浅谈衬砌机在大型渠道混凝土机械化施工中的应用.pdf
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1、水 利水 电工 程设计D WR H E2 0 1 2年 第 3 1 卷 第 4期 浅谈衬砌机在大型渠道混凝土 机械化施工中的应用 李 鹏 浩 摘 要 南水北调中线工程渠道设计断面标准、 衬砌混凝土厚度在相对区间内等厚, 为渠道大规模混凝土机械化施工 创造了条件, 衬砌机在渠道大规模施工中的应用, 提高了混凝土施工的工效, 保证了混凝土流水化作业的施工质量。目 前衬砌机的应用已处于大规模使用阶段, 针对 S M8 0 0 0型系列渠道衬砌机 自动化作业的施工参数, 并结合在施工应用过 程 当中的经验, 总结 了衬砌机在渠道混凝土衬砌施工中的施工控制要点, 形成了可靠的机械化衬砌工艺参数, 为混凝
2、土 衬砌机械化施工提供了依据。 关键字 渠道混凝土衬砌机械化 南水北调中线 中图分类号T V 5 2 3 文献标识码B 文章编号1 0 0 7 6 9 8 0 ( 2 0 1 2 0 4 0 0 2 6 0 3 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。磁县二标段 位于河北省邯郸市磁县境内 需要衬砌的渠道长度 为 1 3 3 7 k m。 渠底宽 1 9 5 2 5 I n , 边坡 1 : ( 2 0 2 7 5 ) , 设计水深 6 0 I l l , 渠道衬砌为现浇混凝土
3、 , 厚度分别 为 8 c m和 1 0 c m, 采用衬砌机大规模进行施工 。 1 衬砌机简介及渠道衬砌施工流程 1 1 S M8 0 0 0型衬砌机简介 S M 8 0 0 0型衬砌机由主机架、操作台、铺料小 车 、 振动碾压小车 、 平料螺旋 、 皮带机等部分组成 , 由操作台控制所有部分的运行 ,具有混凝土布料 、 摊铺、 振捣、 碾实、 扎光、 沿轨道自 行等多种功能。 适 用坡 比为 1 : 2 、 1 : 2 7 5 , 适用坡面长度 l 0 3 0 IT I , 摊铺 厚度 1 0 3 0 c m。 机架长度可根据衬砌坡面长度适当 选用 , 机架高度采用电动调节 , 更换机架铰
4、接处的 联结螺栓可以调整坡 比 适用于大面积机械化衬砌 施工。 振捣 系统是衬砌机 自身安装的 1 5 k W 平板振 捣器 , 可沿机架上的轨道行走 对混凝土料进行振 捣。混凝土压光采用电动抹面压光机, 在振捣工序 之后, 辅以人工进行抹面压光。 1 - 2 渠道衬砌施工流程 渠道混凝 土衬砌机械化施工主要工序包括渠 道开挖 、 坡面成型 、 保 温板铺设 、 复合 土工膜铺设 、 混凝 土衬 砌 、 混凝 土养 护 、 伸缩缝切 割 、 伸缩缝注 胶 , 见 图 1 。 测量放样 卜 _ _ 叫坡面整修 卜 _ _ 叫 保温板铺设 土工膜铺设及焊接卜 _ _ 叫 模板支设 衬砌机安装调试
5、l 衬 砌 机布 料 L _ _ 1混 凝土 搅 拌运 输 l -_ 一l - - - - - - - - - -一 - 混凝土振捣、滚压l 混凝土养护l , 混凝土 切缝I l 缝面清理 混凝土填缝 图 1 渠道衬砌施工流程 填料配置 2 衬砌机施工原理 、 施工参数 、 指标确定 2 1 渠道衬砌机施工原理 混凝土衬砌机是以一个 大跨度 的钢构桁架 为 主体, 桁架本身 自 带行走装置, 通过安装在桁架上 的上 、 下行走小车即布料小车和衬砌小车 , 分别进 行渠道混凝土的布料、 摊铺、 振捣和整平。 小车分别 以桁架龙骨作为轨道 , 并 自带行走装置 。主梁上部 小车即布料小车装有挡料刮
6、板和下料斗 , 负责从混 凝土传送皮带上分取混凝土料进行布料 ; 主梁下部 小车即衬砌小车 , 装有搅笼 、 振捣箱和压光碾 , 负责 李鹏浩浅谈 衬砌 机在 大型 渠道 混凝 土机 械化 施工 中 的应用 混凝土的摊铺、 振捣和碾压整平 。上 、 下小车可 同时 或单独作业 , 布料和振捣碾压互不影响。通过上述 结构的有机组合 , 形成一套综合性很强的渠道混凝 土衬砌设备 实现利用专用设备进行大规模渠道混 凝土机械化施工。 2 2 渠道大规划衬砌施工参数确定 结合衬砌混凝土的厚度通过生产性试验确定 施工参数 。 当混凝土厚度小 于 2 0 c m时 , 第 1幅混 凝土单趟振动碾压为 3 遍
7、 之后 的单趟振动碾压为 2遍。每次挪位 间距为振捣箱宽度的 2 3 ,约为 5 0 e m。由于渠道衬砌采用的是二级配常态混凝土 , 经 衬砌机施工过后 的混凝土面只能达到整平压实的 效果 。 还需用电动提浆抹光机压光 2 3 遍 。 以达到 表面光滑的效果。 2 3 衬砌机的主要性能指标 渠道混凝土衬砌机具有结构新颖 、 综合适用性 强、 经济适用的特点 , 其主要技术性能指标如下 : 适应坡度 : t a n 0 = 0 0 5 布料与衬砌有效长度 : L = 1 0 2 5 m 整机行走速度 : v = 3 1 0 m mi n ; 浇筑速度 : v= 7 。 21 m3 , h 单层
8、衬砌厚度 : h 2 0 e m 单循环衬砌宽度 : b 5 0 c m 总质量 : I V = 1 5 t ( L = 2 0 m) 总功率 : 2 9 k W。 3 渠 道 混 凝 土 衬 砌 面 基 础 质 量 控 制 3 1 坡面 成型 渠道开挖前按照设计要求进行严格 的测量放 样 , 渠道 中心线 、 边坡坡度 、 渠底高程应符合设计要 求, 数据记录齐全。 渠道开挖时应预留不小于 3 0 e m 厚的保护层 。 防止超挖扰 动原状土层 , 破坏基面密 实性 。填方渠段按照设计要求进行分层 回填碾压 。 混凝土衬砌施工前进行人工精削坡 , 控制基面平整 度偏差在 1 0 m m 2
9、m之内, 不平处采用水泥石粉找 平 , 以保证衬砌后混凝土的厚度。 3 2 保温板铺设 保温板铺设应使保温板 与坡面密贴 、无空隙 , 遇有凹陷处 , 用水泥石粉找平 。保温板直接铺于混 凝土底层 ,其厚度偏差直接影 响到混凝土厚度 。 施 工时应控制保温板厚 度偏差 和两板 连接处 的高差 不得大于 2 m m。保温板尺寸不宜太小 , 应尽量大 , 并且板与板之间缝隙应尽可能减小 。由于混凝土受 冻可大大缩短其使用寿命, 因此 , 保温板应保持板 面完整无损 。 3 3 复合土工膜施工 复合土工膜铺设 时搭接宽度不应小 于 1 0 e m, 为保证 防水层整体质量 ,应尽量减少搭接次数 ,
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