河道水毁工程混凝土衬砌机械化施工探究

林拥军

（四川省都江堰外江管理处，四川成都611230）

河道水毁工程混凝土衬砌机械化施工探究

林拥军

（四川省都江堰外江管理处，四川成都611230）

随着科学技术的发展，目前水利工程建设中应用到了很多现代化机械设备，但新技术的应用也没有根除施工中存在的问题。本文以都江堰外江灌区沙沟河、黑石河“7.9”洪灾水毁修复工程为背景，介绍了河道混凝土衬砌施工技术以及需要注意的问题，以期对水利工程混凝土衬砌机械化施工的发展有所帮助。

河道；混凝土衬砌；施工

1 工程概况

都江堰外江灌区沙沟河、黑石河“7.9”洪灾水毁修复工程主要包括沙沟河堤防修复工程和黑石河堤防修复工程。恢复重建工程堤线总长14.721km，左岸堤线长7.766km，右岸堤线长6.955km（其中0.55km为基础加固，14.171km为恢复重建），导水埂修复234m，拦水埂恢复35m及其配套建筑物，其中沙沟河堤防修复工程7.005km和黑石河堤防修复工程7.716km。施工内容主要包括土方开挖和回填、河堤工程、边坡现浇混凝土衬砌及其他附属设施等。

2 河道混凝土衬砌施工技术

2.1 施工准备

2.1.1 编制施工技术方案

在编制技术方案之前，应掌握以下情况和资料:（1）施工现场的地形地貌，工程地质和水文情况；（2）当地的气象资料；（3）施工现场的供电、运输、排水等情况［1］。

施工方案应包括以下主要内容:（1）工程概况、施工组织、施工方法和设备情况等；（2）保证工程质量、施工人员安全以及按时交付等技术措施；（3）施工平面图；（4）施工工艺流程图。

2.1.2 混凝土搅拌和运输系统设置

搅拌系统选址应综合考虑原材料和成品混凝土的运输工作，符合环保要求；保证充足的电力供应，还要配备发电机；保证足量的水量供应，水质应达到相关标准要求；储料场地面应硬化，不同规格的砂石料应分开堆放，还要设置防雨和防晒设施［2］。另外，搅拌站的生产能力应按照下式估算:

公式中:Q—混凝土总拌能力（m3/h）；Qi—第i台衬砌机的额定生产能力（m3/h）；n—衬砌机数量；η—安全系数，一般取1.2～1.5。

混凝土拌和物允许最长运输时间见表1。

表1 混凝土拌和物允许最长运输时间

根据浇筑需求、搅拌站生产能力以及施工进度来决定需要的专业混凝土运输车（见图1）数量，每辆车的容量应大于6m3。

图1 混凝土搅拌运输车

2.1.3 混凝土衬砌施工主要机械设备

混凝土衬砌施工所需的主要设备、机具见表2。

表2 衬砌机械化施工主要机械设备、机具

2.2 混凝土衬砌施工工序

2.2.1 衬砌设备安装和调试

在同一条轨道上，依次布置衬砌机和抹面机，在正式工作之前，先要对机械设备进行调试，调试时遵循“先分后联，先慢后快，先空载后负荷”的原则，要时刻保证钢轨的工作状态稳定。

2.2.2 支立模板

选择河道横向通缝模板，应选用宽度和衬砌水泥厚度相同且互相连接的槽钢当做侧方模板，在齿槽和坡肩处应选择定型刚作为模板，而且要连接到河道横向通缝模板上。

2.2.3 混凝土布料

在混凝土布料施工中所用到的机械为螺旋布料器和皮带输送机。混合好的混凝土首先被输送至布料机，之后进入集料箱，最后开动输料器。输料器在匀速前进的同时就会把混凝土料铺下去。布料机回转功能将多余的混凝土料收回。当布料的宽度达到相关要求时，便可开动成型机。

2.2.4 混凝土振捣

混凝土振捣工作应严格按照施工检验所确定的时间进行，振捣器的行走速度也要严格按照规定进行，力求做到不过振和不欠振。

2.2.5 抹面压光

混凝土衬砌成型后，抹面作业要由工作台车来完成，目的是为了满足河道的糙率。混凝土表面的平整度不得大于5mm/2m。压光作业应该在混凝土初凝前进行，应保证表面的平整、光滑、无抹痕，杜绝出现气泡。

2.2.6 混凝土养护

混凝土衬砌的养护期至少需要一个月的时间，在养护期内要保证衬砌面的湿润。

养护方式:（1）如果天气为干旱、多风和日晒较为强烈时，应对初凝前的衬砌面不断进行喷雾处理；（2）如果当地水源较为充足，则可利用草毡、草帘等覆盖衬砌面以保证湿润度；（3）如果施工地极度缺水，则可利用喷施养护剂的方法进行湿润处理（养护剂的喷洒量、喷洒时间根据现场试验来确定）；（4）当施工工地的气温较低时，还要采取适当的保温措施，例如撒上一层废砂土等［3］。

2.2.7 混凝土伸缩缝的施工

在本工程中伸缩缝形式有两种:（1）半缝，其深度一般取值为混凝土衬砌板厚的0.7倍左右；（2）通缝，其深度应贯穿衬砌板的厚度。如果衬砌板的底部铺设有防渗层，则通缝深度达到板厚的0.9倍即可。

当混凝土衬砌的强度超过1M P a时，一般就可以进行切缝作业了。切缝工作完成后，应先检查伸缩缝的宽度和深度是否达到了相关要求，必要时应进行补切缝处理。伸缩缝内的浮浆、碎碴等杂质需要利用风机、水枪等工具进行清除处理。在确保伸缩缝干燥、洁净的情况下，填充伸缩塑性板，一定要保证塑性板被压入缝隙内部且上层填充的密封胶的深度。

在填充密封胶时，应注意以下施工要点:

（1）填充密封胶之前，应首先在基面上均匀地刷一层界面剂，等到界面剂凝固之后再进行注胶作业；

（2）注胶应饱满，用刮刀压紧刮平；

（3）在注胶作业的同时，相关人员应及时对已完成的注胶面进行检查，如发现凹凸不平、有气泡、表面脱胶现象应立即修补整齐；

（4）注胶作业完成后，要注意采取保护措施，避免雨水、灰尘的侵入。

2.3 特殊天气施工

遇特殊天气时，混凝土衬砌施工会遇到各种各样的问题，所以应按照下述要求做好应对措施。

2.3.1 高温施工

如果施工地点的气温超过30℃时，应调整施工时间，选择在早晨、夜晚进行，同时要采取添加缓凝剂和控制水温等措施。如果施工地点的温度超过35℃，则应停止施工。

2.3.2 低温施工

当日平均气温连续5天稳定在5℃以下或现场最低气温在0℃以下时，应添加防冻剂及控制水温等，以保证混凝土拌和物的入仓温度不低于5℃；当日平均气温低于0℃时，应停止施工。

3 混凝土芯样检测

在施工进行中，为了保证工程质量，应利用压力机或万能试验机对混凝土试件进行抗压强度试验。

在试验中，一般以0.4MPa/s左右的速度对试件连续而均匀加荷。当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整油门直至试件破坏，记录破坏荷载［4］。试件长径比统一成1.0，换算公式和系数如下:

fcc=A×fc

式中:fcc—所选立方体试件的抗压强度，MPa；fc—长径比为1.0的芯样试件抗压强度，MPa；A—换算系数，参照表3。

TV52

A

1672-2469（2015）10-0075-02

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.10.23

林拥军（1982年—），男，工程师。