混凝土衬砌机在胜利干渠治理中的应用

张俊杰，李文卿

（东营市水利灌溉服务中心，山东 东营257091）

大型渠道衬砌设备分别在南水北调东线一期工程和南水北调中线干线一期京石段渠道工程得到广泛应用。目前，渠道混凝土衬砌机械已推广到河南、新疆等10多个省区。在以往东营市渠道边坡衬砌工程中，应用渠道衬砌设备是空白。通常采用人工铺设混凝土预制块的常规工艺施工，这种工艺施工效率低下，并对边坡混凝土的质量与外观难于有效控制。

1 工程概况

东营市引黄灌区农业节水改造工程（胜利干渠治理）跨越东营市东营区、垦利区，本工程主要内容是对胜利干渠26+152～34+282段拆除原衬砌结构后进行重新衬砌，总长度8.13km。渠道内坡衬砌结构自上而下分别为：C30现浇混凝土护坡、聚苯乙烯泡沫保温板、土工布、碎石垫层。鉴于工期紧、质量标准高的要求，若用传统混凝土或搅拌机械进行衬砌，从技术、经济等方面都不能满足要求，为此，项目部组织有关专家做了大量的市场调研和考察工作，最终确定对渠道边坡采用混凝土衬砌机进行施工。

2 混凝土衬砌机在施工中的应用

2.1 施工准备工作

衬砌机就位前应按照施工技术要求做好渠道测量放线、渠道削坡、保温板和土工布铺设等准备工作。

2.2 渠道混凝土衬砌机施工方法

1）组织操作、施工人员进行设备性能和安全注意事项交底，做好组织分工、明确职责范围，要要求各岗位人员熟悉操作流程，本设备共设设备管理人员共5名。设总指挥1名，操作员、安全员、渠坡上端下料管理员、卸料看管员各1名。

2）设备运行前由安全员检查导轨两边是否有杂物，设备在上次运转中否有漏油，连接螺栓是否有松动，发现问题应及时进行补救处理。

3）混凝土衬砌机定位。采用轻型钢轨，轨道下铺设枕木，钢轨要保证平整度。在行走轨道安装完毕后，采用20t汽车吊将衬砌机吊装就位。调试衬砌机的各项性能是否达到运行标准，调试的项目有：衬砌机行走、混凝土输送布料、混凝土的摊平振捣碾面等。

4）混凝土运输。采用混凝土搅拌车运输混凝土至渠道施工现场。

5）混凝土布料及振捣。混凝土通过衬砌机一次供料系统上扬皮带机，将混凝土运至二次布料主皮带上，由布料滑车经串筒将混凝土沿渠坡自下而上均匀的铺设在仓面上，通过振捣滑车上的螺旋找平器将混凝土推平。混凝土推平厚度略高于设计混凝土面。再由振捣滑车前后2个50型振捣棒振捣密实。1.1kW平板振捣器振捣提浆，最后由直径210mm碾压辊压平。在渠道坡脚处或坡肩布料不到的部位，要采用人工布料摊平，平板振捣器进行补振。

6）混凝土收面。混凝土收面工艺流程：衬砌机压平提浆一抹光机压光成面一人工压光出面衬砌机碾压辊将振捣好的混凝土面压平提浆，施工人员应在边侧观察压平前对高低不平的部位进行修整，确保碾压辊工作后混凝土面平整。根据混凝土面的软硬程度，采用自制卷扬机作牵引抹光机自下而上，由左到右按顺序有搭接的进行混凝土压光成面。而后人工用铁抹子随后进行压光收面。

7）混凝土养护。混凝土浇筑完毕后6～18h之间开始洒水养护，及时覆盖塑料薄膜，经常观察混凝土表面湿润情况，及时补水养护，养护时间28d。如果在低温季节施工，要覆盖保温的材料，在高温季节要覆盖防晒网防晒。

2.3 混凝土衬砌机施工参数的确定

依据《南水北调工程渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程》（NSBD5-2006），结合东营市地质条件，首先进行渠道机械化衬砌生产性试验，试验段选在胜利干渠桩号28+800-28+900段右岸渠坡，在试验过程中，逐步确定了适合东营市地质特点的衬砌工艺参数。

1）生产能力。经过7d的试验，单坡衬砌12m3/h，每天按两个班10h计算，生产能力为200m，渠坡单坡混凝土工程量为0.6m3/m。正常情况下，每天可完成单坡衬砌200m。考虑天气、衬砌机械拆装等因素，平均每天按单坡衬砌长度180m考虑，混凝土衬砌工程量108m3。

2）施工工艺。混凝土由HZS50搅拌机搅拌，15m3混凝土搅拌运输车将混凝土直接卸料到衬砌机人料口，PMCQ-B650/800型振捣滑膜衬砌机完成铺料、平仓、振捣工序，施工人员在衬砌机工作平台上完成混凝土表面抹面、压光、压面、切缝和灌浆等工序，最后采取人工洒水养护。

3）工作速度。摊铺小车速度5m/min，布料小车速度12m/min。布料前，试验人员要进行混凝土坍落度检测。每次布料宽度为30cm，布料时有专人指挥，跟随布料机随时观察布料情况，使螺旋混凝土拌和物始终在布料器叶片最高点以上，发现缺料时及时通知料砌机操作人员。

4）振捣时间。由于衬砌机带振捣系统在铺料结束后摊铺和振捣，摊铺宽度30cm，先用两根50型振捣器进行初次振捣，随后用滚筒压实，再用平板振捣器复振。正常情况下，衬砌机从布料、摊铺、振捣、碾实、压光、移动，完成一个工作循环需166s，衬砌机每次挪位间距为30cm，实际移动速度为6.5m/h。

5）抹面压光时间和遍数。在振捣工序完成，铺料宽度达到1.2m后即可抹面压光。先用地面磨光机进行提浆和初步磨光，使渠坡混凝土面平整，要求表面无麻面、蜂窝。1h左右进行人工收面，根据施工经验，磨光机抹面压光一遍，人工收面抹面压光一遍，即能取得较好的效果。

6）坍落度。边坡衬砌混凝土时，混凝土的坍落度过小表面出浆困难；若坍落度过大，布料振捣时易向渠底滑动。根据试验结果，边坡衬砌混凝土的坍落度确定为5～7cm较为适宜。

7）混凝土衬砌厚度控制。衬砌厚度的控制是由衬砌机的液压升降支腿和内置的模板进行调节控制，轨道铺设的纵坡比率与渠道的纵坡比率一致。在衬砌过程中要经常检查衬砌厚度，具体方法是当衬砌机在待衬砌段定位后，铺料前沿布料机每隔50.78mm用直尺检查一点，确保厚度误差控制在±5%以内。

8）混凝土衬砌平整度控制。混凝土表面平整度应控制在5mm。2m以内，衬砌结束后用2m靠尺检查，如发现超限，在人工抹面时处理。

3 结语

PMCQ650/800型振捣滑膜衬砌机在本工程中的应用，是东营市首次引进衬砌机进行试点研究，通过这次试点研究，认为衬砌机适用于有一定交通条件，满足机械化施工，渠线基本平顺的灌区渠道，其衬砌的混凝土渠道质量好、外观光滑顺直。将传统的渠道人工立模衬砌改为衬砌机机械化施工，一次浇筑振捣成型，大大提高了劳动生产率，加快了施工进度，同时保证了渠道混凝土的施工质量，节省人工费用，填补了东营市机械化一次性成渠的空白。