槽兩側(cè)回填。

場地平整，根據(jù)現(xiàn)場施工機械投入情況和分塊分段情況確定場地平整位置和面積。場地平整后再根據(jù)施工圖進(jìn)行測量放樣，確定渠道軸線和結(jié)構(gòu)尺寸。溝槽開挖一般采用小型挖掘機開挖與人工開挖相結(jié)合的方法，先采用小型挖掘機開挖成槽，并根據(jù)土質(zhì)情況預(yù)留相應(yīng)厚度的保護層，再采用人工對保護層進(jìn)行開挖及基礎(chǔ)找平。渠道混凝土澆筑采用底板和邊墻分期分段澆筑成型，底板混凝土一般采用預(yù)留趾槽架立模板進(jìn)行現(xiàn)澆混凝土，待底板混凝土齡期滿足要求后，再進(jìn)行側(cè)墻的模板安裝，一般采用木模拼裝。側(cè)墻混凝土澆筑一般采用斗車與人工鏟運相結(jié)合方式入倉、小型振搗器振搗密實、人工抹面收光。渠道兩側(cè)由于空間小，一般采用人工回填夯實方式。這種傳統(tǒng)的渠系施工工藝的不足之處在于人力投入較大、工效較低、質(zhì)量難控制。

3 自行式渠道襯砌機施工工法

3.1 工法特點

(1)采用挖掘機定型鏟斗一次性對渠槽開挖成型，開挖形成的斷面非常標(biāo)準(zhǔn)、不需預(yù)留保護層，線型美觀且工效較高。

(2)采用自行式襯砌機對底板及邊墻一次混凝土澆筑成型，整體性好，質(zhì)量有保障，流水作業(yè)提高了作業(yè)效率。

(3)自行式襯砌機可采用柴油發(fā)電機作為行走及振搗的動力，整個施工過程不需架設(shè)施工用電線路，適用性強，降低了施工用電的安全風(fēng)險。

(4)采用自行式襯砌機的施工現(xiàn)場無需安裝模板，減少了材料堆放場地，同時開挖過程中的棄土可直接運至指定的棄渣場，無需轉(zhuǎn)運。真正做到人走料清，減少了對周圍環(huán)境的影響，更環(huán)保節(jié)能。

3.2 適用范圍

(1)適用于大半徑曲線，現(xiàn)有渠道的平面曲線半徑均適用；

(2)適用于地形較平坦，縱向坡度小于30°；

(3)適用于土質(zhì)或強風(fēng)化巖石的地質(zhì)條件，對于地質(zhì)條件為巖石基礎(chǔ)的，需先進(jìn)行巖石破碎，開槽滿足要求后也同樣適用；

(4)適用于施工段落連續(xù)長度在100m及以上渠道，自行式渠道襯砌機更能連續(xù)流水作業(yè)，施工效率更高。

3.3 工藝原理

開挖采用定型挖斗，可根據(jù)設(shè)計尺寸進(jìn)行調(diào)整。溝渠開挖一次成型，施工前通過測量放線確定水渠平面位置，并確定挖機行走路線，開挖過程中再通過過程控制測量確定渠系縱坡。

自行式渠道襯砌機混凝土澆筑是整個施工工法的核心，混凝土澆筑原理是將混凝土通過機械進(jìn)料斗裝入推進(jìn)器后，由推進(jìn)器再將混凝土推進(jìn)至渠道定型模外壁所形成空腔內(nèi)擠壓成形，渠道壓頂也同步擠壓成形。振搗密實則是通過附著式振動器對混凝土連續(xù)振動作業(yè)，來滿足渠道混凝土的密實度。自行式渠道襯砌機是通過渠道兩側(cè)安裝行走軌道和利用液壓油缸推料產(chǎn)生擠壓的反作用力達(dá)到自行行走和自動連續(xù)混凝土澆筑作業(yè)。

3.4 施工工藝流程及操作要點

3.4.1 施工工藝流程

場地平整→測量放樣→溝槽開挖→混凝土澆筑→人工抹面收光→設(shè)置沉降縫→養(yǎng)護。

3.4.2 操作要點

(1)場地平整：施工前對施工段落渠道的地面進(jìn)行初步平整，根據(jù)渠道水流方向確定渠道縱向坡度。

(2)測量放樣：根據(jù)施工圖紙，對施工段落渠道中心及邊樁進(jìn)行放樣，為控制渠道線型，直線段每隔20m進(jìn)行一次測量放樣(曲線段測量放樣根據(jù)曲線半徑確定放樣間距)并及時做引樁和標(biāo)出標(biāo)高，再根據(jù)控制樁用白灰撒出渠道開挖輪廓線。

(3)渠槽開挖：根據(jù)渠道尺寸確定挖機定型挖斗尺寸，渠槽開挖采用挖機定型鏟斗一次成槽開挖方式。開挖前根據(jù)測量放樣定位樁和白灰確定開挖輪廓線，再根據(jù)開挖輪廓線和挖機寬度確定挖機作業(yè)行駛路線。挖機開挖作業(yè)時由專業(yè)技術(shù)人員指揮挖機沿確定的行駛路線倒退行駛作業(yè)，確保渠槽線型美觀。開挖過程中根據(jù)引樁標(biāo)注高程和采用水準(zhǔn)儀對渠槽開挖進(jìn)行過程控制測量(過程控制測量以3m～5m為一個測段為宜)來確定渠系縱坡即可。

(4)混凝土澆筑：混凝土拌制采用集中拌制，專用混凝土運輸車運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，混凝土到達(dá)現(xiàn)場后其坍落度應(yīng)控制在40mm～50mm之間。施工現(xiàn)場配備專門操作員操作自行式襯砌機作業(yè)，自行式襯砌機工作之前首先啟動附著式振動器為落料做準(zhǔn)備，用混凝土輸送泵將混凝土輸送至進(jìn)料斗內(nèi)，當(dāng)混凝土通過進(jìn)料斗進(jìn)入推進(jìn)器后，啟動液壓泵、油缸開始做伸縮運動，由推進(jìn)器將混凝土推進(jìn)到渠道定型模外壁所形成的空腔內(nèi)，定型模起作外模作用，將混凝土固定在渠槽壁上，通過液壓油缸的推力作用和振動器對混凝土連續(xù)地振動，將混凝土擠壓成型。

(5)人工抹面收光：自行式襯砌機澆筑成型后，由人工隨后進(jìn)行二次抹面收光，收光的同時將線型進(jìn)行修飾，保證渠道直線線型順直，曲線線型圓順。

(6)養(yǎng)護：混凝土澆筑完成并收面后6h內(nèi)覆蓋塑料薄膜全封閉進(jìn)行養(yǎng)護，當(dāng)氣溫低于5℃時，不得對混凝土灑水養(yǎng)生，灑水次數(shù)以混凝土表面濕潤為宜。

(7)沉降縫設(shè)置：水渠每10m設(shè)置一處沉降縫，縫寬2cm，在渠道混凝土收完面強度達(dá)到設(shè)計要求后，由專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)丈量確定沉降縫設(shè)置位置，由人工利用專用的切刀切出沉降縫。將沉降縫內(nèi)多余混凝土鑿除并用水沖洗干凈，填塞瀝青麻絮。

4 應(yīng)用實例

自行式渠道襯砌機有全新的機械化系統(tǒng)，由行走系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、布料系統(tǒng)、振搗系統(tǒng)、攤鋪整平系統(tǒng)、安全系統(tǒng)組成。襯砌機運輸至施工現(xiàn)場，在渠道設(shè)計開挖范圍兩側(cè)鋪設(shè)兩條10m～20m的軌道；按順序進(jìn)行行走系統(tǒng)、攤鋪系統(tǒng)、振搗系統(tǒng)、安全設(shè)施及限位系統(tǒng)安裝，安裝調(diào)整后開始試運行。利用毗河供水一期工程總干渠一14+656.66～一16+259.77明渠段周邊截排水溝和灌溉農(nóng)渠(截排水溝參數(shù)：渠身采用C15混凝土澆筑，厚0.24m，底寬0.5m，頂寬0.9m，溝深0.8m，每10m設(shè)置一道伸縮縫，縫寬0.02m)作為試驗點。以一天施工時間作為單位進(jìn)行系統(tǒng)記錄，主要記錄內(nèi)容為：①記錄一套自行式渠道襯砌機系統(tǒng)每天襯砌長度；②記錄一套自行式渠道襯砌機襯砌后的渠道成型、坡面修整，以及混凝土料的攤鋪、整平、壓實情況；③記錄一套自行式渠道襯砌機系統(tǒng)投入的人力情況。

經(jīng)過兩個月的試驗及對記錄數(shù)據(jù)分析，通過自行式渠道襯砌機工藝與國內(nèi)傳統(tǒng)的翻模逐層澆筑、分塊分段的拉模渠道襯砌方法對比和分析。在質(zhì)量方面，傳統(tǒng)工法分兩次澆筑，先澆筑底板再澆筑邊墻，整體性較差，而且振搗時容易漏振形成蜂窩麻面和爛根的現(xiàn)象。自行式渠道襯砌機工法為整體澆筑，內(nèi)有附著式振搗器不間斷振搗，通過振搗及反復(fù)擠壓后混凝土密實、整體性好，質(zhì)量更可控；在工效方面，采用國內(nèi)傳統(tǒng)工法，平均每人每天可完成1.4m，采用自行式渠道襯砌機工法可以達(dá)到平均每人每天8.0m，速度是傳統(tǒng)工藝的5倍多，工效更高；在經(jīng)濟方面，傳統(tǒng)工法在保護層開挖和模板安裝方面都需要大量人工，人力投入較大，每完成100m渠道約需要70個工天，而采用自行式渠道襯砌機工法，機械化程度更高，每套系統(tǒng)只需布置2～3人配合即可，每完成100m渠道只需要17個工天，更節(jié)約成本。因此，無論從質(zhì)量、工效還是經(jīng)濟方面均是自行式渠道襯砌機工法要更勝一籌。自行式渠道襯砌機在毗河供水一期工程總干渠一流量段上段的截排水溝和灌溉農(nóng)渠上得到了成功應(yīng)用。同時自行式渠道襯砌機在保障工程質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，節(jié)約施工成本上也得到了各參建單位的一致好評。

5 結(jié)語

通過以上的對比分析，自行式渠道襯砌機工法在控制施工質(zhì)量、降低工程成本、提高施工工效等方面具有顯著的優(yōu)勢，在今后的工程配套項目和小農(nóng)灌溉項目施工中，應(yīng)大力推廣。同時通過對自行式渠道襯砌機的運用和推廣，為水利工程渠道施工提供經(jīng)驗和借鑒。