摘 要 随着水利工程施工技术的进步，渠道边坡混凝土衬砌面板逐渐采用机械化衬砌施工工艺，本文结合南水北调山东段济平干渠的机械化施工实践，从施工机械的组成、施工工艺流程、效果评价等几个方面对机械化衬砌进行了介绍，重点对机械化衬砌的各工序进行了详细的论述，为国内同类工程的建设提供了宝贵经验。

关键词  机械化衬砌   布料   振捣  伸缩缝  效果 南水北调东线山东段济平干渠工程是南水北调东线胶东输水干线的首段工程。主要任务是贯通东平湖～济南段输水干线，缓解济南市的供水危机，为胶东输水干线全面贯通奠定基础。山东省南水北调工程建设指挥部在济平干渠工程建设过程中为解决人工衬砌效率低、工程质量不稳定、运行维护费用高等缺点，通过大量调研、论证、技术引进，自主研制完成了国家“948”项目——大型渠道机械化衬砌成型设备，并应用于该工程，取得了巨大的经济效益，填补了我国机械化衬砌施工的空白。 1济平干渠工程设计概况 济平干渠工程自东平湖出湖闸至济南市小清河源头睦里庄闸，全长89.787公里。设计输水流量为50m3/s，加大流量为60m3/s，输水渠采用梯形明渠全断面防渗衬砌。设计渠底比降为1/5000～1/20000；设计水深2.5～3.5m；输水渠衬砌边坡：岩基渠床段1：1.5，土质渠床段1：2.0～1：2.25；输水渠设计底宽9.0～15.0m；对挖深大于4.3m的渠段，在渠道内坡衬砌高程处设置2.0m宽的戗台；戗台以上输水渠堤防内外边坡1：2.0～1：2.5。 济平干渠机械化衬砌施工方案有两种形式。一是由下而上分别铺设碎石和砂砾料垫层，表面喷洒阳离子乳化沥青、机械化衬砌混凝土板；二是由下而上分别为碎石和砂砾料垫层，垫层上部铺设复合土工膜、机械化衬砌混凝土板。渠道衬砌混凝土设计标号为C30，抗渗标号W8，抗冻标号f200。衬砌混凝土伸缩缝采用机械现场切割，伸缩缝填充自下而上分别为闭孔泡沫塑料板和双组份聚硫密封胶；渠床下部防扬压排水设施为，纵向暗管集水、竖井排水系统。 2振捣滑模衬砌成型机的组成及特点 大型渠道机械化衬砌成型设备主要包括：振捣滑模衬砌成型机、振动碾压衬砌成型机、斜坡修整机、混凝土布料机、混凝土割缝机和养护台车。现以振捣滑模衬砌成型机为例谈一下它的组成及特点。 2.1设备组成 主要由大车行走装置、升降装置、框架结构、振捣密实系统、上料系统、布料系统、滑模系统、自动找平系统和电气控制系统组成。 2.2设备特点 成本低：总造价不及国外同类产品的 1/4；效率高：可一次完成渠底坡角、渠坡和渠肩的混凝土上料、布料、振捣密实、提浆、压光成型；操作简单：设备的行走、布料、衬砌成型等可由一名操作手完成；应用范围广：可用于各种渠道、水库、道路等的混凝土衬砌施工，适应于不同坡比（最大1：1.15）、坡长（最大28米）的斜坡混凝土和平面混凝土衬砌成型；重量轻，安装方便，便于转场。 3机械化衬砌施工工艺流程 机械化衬砌施工主要包括土方削坡，垫层铺设，现浇混凝土面板，混凝土伸缩逢处理，混凝土养护等施工工序。 3.1土方削坡 削坡采用人工和斜坡修整机相结合，先人工削至离设计坡面6cm，然后对渠坡进行压实，压实度达到设计标准，防止不均匀沉降。为了保证坡面的平整度，再用斜坡修整机削平，平整度应控制在1cm/2m以内。 3.2垫层铺设 土方削坡验收合格后，即开始进行垫层铺设。调整衬砌机至需要摊铺反滤料高程进行反滤料的摊铺工作，布料、平整、碾压至设计标准。铺设要均匀、平整，其相对密实度不小于0.7。 垫层铺设后，根据设计要求及时喷洒阳离子乳化沥青或铺设复合土工膜，并防止人为践踏破坏。 3.3混凝土衬砌 3.3.1设备安装与调试：在已具备浇筑混凝土条件的坡面区段铺设上、下轨道，要求轨道基础密实平整，轨道铺设后经纬仪配合找正，然后用专用道钉固定。设备在制造厂无负荷调试成功后整机在施工现场吊装到位。设备电源由自备柴油发电机供给，调试严格按试验大纲进行。发现问题及时处理，确保施工时满足工程进度和质量要求。 3.3.2布料：混凝土运输采用不小于6m3的混凝土运输车运输，以减少运输过程中混凝土塌落度损失，运输和卸料时间应控制在1h左右。混凝土运到工地后，施工技术人员应严格检查即将入仓混凝土质量，检查合格后方可布料。布料采用振捣仓内置螺旋自上向下进行。衬砌机料仓内应保持充足混凝土，布料厚度松铺系数控制在1.1～1.15为宜。衬砌布料应均匀、充足，如出现局部欠料时应立即人工补料，出现壅料时，宜及时进行人工平整。衬砌后的板面上出现局部露石蜂窝等现象，应立即人工填补原浆混凝土。www.tmgc8.com 3.3.3振捣密实：浇筑时应注意控制设备行走速度和振捣时间，保证混凝土振捣质量。时间不足，混凝土内部易出现蜂窝，不密实；振捣时间过长，则粗骨料下沉砂浆上浮，造成混凝土离析。为提高振捣棒的使用寿命，在布料时必需保证振捣棒不露出混凝土表面，空载时间不大于30秒。对于出现故障的振捣棒及时排除故障或更换，确保整个工程混凝土的衬砌质量。 3.3.4抹面压光。一般抹面压光应在混凝土初凝前进行。每个技工抹面坡长宜控制在2m左右，以便能较好地提高混凝土的表面密度，消除收缩裂缝。 3.4加强混凝土衬砌板养护 由于混凝土衬砌板面积很大且厚度较薄，浇筑完成后必须及时覆盖，初凝后洒水养护。养护不及时或养护不充分，混凝土衬砌板表面失水收缩，在伸缩缝尚未切割情况下极易形成裂缝。覆盖撒水养护期一般为28天，时刻保持混凝土衬砌板表面处于湿润状态。在一般气候条件情况下，混凝土衬砌板浇筑完成后3天内，白天应每隔2小时浇水一次，以后的养护期内，每昼夜至少浇水4次，干燥和阴雨天应适当增减浇水次数。 3.5切缝与伸缩缝处理 机械化衬砌施工为连续施工，伸缩缝一般在混凝土衬砌板浇筑完成后，用切割机切割而成。切缝的作用是使内应力在伸缩缝处及时得以释放，从而避免裂缝。切缝时间一般在混凝土终凝后，混凝土衬砌板强度达到5MPa时进行，对于气温较高时浇筑的混凝土切割时间应适当提前。切缝太早粗骨料会从砂浆中跳脱，切缝残缺不齐且影响面板质量；切缝太迟，内应力不能及时得以释放，面板可能产生裂缝。切割前应进行严格放线、标线，分缝宽度要均匀，伸缩缝切割要顺直，缝宽度和深度均应满足设计要求。伸缩缝填料填充前先对伸缩缝进行清理，清除缝内的浮浆、碎渣等杂质，做到基面干净、干燥，以保证填充质量。闭孔泡沫板用专用工具挤入伸缩缝底部，留足上部填充层的厚度。注胶采用专用胶枪，注胶要饱满，然后用刮刀压紧刮平。 4效果评价 混凝土实体质量的检测采取钻芯取样和现场量测的方法，内容包括：衬砌面板厚度、抗压强度、密实度、吸水率、混凝土面板平整度。 衬砌厚度及抗压强度：共取芯45组，芯样表面光滑，致密，骨料分布均匀，平均厚度12.5 cm，最小值为11.9 cm，最大值13.2 cm，平均抗压强度33.2MPa，均达到设计标准 混凝土密实度及吸水率：共取芯73个，芯样平均表观密度2375.3 kg/m3，参照拌合物平均表观密度2397.3 kg/m3，衬砌机施工的混凝土振捣密实度为0.99，振捣密实度后的表观密度只损失了22kg/m3，密度损失率约0.9%。平均吸水率2.6%。 混凝土面板平整度：混凝土平整度共检测460点，最大值5.0 mm/2m，合格率100%，最小值0.5 mm/2m，平均值3.5mm/2m，抽检结果达到技术规范要求。   在出机口取样检测混凝土抗冻性能及抗渗性能，共检测6组试样，经检测混凝土的抗冻性能及抗渗性能均满足设计要求。 5结语 机械化衬砌技术整体成型好，混凝土表面光滑平整，无错台和水平施工缝。在济平干渠施工中的成功实施，将施工人员从繁重的体力劳动中解脱出来，提高了工程质量，加快了工程进度，同时也为国内同类工程的建设提供了宝贵的经验。   参考文献： [1] 国调办.“渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程”（NSBD5-2006） [2]李树康.大型渠道混凝土机械化衬砌成型设备研制.南水北调与水利科技，2008，1. [3]高海成.渠道衬砌机施工技术.南水北调与水利科技，2008，1. [4]张海涛.机械化衬砌混凝土板裂缝的预防及控制措施. 南水北调与水利科技，2008，1.
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