1. 概述
1.1工程概述
淅川段1标段位于河南省淅川县，主渠道起点桩号0+300，终点桩号8+400，总长8.1km，本标段包括明渠和建筑物两类，明渠渠道长8.1km，过水断面采用梯形断面，渠道设计水深8.0m，渠道底宽10.5～13.5m。建筑物包括沿渠生产桥、公路桥和过水建筑物。
主渠道衬砌混凝土工程量约8.1万m³。
1.2 渠道衬砌混凝土施工
渠道机械化混凝土衬砌，是指采用渠道衬砌机进行渠道坡面和渠底薄壁混凝土施工，其中包括衬砌混凝土入仓、振捣以及混凝土表面抹面等工序，施工完成后渠道衬砌混凝土面板在混凝土强度、表面平整度以及结构框架满足设计及规范要求。
我标段渠道机械化衬砌施工主要部位为：主渠道0+300～8+400段一级马道以下渠坡及渠底，渠坡衬砌混凝土厚度为10cm，渠底衬砌混凝土厚度为8cm。衬砌混凝土采用C20，抗冻F150，抗渗W6，二级配。
2. 施工布置
2.1施工用电
混凝土拌合站用电以电网供电为主，利用沿线变电站，由10KV输电线路引入混凝土拌合站变压器，在I-2-1营地围墙内侧设置一座900KVA变压器房，在主渠道7+900处设置一台400KVA变压器，每座拌合站还配备一台500KW柴油式发电机。
现场衬砌机用电利用沿线电网，由400KVA移动式变压器连接VV3×240+1×70型主电缆进行供电，并在每台衬砌机旁配备一台500KW柴油式发电机。
2.2施工用水
施工用水主要分为两类：（1）混凝土拌和用水，（2）混凝土养护用水。
水源来于地下水，在2处拌合站附近开钻水井，每座拌合站旁建造一座蓄水池，用水泵将水抽至蓄水池，由水池接直径100mm水管向拌和站供水，混凝土养护用水由5t洒水车送水至养护作业面。
2.3各混凝土拌合站负责区段分布
根据现场实际情况及施工需要，对每座混凝土拌和站对应的渠道衬砌渠段进行划分，各混凝土拌和站主要负责供应的渠段详见下表。若混凝土拌和站在运行过程中出现故障则其对应施工区段的混凝土由临近拌和站进行供料。
2.4施工道路布置
渠道混凝土运输利用渠道两侧修建的沿渠路及开挖施工过程中的下基坑道路。
3.施工分区及施工工艺
3.1施工分区
本标段共分2个工区进行多个工作面平行施工，具体分区详见表1。
3.2施工工艺
渠道混凝土衬砌主要施工工艺包括：准备工作→混凝土骨料（待检、检测合格、不合格记录）→渠坡、渠脚混凝土基面清理→渠脚齿墙排水系统安装→渠坡排水板安装→渠坡衬砌机轨道安装→渠坡衬砌机安装、调试→渠坡衬砌混凝土施工→渠坡衬砌混凝土切缝→渠坡衬砌混凝土养护→渠底粗砂垫层及排水系统安装→渠底衬砌机轨道安装→渠底衬砌机安装、调试→渠底衬砌混凝土施工→渠底衬砌混凝土切缝→渠坡衬砌混凝土养护。
3.3渠道混凝土衬砌与渠道水泥改性土填筑的施工安排
我标段主渠道桩号0+300～8+400段渠道都存在渠道水泥改性土回填，填筑完成的水泥改性土坡面经削坡后，作为渠道衬砌混凝土施工基面。在施工中，考虑渠道衬砌机作为大型施工机械，拆卸存在很大的难度，在渠道水泥改性土填筑施工安排中，以渠道衬砌施工安排为主，进行渠道水泥改性土填筑施工安排，保证渠道机械化衬砌施工能保持通畅。
4.施工方法
4.1 渠坡及渠底处理
削坡前，由现场技术员配合测量人员定出渠肩线、坡脚线的位置、高程，在各控制桩上做出明显的标记。
预留超过0.3m厚的保护层，先用挖掘机进行渠坡粗削，余下的10～20cm保护层由削坡机进行精修。为保证削出的坡面平整，可以将挖掘机的斗齿改造成平板状。粗削坡应自上而下进行，将削坡土刮至渠底，运至指定地点。
坡面精修及余土收集是采用XCFM08 型渠道基面削坡机进行机械化施工。基面精修是以上下一个往返为一个完整的作业流程。在作业车上行时，旋耕刀将基面土层打松；返回下行时，螺旋自动将松动的土层向下刮平，并将余土向下收集；余土收集铲斗的底沿应调整到高出螺旋底沿50～100mm以上为宜，在运行过程中将余土铲起并送到输送带上，留有未清完余土，随后由清扫滚筒完成，再通过下行车上安装的水平皮带机和扬高皮带机扬出作业面，自卸汽车拉运出工作面。
削坡工序完成后，当下道工序不能及时施工时用塑料布或土工布对坡面进行覆盖。防风保水、防止雨水冲刷，以达到坡面不开裂、不变形、不出现雨淋沟的目的。
4.2 齿槽、排水槽开挖
（1）开挖顺序：挖排水沟槽→削排水沟槽以下坡面（削至砂垫层顶面高程）→齿槽开挖。
（2）人工挖齿槽时，顺便将靠近齿槽外边50cm范围内清理至立模高程。
（3）沟槽验收合格后，在中槽底部摊铺20cm粗砂垫层并夯实，铺设软式透水管并安装逆止阀，回填粗砂并夯实。边槽固定PVC管及逆止阀。
（4）逆止阀表面与坡面平行，且不能高于衬砌坡面。
4.3 粗砂垫层铺设
（1）粗砂垫层选用天然砂，设计图纸对粗砂原材料的要求为：颗粒级配良好、质地坚硬的粗砂或砾石，砂中不得含有杂草、树根等有机杂质，含泥量不得超过3%，细度模数大于3.1，渗透系数不小于1×10-3m/s。
经压实后的砂垫层相对密度不小于0.7，表面平整度误差不大于1cm。
（2）砂垫层铺设：
a.为了把砂料的含水率控制在试验拟定的最优含水率范围内，铺砂前先由试验人员对砂料做含水率试验，现场根据试验结果，向砂料中加适当的水，拌和均匀。
b.布料时同时开启平板振动器和找平滚，对砂垫层进行压实。
（3）相对密度检测：采用灌水法。
4.4 渠坡排水板铺设
（1）铺设前准备工作：测量人员重新校验控制桩的平面位置和高程，各控制边线和高程桩核实无误后，用水准线标出横断面起止线、坡顶、坡底铺装边线，然后进行排水板的铺装工作。
铺设前对照图纸，进行排水板位置放线，将排水板位置用墨线弹在坡面上，经复核无误后，方可进行下道工序。
（2）刻槽：采用切割机沿着墨线进行切割，切割深度为排水板厚度。
（3）起土：人工使用十字镐进行沟槽开挖，铁锹修整沟槽。
（4）排水板铺设：沟槽开挖完成，经质检部门验收合格，方可进行排水板的铺设。排水板的土工布要包裹严密，接头不留缝隙，防止混凝土浇筑过程中，水泥浆进入，堵塞排水通道。
4.5 衬砌混凝土施工
4.5.1 混凝土拌和
采用HZS90型强制式拌和站拌制，每次拌和方量为1.2m3～1.4m3。拌和设备投入混凝土生产前，按经批准的混凝土施工配合比进行最佳投料顺序和拌和时间的试验。
输水渠道衬砌混凝土标号为C20二级配，抗冻F150，抗渗W6，坍落度在70～90mm，混凝土拌和时间不少于为75s。
混凝土拌和必须按照试验部门签发并经审核的混凝土配料单进行配料，严禁擅自更改。在混凝土拌和过程中，应定时检测骨料含水量，必要时应加密检测。
4.5.2 混凝土运输
混凝土水平运输采用2台10m³混凝土罐车运输。混凝土垂直运输采用渠道衬砌机入仓。
拌和站与现场协调一致，随时听从现场负责人安排实施拌和，保证现场机不等料、料不等机。
每次装运混凝土前，必须将罐车内清洗干净，保持罐内湿润、无存水；
混凝土运输罐车在装、运、卸过程中杜绝加水。每次施工完成后，停车时必须仔细清洗罐内的残留物。
4.5.3 施工准备
施工前，对施工现场准备工作进行如下检查；
首先检查和校对原材料的规格和混凝土配料单是否与设计配合比相符合，各项指标是否合格。
校核轨道板高程和基准线位置；
待衬砌段左右铺设防滑梯板，便于施工人员坡面作业。
拌和系统应运转正常，运输车辆准备就绪；
衬砌机在仓面起始位置调整好坡比、并设定衬砌机上下液压升降机构调节衬砌板衬砌板厚度的设置，板厚与设计值的偏差为-5%～+20%，空载试运行正常；
桁架抹面机和振捣棒、平板振捣器等其它工器具准备情况及运行状态正常；
上述各项内容准备齐备、具备验收条件后，报送开仓报审表，待监理工程师批复后，开始混凝土浇筑。
4.5.4 混凝土施工
（1）开始浇筑前，首先在现场及时检测罐车出口混凝土的坍落度，塌落度控制在40mm～60mm，这样既能保证正常布料，又能保证混凝土能稳定在坡面上，不出现滑涌现象。
（2）混凝土摊铺压实、振捣提浆
由于本衬砌机特性，齿槽处和渠肩平台处需人工配合衬砌机施工，故分三部位: 齿槽处、坡面、渠肩平台处。
齿槽部位：由衬砌机将混凝土分层摊铺于齿槽中，布料时开启50振捣棒振捣该齿槽部位，至表面泛浆，混凝土拌和物不再明显下降为止。
坡面：滑模式衬砌机在临时储料仓布料达到2/3后先开动高频低幅振捣棒15～20s后，再开动行走大车进行坡面混凝土衬砌工作，以保证混凝土料的振捣均匀、密实。衬砌机行走速度由行走电机（变频调速电机）调节，上下两组车轮组得行走速度一致。
（3）混凝土的浇筑方向是沿渠道下游至上游进行，所有施工缝均设置在通缝处。当上仓混凝土开始施工时，可先在混凝土侧面上用双面胶将泡沫板粘牢，通缝板高度与混凝土板相同（10cm），在上部2cm处用美工刀划开，但不切透，等后期进行密封胶填缝施工时再撕开拉出。
（4）两个仓面的接合处，在混凝土摊铺后及时用两米靠尺检测，铲除超厚的混凝土，并用振捣棒适当振压提浆，同时人工配合清除边缝处的混凝土石渣等，可避免错台现象的发生。
（5）混凝土抹面施工
混凝土摊铺机后面的摊铺宽度约有2～3m以上时，便可用抹面机进行抹面、收平、进一步提浆，首次抹面时，混凝土表面还比较稀软，从下而上进行，抹面机的适易高度以刚好接触到混凝土表面为好。在向下放抹面盘时，应先转动磨盘、后下降落，不可将磨盘下降到位后再开动转盘，这样电机不易转动，会导致烧毁电机。
（6）机械收光
用抹面磨盘对混凝土表面进行磨平以后，用手指轻压混凝土表面，当表面发硬、但稍有痕印时，便可及时进行压光处理，消除表面气泡，使混凝土表面平整、光滑无抺痕。
4.5.5 坡面混凝土板厚度检测
（1）衬砌机行走时，现场技术人员随时检测衬砌机滑板下净空厚度和已衬砌面板厚度，发现异常情况及时报告，查找原因及时调整。
（2）该衬砌机为滑模式，因其特性，衬砌后混凝土厚度即为坡面混凝土厚度。
4.5.6 混凝土养护
完成抹面及收光后的混凝土应及时进行保湿养护。
（1）保湿养护方式：衬砌混凝土板在切缝前，用土工布覆盖洒水保湿养护。为防止养护膜被风吹起影响养护效果，土工布四周及坡面上均用砂袋压稳。
（2）养护期：衬砌砼保证养护时间不少于28天。
5、渠道衬砌混凝土施工质量控制
5.1 渠道衬砌混凝土基面质量控制及检测标准
边坡开口线及渠底线测量，边线允许偏差：直线段+20mm、曲线段+50mm，削坡后的平整度不大于10mm/2m。渠道削坡不应欠挖。
5.2 渠道衬砌混凝土质量控制及检测标准
在衬砌过程中用钢尺或自制厚度检测工具进行检查衬砌厚度，如有误差及时调整。混凝土初凝前用2m靠尺检测平整度，平整度标准为≤8mm/2m。现场混凝土质量检查以抗压强度为主，并以150mm立方体试件的抗压强度为标准。混凝土试件以出机口随机取样为主。
论文作者:蔡祥
论文发表刊物:《基层建设》2016年35期
论文发表时间:2017/3/23
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