渠道衬砌混凝土防裂施工技术.pdf

一水利建设与管理 2 0 1 2 年 第1 期 渠道衬砌混凝土防裂施工技术 田 小 路 ( 中铁十六局集团第四工程有限公司 北京 1 0 0 0 0 0 ) 【 摘要】 本文通过南水北调工程中线温博段 I 标渠道衬砌施工的实例， 针对渠道衬砌混凝土结构， 结合渠道混 凝土施工的特点， 对施工进行了技术和工艺方面的阐述 ， 总结出了有关防止裂缝产生的施工措施。 【 关键词】 渠道衬砌裂缝 防治 1工 程概 况 南水北调 中线工程 是一项 跨 流域 、 跨 省 市 的特大 型水利工程 ， 南起湖北省丹江口水库、 北至北京市团城 湖， 输水总干渠全长 1 2 7 5 k m。温博段第一施工标段位 于河南省焦作市温县境 内全长 9 1 6 0 m， 衬砌工程量为 5 1 7 2 8 m 。渠 道过水 断面 为梯 形 ， 内边 坡坡 比为 1 ： 2 ， 设计纵坡 1 2 9 0 0 0 ， 设计底宽为 2 1 m。渠道过水断面采 用全 断 面 现 浇 混 凝 土 衬 砌 ， 混 凝 土 设 计 指 标 C 2 0 F 1 5 0 W6 ， 衬砌厚 度渠底 厚 8 c m， 渠坡厚 l O c m。衬砌 底部两侧坡脚设宽0 3 0 5 m、 高 0 3 0 9 m的齿墙 ， 渠道顶部设 0 3 m宽 的封顶 板。衬砌 要求 采用 大型衬 砌机进行施 工 。 图 1 渠道衬砌 结构 2 难点分析 2 1 衬砌混凝 土工程特点 渠道衬砌为超长 、 超宽薄壁素混凝土结构 ， 混凝土 表 面易失水开裂 。 2 2 - 2 2基层情况 渠道边坡坡度较大， 混凝土坍落度过大， 振捣时混 凝土料会塌落。坍落度过小， 则无法振捣出浆。 2 3 混凝土浇筑时 间 工程时间跨越夏、 冬两季 ， 且长时间外露， 季节温 湿差变 化较大 。 2 4 技术要求 建设单位要求衬砌混凝土面层避免出现肉眼可见 裂缝 。 通 过事先 调查分析大面积薄壁混凝 土结构产 生裂 缝 的多种 因素 ， 本 着 预 防为 主 的原 则 ， 从 结 构设 计 方 面 、 混 凝土原料选 择 、 配合 比设 计 、 混凝 土 施工 方法 选 择 、 热工计算 、 混凝 土养 护等方 面进 行考 虑 ， 制 定 了相 应的解 决方案 、 方法 。 3结构设计 设计 中遵循“ 抗” 与 “ 放 ” 相结 合 的原 则 ， 在渠 道衬 砌混凝土结构 中设 置 了伸缩缝 、 沉 降缝 和 诱导 缝 。伸 缩缝适应徐变 、 收缩 、 温度变化 的膨 胀需要 。沉 降缝适 应地基沉降 、 垫 层压 实不 均匀 的需要 。诱 导缝 主 要用 来控制裂缝 的位置 。所有这些 连接缝 对于 防止或限制 混凝土开裂都有重要的作用。 3 1 伸缩缝与沉降缝 横缝垂直 于渠道 中心线 ， 纵缝平 行于渠 道 中心线 。 渠坡 、 渠底 横缝 间距 均 为 4 m； 渠坡 、 渠 底 纵 缝 间距 为 3 4 m， 最大不超过 4 m。渠 坡纵 横缝及 渠底 横缝 按 伸 缩缝与沉降缝间隔布置的原则设置。渠底纵缝均为通 U水利建设与管理 2 0 1 2 年 第1 期 性阶段 。 6 1 衬砌机改进 本工 程 利 用 山东 省 蒙 阴县 市 政 建 安 处 制 造 的 P H B -2 3 0 0 0衬 砌机 自动 布料 、 摊 铺 、 振 捣 、 碾 实 ， 再 经 人工操作磨盘进行混凝土表面磨光。根据 目前的操作 工艺 ， 进行 了边坡混凝 土衬 砌试 验 ， 发现该衬砌 机在振 捣工艺上存 在不 足 ， 影 响混凝 土衬砌 质量 。齿 槽 和水 平压顶部位 混凝 土 必须 人 工铺 料 ， 齿 槽 以上 1 m 范 围 内的坡 面混凝土 浇筑坯 为衬砌 机振捣 的盲 区 ， 齿槽振 捣的 同时 ， 盲 区内浇筑坯受其影 响下沉 ， 故 混凝土 振捣 不充分 、 不泛浆 ， 混凝土密实度 、 强度难 以保证 ， 也 给下 道压光抹面工 序增加 了难度 。针对 P H B -2 3 0 0 0衬砌 机存在的不足 ， 对衬砌机作了以下改进 ， 经检测， 混凝 土质量得到有效保证 ： 在齿 槽处增设 2 0 k W 平板 振捣 器 1 个 ， 以加强振捣 。坡脚处分两 次布料 、 振捣 。振捣 顺序 由下往 上 。将盲 区振捣 完毕 后 ， 翻浆机再 对 混凝 土面进行整平 。对坡肩及坡脚的折线部分 ， 以靠尺定 型 ， 以使 折角整齐 ， 外 形美观 。 图 2 渠道衬砌机施工 6 2 混凝土拌和及运输 按 照相应 规范控 制原材 料质 量 ， 特别 对 粗骨 料超 径 指标严 格控制 在规 范允许 范 围内 ， 混 凝土 拌和物从 卸料入 衬砌机 到初凝 控制 在 2 h左 右 。由于渠道 边 坡 坡度较 大 ， 混凝土坍 落度 宜控制 在 5 07 0 m m， 振捣 时 昆 凝土拌和物 不下 淌且易 出浆 。夏季与 冬季 施工 时 ， 可根据气温变化 ， 经试验适 当增 大和减小坍落度 ， 以便 施工 。坍落度的变化对衬砌施工 和混凝 土质量影 响较 大， 浇筑 过程 中应 随时观察坍 落度 变化， 及 时进行 检测 。 搅拌车运输混凝土过程 中， 采取措施防止骨料离 析 ， 尽量缩短运 输 时问及 转运 次数 ， 因故停 歇过 久 ， 混 凝土 已初凝 或已失去塑性 ， 作废料处理 。 6 3 混凝土布料 布料前用喷雾器对复合土工膜喷水雾 ， 保证混凝 2 4 土与土工膜结合 良好。布料应连续进行 ， 匀速行进 ， 以 保证混凝土浇筑的连续性。螺旋平料时， 料位的正常 高度控制在螺旋布料叶片最高点以下， 平料后料面应 高于渠道混凝土设计顶面 1 2 c m， 以保证振 捣后混 凝 土厚度满足设计要求 。 6 4 混 凝土振捣 振捣系统是布料机 自身安装 的振 动器 。布料机行 走前 ， 开动振动 电机使 振动 器在 混凝 土 中振动 3 0 s ， 而 后边振边走 ， 使 混凝 土 的密实度 达 到规定 标 准。 当布 料 2 3 m时 ， 开动翻浆整平机 ， 开始二次振捣 、 提浆 、 整 平。振捣遍数以浇筑坯混凝土泛浆为准 ， 一般为两遍。 由于衬砌机对上部水平压顶、 模板附近 、 渠底齿槽等部 位 缺少振 捣 ， 因此需人工用插入式振捣器进行振捣 。 6 5 混凝土抹 面 、 压光 压光收面是保证渠道混凝土衬砌 光洁 、 不起砂 、 不