衬砌混凝土施工技术在渠道工程中的应用

游斌

（昭阳区水利水电勘测设计队，云南 昭阳 657000）

1 工程案例

某灌区是一个新老结合的大型灌区,工程布局线长面广,工程地质和水文地质条件十分复杂,加之受原技术水平和施工时经济条件所限,工程设计标准不高,工程不配套,部分干渠和大部分支渠未进行防渗处理。采用混凝土衬砌防渗的渠道经几十年运行,原衬砌的混凝土板大部分遭到破坏,漏水严重。近年来,随着灌区续建配套与节水改造项目的实施,灌区在渠道防渗中利用新材料、新技术并研制开发新设备等取得了非常显著的成效,灌区面貌焕然一新,节水效果十分显著。

2 渠道衬砌混凝土的施工

在渠道衬砌混凝土施工的初期阶段,不断在摸索适合机械化施工的工艺,最终从质量、进度、效益3方面进行综合控制,控制从每个细节抓起:渠道坡面修整、保温板土工膜的铺设、混凝土的浇筑、抹面、结构分缝的切割、养护,每道工序合理安排施工都与质量、进度、效益有着紧密的联系,制定一套比较适用的施工方案是非常必要的。

由图1可见,渠道衬砌混凝土施工同一般混凝土施工没有太大的区别,对于施工单位来说,最主要就是从控制混凝土的质量、加快施工进度和控制成本3方面进行考虑。

2.1 渠道的修整

渠道修整分两步进行:机械设备先进行修整,但要求设备在坡面行走或工作时要注意保护层的预留,不能将坡面原土破坏。机械设备修坡时先对坡面进行测量放样,并安排人工隔5～10m的距离按照设计边线预留5～10cm的保护层,这样很好地控制了超欠挖现象,给后期人工修坡减少了很多工作量。

2.2 保温板的铺设

坡面验收合格后,进行保温板的施工,铺设之前先对坡面再次进行检查,若发现平整度较差的断面,用细砂或砂土填平,填平的方法是用2m的靠尺将铺洒到坡面的砂土或细砂挂平,使保温板和坡面紧密接触。保温板的切割采用最简单、快捷、经济的办法进行,主要工具为:裁纸刀、2m木尺、钢卷尺一把即可进行施工。保温板材料准备好后进行坡面铺设工作,保温板采用竹纤固定,铺好的板上面严禁穿带钉鞋行走,以免损坏板的表面

铺板完成后铺设复合土工膜之前同样要对保温板的接缝、平整度进行检查,平整度控制在±5mm,使用2m靠尺进行检查,接缝控制在-2mm。

2.3 复合土工膜的铺设

复合土工膜施工之前首先要对焊接工艺进行试验,抗拉强度至少不能低于母材的80%,从试验得出适应于现场实际操作、施工的一些技术参数。

在铺设时先将土工膜按尺寸、匹幅铺好,膜与膜之间不能有褶皱,每卷土工膜长度要比实际的长度要长,复合土工膜垂直于水流方向铺设,膜与膜重合10cm进行焊接。在铺每趟时将焊接接头预留好后用剪刀剪断。土工膜铺好后要进行固定,土工膜的作用主要是防水,坚决杜绝用尖锐的材料固定,最好使用土、石头或其它重物将其压紧,以免被风吹走。

准备工作完成后进行土工膜的焊接,焊接工艺及控制参数根据试验结论进行实施,先用封口机将最下层的土工布缝合,再用热合机对夹膜进行焊接,焊机温度控制在300～350℃范围内, 行走速度控制在 0.8～1.0m/min之间,温度过高会导致土工膜被烫伤,温度过低土工膜不能结合,导致焊缝不合格;焊机行走速度过快或过慢也会导致土工膜焊接不合格,夹膜焊缝检测采用充气法,并经监理工程师现场检测,焊缝合格后将上层土工布用封口机缝合。铺设好的复合土工膜由专人看管,防止被人为或机械刮伤,保持表面清洁。为方便施工人员行走,土工膜又不被破坏,制作行走梯放在渠道坡面,根据实际施工情况进行移动,这样即避免土工膜被破坏,又能使现场施工人员在坡面上行走,还可避免因土工膜被破坏所造成的经济损失和返工。

2.4 衬砌混凝土施工

对于渠道工程来说,衬砌混凝土施工是最关键也是成本控制的主要环节。混凝土板会出现因温度变化、切缝延迟等现象产生裂缝、平整度不好控制等缺陷。为消除这些问题,渠坡混凝土施工采用了衬砌机进行施工、电动切缝机进行切缝,较好地控制了混凝土的通病。

2.5 混凝土质量控制

衬砌混凝土在施工过程中应根据实际配备的人员、设备情况调整浇筑速度,不能盲目地抢赶工期,不注重混凝土质量。两大厂家生产的衬砌机各有优、缺点,衬砌混凝土质量要从以下几个方面进行控制:

2.5.1 平整度

平整度一般先从人工修坡工艺进行控制,再就是保温板铺设时用砂土或细砂找平进行控制,最难控制也是最容易出现问题的就是混凝土衬砌时的平整度控制,混凝土衬砌完成20min后进行抹光。

2.5.2 混凝土厚度

混凝土厚度直接关系到项目成本问题,主要取决于坡面开挖时是否存在欠挖现象和衬砌机工作时的工况,据统计,目前90%的衬砌混凝土施工中混凝土损耗约占10%～15%的比例,是一个很惊人的数据,为能把损耗减低到最小程度,安排一个专人在混凝土趟铺时对混凝土的厚度进行量测,量测工具简单易做,仅为一根钢筋,然后标上刻度后进行量测,若发现超浇部分及时进行衬砌机高度的调整。

2.5.3 混凝土密度

混凝土密度也是建设单位最关心的一项指标,但唯一有弊病的就是混凝土设计密度远远大于规范要求密度,一定程度上很难达到要求。

2.5.4 混凝土养护

混凝土养护工作非常重要,一时不注意混凝土就会产生裂缝,衬砌混凝土浇筑完成后的14h后铺盖塑料膜或草帘子或喷洒养护剂 (根据当日温度和混凝土的凝结情况可做适当调整),使混凝土不在强光下曝晒,进行洒水养护,保证混凝土面经常湿润防止发生裂缝,养护≥28d,安排专人负责并做好相应养护记录。

2.6 机械切缝

切缝同养护工作一样,因为混凝土产生的水化热不能很好地释放会产生裂缝,所以切缝工作要跟进。位置确定后进行切缝,切缝机的行走速度控制在5～10m/min,横缝、纵缝的缝宽、缝深严格按设计要求进行切缝,在切缝过程中不断抽查缝深、缝宽,发现不合格的及时进行切缝机的调整。

3 结论

随着现代化机械设备越来越先进,混凝土的施工质量也在以前的基础上提高了很多,仅渠道衬砌混凝土来讲,从以前人工衬砌到现在大面积使用衬砌机施工,都增强了我国水利行业的实力,相信在节水续建配套工程薄壁混凝土施工中,不论从混凝土质量、安全还是施工进度,衬砌机施工将会被广泛推广应用。

[1]王彦伟.某导流隧洞衬砌混凝土施工技术.山西建筑.2007-12-10.