王一杰

（山西黃河禹門口水務(wù)集團(tuán)有限公司 山西侯馬 043000）

1 工程簡(jiǎn)介

西范灌區(qū)東擴(kuò)工程一級(jí)總干渠位于萬(wàn)榮縣裴莊鄉(xiāng)，為舊渠道改造工程，渠道從西范一級(jí)泵站出水池至一級(jí)總干渠2#隧洞進(jìn)口，全長(zhǎng)7.14 km，渠道過(guò)水流量為13.8～12.6 m3/s，沿線渠道建筑物30 座。渠道開口寬度分別為8.89 m、8.77 m、8.64 m，對(duì)應(yīng)渠道深度為3.2 m、3.15 m、3.1 m，弧底半徑為3.4 m。

2 混凝土襯砌施工工藝

2.1 滑模襯砌工藝

渠道滑模襯砌施工，一般先襯砌渠道弧底段，待弧底段達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%以上后再襯砌渠道斜坡段，弧底段和斜坡段施工均采用滑模間隔跳倉(cāng)方式，模板分為一序板（編號(hào)為1、3、5、7、9……）和二序板（編號(hào)為2、4、6、8、10……）逐步施工，編號(hào)是沿渠道軸線按照結(jié)構(gòu)縫（確定間距為4 m）等間距進(jìn)行劃分。當(dāng)一序板混凝土強(qiáng)度達(dá)到50%以上后利用其橫側(cè)邊緣做為二序板滑道澆筑混凝土，施工工序見圖1。

圖1 施工工序平面圖

弧底段混凝土施工：根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，在復(fù)合土工膜上將弧底段模板固定好，通過(guò)溜槽將混凝土輸送至倉(cāng)內(nèi)，人工進(jìn)行平整，平板振搗器振搗。移動(dòng)間距不大于振搗作用半徑的1.5 倍，振搗過(guò)程中將缺陷處補(bǔ)滿料，完成振搗的部位確保表面達(dá)到規(guī)范要，然后由人工收面抹光。

斜坡段混凝土施工：先固定斜坡段滑道，再錨固卷?yè)P(yáng)機(jī)在渠頂適當(dāng)位置，最后安放滑動(dòng)模板于滑道下部。待所有機(jī)具就位后，方可開始澆筑混凝土，首次將混凝土填滿，利用插入式振搗器振搗，控制好滑模的提升高度，每次控制在滑模寬度的1/3 左右，振搗時(shí)將捧頭插入下層10 cm 左右，以使施工縫銜接良好?；Ｌ嵘龝r(shí)必須緩慢均勻，提升速度在5 m/min 左右，防止混凝土斷裂。面層隨打隨抹，保證為原漿作業(yè)。

伸縮縫施工：縱橫向伸縮縫分別布置在弧底與斜坡段相交處和斜坡段與斜坡段或建筑物相交處，橫向伸縮縫沿軸線每隔5 m 設(shè)一道，縱橫向伸縮縫縫寬均為2 cm；填充前采用手持切割機(jī)將多余混凝土渣稍加切除清理，吹風(fēng)機(jī)沖洗干凈后，及時(shí)填充高密度聚乙烯閉泡沫板，迎水側(cè)采用瀝青砂漿封口。

2.2 全斷面襯砌機(jī)

西范灌區(qū)東擴(kuò)工程一級(jí)總干渠弧底梯形渠道混凝土襯砌施工時(shí)，施工單位根據(jù)渠道斷面結(jié)構(gòu)形式自行研發(fā)設(shè)計(jì)制作了一套全斷面混凝土襯砌機(jī)。全斷面混凝土襯砌機(jī)是一種弧底梯形渠道現(xiàn)澆混凝土過(guò)程中可將倉(cāng)面布料、平倉(cāng)攤鋪、振搗融為一體的混凝土襯砌機(jī)械，其機(jī)身為可自行式的整體結(jié)構(gòu)。由于全斷面混凝土襯砌機(jī)的機(jī)架為整體式鋼架結(jié)構(gòu)，布料系統(tǒng)和襯砌系統(tǒng)為一個(gè)整體，具有良好的整體剛性，施工過(guò)程中可確保渠道斜坡段和弧形渠底段的襯砌厚度，且具有生產(chǎn)率高，攤鋪均勻、振搗密實(shí)，平整度高。與傳統(tǒng)施工技術(shù)相比較其具有功效高且節(jié)省勞動(dòng)力總體成本低等特點(diǎn)。

3 全斷面混凝土襯砌機(jī)與滑模襯砌對(duì)比

3.1 工藝方面

根據(jù)一般的渠道斷面形式，渠道頂部一側(cè)布置的巡渠道路在施工期間可作為機(jī)械通行的道路，另一側(cè)寬度往往只能作為人工通道；滑模襯砌需首先完成弧底澆筑，然后再分序進(jìn)行右側(cè)斜坡段澆筑，最后再借助起重機(jī)垂直加水平運(yùn)輸至左側(cè)分序完成斜坡段澆筑，每個(gè)部位的澆筑均需要跳倉(cāng)澆筑來(lái)完成，設(shè)備需要多次重復(fù)進(jìn)行搬運(yùn)、周轉(zhuǎn)，輔助工作占據(jù)的比例較多；相比而言全斷面混凝土襯砌機(jī)利用機(jī)身皮帶機(jī)將混凝土料布料至各倉(cāng)面內(nèi)，及攤鋪、振搗一次成型，厚度通過(guò)導(dǎo)軌鋪設(shè)時(shí)測(cè)量計(jì)算控制，后期混凝土初凝后需要及時(shí)切割伸縮縫。

3.2 質(zhì)量方面

滑模襯砌主要依靠人工進(jìn)行倉(cāng)面布料、振搗、控制卷?yè)P(yáng)機(jī)的提升速度等，主觀因素較多，渠道外觀平整度尤其是面板銜接處存在一定欠缺，局部存在漏振的情況，強(qiáng)度不夠均勻。全斷面混凝土襯砌機(jī)將混凝土倉(cāng)面布料、平倉(cāng)攤鋪、振搗等工序融為一體，機(jī)械化施工程度較高，混凝土振搗充分，強(qiáng)度能夠保證，斷面整體一次性成型能更好的提高外觀質(zhì)量。

3.3 進(jìn)度方面

滑模襯砌每個(gè)作業(yè)班組配備5 個(gè)施工人員，跳倉(cāng)法澆筑平均每天襯砌成型約20 m，同時(shí)由于渠道左岸無(wú)施工道路，澆筑時(shí)只能依靠起重機(jī)吊裝混凝土輸送至左側(cè)倉(cāng)面，施工人員起主要作用，作業(yè)強(qiáng)度較大。

全斷面混凝土襯砌機(jī)每個(gè)作業(yè)班組配備5 個(gè)施工人員，平均每天全斷面襯砌成型70 m，施工人員主要起輔助性作用，作業(yè)強(qiáng)度適中；后期混凝土初凝后要及時(shí)切割伸縮縫，一個(gè)班組需配備2 人，1 臺(tái)切割機(jī)，1 臺(tái)小型發(fā)電機(jī)，每天切縫12 條左右（需注意必須混凝土初凝后及時(shí)進(jìn)行切割，否則切割效率將大大降低）。設(shè)備自重大，跨越渠系建筑物時(shí)搬運(yùn)困難，拆裝周期長(zhǎng)，適宜直線段較長(zhǎng)的且中間建筑物較少的部位。

3.4 經(jīng)濟(jì)方面

全斷面混凝土襯砌機(jī)造價(jià)約10 萬(wàn)元左右，工作效率是傳統(tǒng)滑模襯砌的3 倍左右，可大大縮短施工時(shí)間，人員工資和管理費(fèi)等可大幅減少，但襯砌機(jī)是根據(jù)渠道斷面量身定做，重復(fù)利用率不高，特別適用于工期要求緊的工程項(xiàng)目?；Ｒr砌設(shè)備造價(jià)約4 000 元左右，但工作效率低，且渠道左側(cè)邊坡施工時(shí)需要采用起重機(jī)吊裝混凝土，后期施工成本投入大，人工工資和管理費(fèi)較高，且工期長(zhǎng)。

4 結(jié)論

全斷面混凝土襯砌機(jī)適宜在渠道斷面變化不大、直線段較長(zhǎng)、渠系建筑物較少且工期較緊的情況下使用，可以大大提高工作效率，縮短工期。在渠道斷面變化大且渠系建筑物較多的情況下可選用傳統(tǒng)滑模施工工藝技術(shù)。

在西范灌區(qū)東擴(kuò)工程一級(jí)總干渠渠道施工中，利用弧底梯形全斷面混凝土襯砌機(jī)施工工藝，充分展現(xiàn)了澆筑速度快、外觀質(zhì)量?jī)?yōu)良率高等優(yōu)點(diǎn)，減輕了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了施工效率?；〉滋菪稳珨嗝婊炷烈r砌機(jī)經(jīng)申報(bào)已獲得國(guó)家實(shí)用新型專利，工程實(shí)踐中總結(jié)形成的施工工法獲得水利部部級(jí)工法。

綜上所述，全斷面混凝土襯砌機(jī)可實(shí)現(xiàn)了弧底梯形渠道混凝土襯砌的連續(xù)作業(yè)，提高了渠道的整體外觀質(zhì)量，能夠使渠道的弧底段與斜坡結(jié)合平順、光滑，避免了滑膜襯砌人工操作過(guò)程中出現(xiàn)漏振從而發(fā)生的麻面的等質(zhì)量問(wèn)題，而且極大地提高了施工速度，減少人工作業(yè)，相比較總體施工成本降低，同時(shí)可減少施工設(shè)備卷?yè)P(yáng)機(jī)的投入以及其它施工材料來(lái)回調(diào)動(dòng)機(jī)械的投入，避免了人機(jī)交叉作業(yè)，安全隱患降低，且具有操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。該施工技術(shù)在類似的工程施工中具有很好的推廣價(jià)值。