渠道混凝土襯砌一體化設(shè)備施工工法

1、渠道混凝土襯砌一體化設(shè)備施工工法【摘要】渠道混凝土襯砌一體化設(shè)備施工工法可規(guī)范和指導(dǎo)北疆供水工程輸水 明渠排水改造施工，提高混凝土襯砌施工質(zhì)量。本文總結(jié)了滑模襯砌機(jī)、多功能 混凝土置縫機(jī)、多功能混凝土表面成型機(jī)的設(shè)備組成、工作原理和操作要點(diǎn)。一 體化設(shè)備的成功應(yīng)用縮短了建設(shè)工期，節(jié)約了投資，提升了工程建設(shè)科技水平， 保證了供水任務(wù)的順利完成。【關(guān)鍵詞】 混凝土襯砌；一體化設(shè)備；施工工法北疆供水一期工程在輸水明渠排水改造建設(shè)中使用了自主研發(fā)的混凝土襯砌一體化設(shè)備并建立了標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化的施工工法。通過(guò)一體化設(shè)備的聯(lián)合作業(yè)， 實(shí)現(xiàn)了在混凝土塑性階段完成攤鋪、成縫、表面成型等各道工序，有效地控制了 混

2、凝土裂縫的發(fā)生，填補(bǔ)了混凝土在塑性階段結(jié)構(gòu)縫成縫和表面成型技術(shù)與設(shè)備 的空白，替代了傳統(tǒng)混凝土施工機(jī)械切縫模式， 加快了施工進(jìn)度，提高了工程質(zhì) 量，使渠道工程建設(shè)更優(yōu)質(zhì)、更高效、更快速。一體化施工設(shè)備組成及性能一體化設(shè)備的組成混凝土一體化施工設(shè)備由三部分組成：HCCSM 8000多功能混凝土置縫機(jī)、HCSM8000多功能混凝土表面成型機(jī)、HSM8000滑模襯砌機(jī)，見圖1。圖1 一體化設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)一體化設(shè)備性能一體化設(shè)備性能參數(shù)見表1表1 一體化設(shè)備性能參數(shù)設(shè)備名梆功率/ kw速度/(nl/min)臺(tái)班產(chǎn)琳/m控制方式不慢襯砌機(jī)200. 1-65.4機(jī)電一體化混掂土表面成量機(jī)206軋5機(jī)電一體化

3、泡盆上拂縫機(jī)144.516覘電一體化2工藝原理及流程工藝原理根據(jù)工程結(jié)構(gòu)斷面型式研發(fā)的 HSM8000滑模襯砌機(jī)可完成異形斷面的混凝土攤鋪工序；HCCSM8000多功能混凝土置縫機(jī)在混凝土塑性階段通過(guò)置縫 臺(tái)車將結(jié)構(gòu)縫嵌縫和止水材料置入襯砌斷面設(shè)計(jì)深度內(nèi)并使分縫和止水材料能 與混凝土充分膠結(jié)；HCSM8000多功能混凝土表面成型機(jī)機(jī)身為輾筒結(jié)構(gòu)，作 業(yè)時(shí)輾身抹刀與混凝土表面呈線性接觸，可一次性完成異形斷面混凝土表面整形 工序。工藝流程混凝土工程施工工藝見圖2。土】一土拌制* .弧后喔悵混屣上澆筑一混翻土運(yùn)輸#嗡縫、誘導(dǎo)縫施.I混解I人工收光 I封面式養(yǎng)護(hù)圖2渠道混凝土襯砌施工工藝3混凝士一體化

4、設(shè)備施工操作要點(diǎn)一般規(guī)定混凝土配合比與拌和站要求嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，調(diào)配出適宜的施工配合比，本工程推薦采用一級(jí) 配。拌和站生產(chǎn)能力應(yīng)滿足混凝土澆筑強(qiáng)度要求， 混凝土的拌和、運(yùn)輸能力與澆 筑強(qiáng)度應(yīng)匹配。拌和站設(shè)備配置及位置選擇應(yīng)滿足質(zhì)檢和環(huán)保部門要求。作業(yè)人員要求因本工程混凝土襯砌屬于高度機(jī)械化施工，機(jī)械操作人員水平直接影響工程 質(zhì)量和進(jìn)度，作業(yè)人員必須相對(duì)固定且要進(jìn)行崗前培訓(xùn)。每臺(tái)設(shè)備的崗位職責(zé)、 操作要領(lǐng)要繪制標(biāo)識(shí)牌懸掛于明顯的位置上。試驗(yàn)段施工試驗(yàn)段長(zhǎng)度一般不小于400m。試驗(yàn)段施工前，應(yīng)首先對(duì)混凝土配合比進(jìn)行 實(shí)驗(yàn)性拌和，驗(yàn)證混凝土的和易性、含氣量、坍落度等指標(biāo)。通過(guò)試驗(yàn)段施工確 定

5、滑模襯砌機(jī)、混凝土置縫機(jī)、多功能表面成型機(jī)三種設(shè)備之間聯(lián)合作業(yè)的施工 參數(shù)，確定施工組織形式和輔助人工配置數(shù)量，制定施工操作細(xì)則?；炷吝\(yùn)輸混凝土攪拌運(yùn)輸車單車容量不宜小于 10m 3,配置數(shù)量根據(jù)拌和站拌和能力、施工進(jìn)度、運(yùn)距、路況綜合確定，可以按下式估算：v 2的Q 2P自式中N攪拌運(yùn)輸車總數(shù)；K最長(zhǎng)單程運(yùn)輸距離，km ；Y新拌混凝土密度，kg/m 3；Q拌和站白拌和能力，m3/h;v車輛行駛速度,km/h;P車輛載重能力,kg/輛；士-一車輛完好出勤率，%?；炷吝\(yùn)輸時(shí)間：從拌和站出料到運(yùn)輸、卸料完畢，允許最長(zhǎng)時(shí)間不大于 45min。混凝土施工一體化設(shè)備安裝混凝土一體化設(shè)備安裝前應(yīng)進(jìn)行軌

6、道軸線、高程的校驗(yàn)，對(duì)軌道進(jìn)行穩(wěn)定性 加固。所有一體化設(shè)備的安裝應(yīng)在生產(chǎn)廠家技術(shù)人員指導(dǎo)下嚴(yán)格按使用說(shuō)明書的要求進(jìn)行。調(diào)試遵循“先分動(dòng)，后聯(lián)動(dòng)；先空載，后負(fù)荷；先慢速，后快速”的 原則?；炷翑備伳０逯Я⒉捎门c混凝土厚度相同的槽鋼作為橫向擋頭模板，槽鋼后面每隔1m焊接長(zhǎng) 0.6m、直徑14mm的圓鋼，用于壓設(shè)沙袋固定模板，此模板只在停機(jī)時(shí)使用。坡腳模板采用與混凝土厚度相同的鋁合金型材，用連桿支撐在下部軌道上固定?；炷敛剂匣炷烈r砌開倉(cāng)前應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)指揮布料?；炷翑嚢柽\(yùn)輸車就位卸料前， 可用少許水潤(rùn)濕運(yùn)輸車的下料槽和襯砌機(jī)布料輸送帶?；炷翑嚢柽\(yùn)輸車卸料自由下落高度應(yīng)不大于0.5m。布料過(guò)

7、程中應(yīng)設(shè)專人監(jiān)視各分倉(cāng)斗內(nèi)混凝土數(shù)量， 保持各料倉(cāng)的料量均勻，防止欠料。新舊斷面接縫處、模板周邊須人工輔助布料?；炷翑備伝炷恋牟剂虾穸雀鶕?jù)坍落度的大小由試驗(yàn)段施工確定，本工程確定攤鋪厚3。度在10.511cm之間?；Ｒr砌機(jī)在攤鋪混凝土?xí)r要設(shè)專人監(jiān)測(cè)攤鋪厚度并 檢查振搗棒的工作狀況。若整體厚度不夠應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢查調(diào)整設(shè)備，局部不足可 由人工補(bǔ)料，后續(xù)由多功能成型機(jī)壓實(shí)。按照試驗(yàn)段確定的振搗時(shí)間、襯砌機(jī)行 3。圖3滑模襯砌機(jī)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)伸縮縫、誘導(dǎo)縫置縫施工置縫機(jī)的組成置縫機(jī)由行走系統(tǒng)、液壓升降系統(tǒng)、置縫臺(tái)車總成 （刀架、熨平板卜置縫臺(tái) 車控制系統(tǒng)組成。伸縮縫和誘導(dǎo)縫的施工均由同一臺(tái)置縫機(jī)實(shí)施。伸

8、縮縫和誘導(dǎo)縫的設(shè)置及施工順序本工程誘導(dǎo)縫平行于渠道軸線方向布設(shè)，位置在襯砌斷面的1/2處。伸縮縫沿襯砌橫斷面方向布設(shè)，每 3m設(shè)置一道。當(dāng)混凝土攤鋪完成一定長(zhǎng)度后（本工 程為20m）,開啟置縫機(jī)先進(jìn)行誘導(dǎo)縫施工，后進(jìn)行伸縮縫施工。誘導(dǎo)縫施工完 成后將置縫臺(tái)車刀架旋轉(zhuǎn)90 0即可進(jìn)行伸縮縫施工，誘導(dǎo)縫與伸縮縫呈十字交叉 形布置。嵌縫材料組成誘導(dǎo)縫嵌縫材料為高壓閉孔板（規(guī)格50mm X5mm）；伸縮縫嵌縫材料由高 壓閉孔板和橡皮止水帶組成，結(jié)構(gòu)型式為十字交叉形（上部為45mm X20mm高 壓閉孔板，中間為 50mm X5mm 止水橡皮；下部為 45mm X20mm 高壓閉孔 板）誘導(dǎo)縫施工a.接

9、通主電源，開啟置縫機(jī)行走系統(tǒng)，置縫機(jī)整機(jī)定位。b .將誘導(dǎo)縫分縫材料穿過(guò)置縫臺(tái)車總成刀架，始端外露約50mm。c.操作置縫機(jī)升降控制系統(tǒng)裝置，使置縫臺(tái)車刀架向混凝土表面方向移動(dòng)， 當(dāng)?shù)都芙佑|混凝土表面時(shí)，開啟振動(dòng)電機(jī)，置縫刀將分縫材料嵌入到混凝土內(nèi)部 設(shè)計(jì)深度。開動(dòng)置縫機(jī)，向誘導(dǎo)縫布設(shè)方向移動(dòng)，分縫材料連續(xù)不斷被置入混凝 土內(nèi)部，置縫臺(tái)車的熨平板聯(lián)同刀架同時(shí)振動(dòng)， 將分縫材料周邊的混凝土振動(dòng)密 實(shí)、表面恢復(fù)成型。置縫機(jī)行進(jìn)至襯砌斷面末端時(shí)，人工剪斷高壓閉孔板，待高 壓閉孔板全部嵌入完畢后，置縫機(jī)停止行走，置縫臺(tái)車停機(jī)。操作置縫機(jī)升降系 統(tǒng)，將置縫臺(tái)車刀架提起至上限位置，完成襯砌混凝土誘導(dǎo)縫置縫

10、工序，見圖4。圖4誘導(dǎo)縫施工現(xiàn)場(chǎng)伸縮縫施工a.襯砌斷面誘導(dǎo)縫置縫工序完成后，開啟置縫機(jī)行走裝置，移動(dòng)置縫機(jī)至伸 縮縫置縫起點(diǎn)處，整機(jī)定位。b.將置縫臺(tái)車刀頭旋轉(zhuǎn)90。并鎖定，將提前加工好的伸縮縫分縫材料穿過(guò)置 縫臺(tái)車總成刀架，始端與特制錨鉤連接，錨鉤另一端掛接在縱向模板頂部。c.開啟置縫機(jī)升降控制系統(tǒng)，將置縫臺(tái)車刀頭嵌入混凝土底部，開啟置縫臺(tái) 車振動(dòng)電機(jī)。d.開啟置縫機(jī)行走裝置，置縫臺(tái)車沿置縫機(jī)上固定軌道行走， 將分縫止水材 料嵌入混凝土內(nèi)部。置縫臺(tái)車的熨平板聯(lián)同臺(tái)車刀架同時(shí)振動(dòng)， 將分縫材料周邊 的混凝土振動(dòng)密實(shí)、表面恢復(fù)成型。置縫臺(tái)車行進(jìn)至混凝土斷面末端時(shí)，限位裝 置會(huì)使臺(tái)車及時(shí)停機(jī)，一道

11、伸縮縫置縫工序完成。操控升降系統(tǒng)提起置縫臺(tái)車， 開啟置縫機(jī)行駛至下道伸縮縫位置， 重復(fù)上述操作步驟，完成下一道伸縮縫嵌縫 施工，見圖5。圖5伸縮縫施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)混凝土表面成型施工混凝土多功能表面成型機(jī)的組成及特點(diǎn)混凝土多功能表面成型機(jī)的組成包括行走系統(tǒng)、液壓升降系統(tǒng)、成型車總成、 成型機(jī)控制系統(tǒng)。成型機(jī)工作時(shí)輾體與混凝土表面呈線性接觸，實(shí)現(xiàn)了從平面到 曲面過(guò)渡和曲面甚至是連續(xù)曲面等異形混凝土結(jié)構(gòu)表面的連續(xù)成型作業(yè)， 傳統(tǒng)的 圓盤式混凝土表面收光機(jī)只適用于平面混凝土。成型機(jī)總成轉(zhuǎn)速可調(diào)、振動(dòng)頻率可調(diào)、行走速度可調(diào)，可根據(jù)混凝土初凝前 的不同物理特性階段實(shí)施不同模式的表面成型措施。 作業(yè)時(shí)還可進(jìn)一步

12、提升混凝土漿體的密實(shí)度，可對(duì)混凝土襯砌表面進(jìn)行多次整形和缺陷修復(fù)， 可模擬人工壓 光功能，實(shí)現(xiàn)混凝土表面的鏡面效果。混凝土表面成型施工的步驟a.接通主電源，開啟整機(jī)行走系統(tǒng)按鈕，整機(jī)定位，開動(dòng)成型車至需要成型 的初始位置并處于工作預(yù)備狀態(tài)， 按照試驗(yàn)段確定的參數(shù)，調(diào)整設(shè)定成型機(jī)總成 的行走速度。b.設(shè)定成型臺(tái)車的頻率為成型頻率，輾體旋轉(zhuǎn)；開啟振動(dòng)電機(jī)，開啟升降裝置，輾體緩慢下降至混凝土表面；開啟成型機(jī)總成移動(dòng)控制系統(tǒng)， 輾體沿襯砌面 往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)襯砌面提漿整形。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)襯砌面提漿整形情況， 上述過(guò)程可以重 復(fù)多次，直至達(dá)到最佳效果。c.表面提漿整形完成后，停止輾體轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)。開啟升降系統(tǒng)，調(diào)整

13、輾體與 混凝土表面距離，使輾體抹刀面下壓混凝土表面，操作成型臺(tái)車移動(dòng)控制系統(tǒng)， 使成型機(jī)總成向上單向移動(dòng)，輾體抹刀對(duì)襯砌混凝土表面進(jìn)行壓光成型， 成型臺(tái) 車行駛至襯砌面上端時(shí)限位開關(guān)動(dòng)作，停止壓光，完成單幅混凝土表面成型工序。 該操作流程可以根據(jù)實(shí)際效果多次重復(fù)實(shí)施，直至達(dá)到最佳效果。d.操控成型機(jī)行走裝置沿襯砌斷面長(zhǎng)度方向前行一幅， 按照上述流程連續(xù)作 業(yè)，成型機(jī)跟隨在置縫機(jī)之后持續(xù)進(jìn)行混凝土襯砌表面成型， 實(shí)現(xiàn)襯砌混凝土表 面成型快速作業(yè)，見圖6。圖6圖6混凝土表面成型現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)混凝土表面人工輔助成型多功能混凝土表面成型機(jī)完成作業(yè)后，人工對(duì)襯砌面邊角收光成型不足的部 位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，進(jìn)一步提升混凝土表面收光成型質(zhì)量。混凝土表面人工輔助成型， 采用自行式臺(tái)車作為收光抹面平臺(tái)，安排專人在臺(tái)車上用鋼抹子輔助收光。混凝土養(yǎng)護(hù)混凝土養(yǎng)護(hù)采用全封閉膜下噴灌養(yǎng)護(hù)技術(shù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。養(yǎng)護(hù)期間設(shè)專人負(fù)責(zé)，并做好養(yǎng)護(hù)記錄。低溫季節(jié)為提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量可采用蒸汽養(yǎng)護(hù)法以 提高混凝土早期強(qiáng)度。4進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益分析2。2。表2經(jīng)濟(jì)效益分析名稱混凝上澆筑/ （m/JC）伸伸版（in/ 元）誨林提/（ni/ 元）箱形/（W/無(wú)）傳統(tǒng)1法30