水利工程渠道衬砌施工技术探讨.pdf
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1、城建与规划136城市情报 2023 年 5 月第 10 期 CityInformationIssue10May2023水利工程渠道衬砌施工技术探讨齐心悦北京市京密引水管理处101400【摘要】通过后续在渠道工程建设过程中,对新装置和新型工艺的使用,验证了该工艺具有可靠性,施工方便、快捷,适用于多种复杂地形的施工,发挥了显著的经济效益和生态效益。渠道衬砌是水利工程中的一项关键施工技术,在保障通水安全、延长工程使用寿命、防渗截渗方面发挥着积极作用,施工质量直接影响渠道的输水能力。为推动渠道衬砌施工的规范化、标准化发展,技术人员必须掌握渠道衬砌施工工艺流程与操作要点,最大程度消除外部因素对渠道衬砌质
2、量造成的干扰,使渠道衬砌结构发挥出应有的功能作用。【关键词】水利工程;渠道衬砌;铺设【中图分类号】TV553.【文献标识码】A1 工艺流程及要点1.1 场基处理在正式施工前,组织开展现场地质勘察工作,掌握工程现场的水文地质条件,了解地质结构,检查是否存在软土地基等不良地质问题,对现场基础结构进行预先性处理,如采取换填法、排水固结法、强夯法等技术来处理软土地基,避免在水利工程使用期间出现地基不均匀沉降、渠道衬砌结构断裂变形等质量问题。随后,清除场地中的地面植被与分布的障碍物,将植被清理范围设定为包含主体施工区与最大开挖线向外延伸 5m 处,对场地进行平整压实处理,确保基础结构的平整度与密实度达到
3、施工标准,为后续渠道衬砌施工营造良好环境。在场基处理完毕后,使用挖掘机等设备,对渠道开展粗削坡作业,采取反铲方式,从下至上从渠道底部至坡顶依次摊铺砂砾料,使用平板振动夯设备对砂砾垫层进行夯实处理,在坡脚、坡面、坡肩等部位设置一定数量的控制桩,用于分割渠坡。1.2 铺设保温板考虑到在混凝土浇筑与凝结硬化期间会释放大量的水化热,致使混凝土砌块内外形成温度阶梯与产生横向拉应力,容易在衬砌结构中形成裂缝,进而影响到衬砌结构的防渗效果。因此,为预防这一问题的出现,在渠道削坡结束与混凝土衬砌施工前,必须在渠道结构中铺设保温板,将保温板与坡面保持紧密贴合状态,起到控制混凝土内外温差的作用。在保温板铺设环节,
4、提前对渠道基层进行整平处理,压实凸起部位,使用粗砂等材料将基层凹陷部位填平。随后,按顺序均匀铺设保温板,使用长度为 10cm 的竹纤将保温板固定连接。1.3 铺设复合土工膜在安装模板前,在渠道进出口部位铺设复合土工膜材料,提前对基础面处理情况进行检查验收,清理基础面上分布的杂物与灰尘积水,对铺设面进行整平处理。随后,对土工膜进行搭接处理,将搭接长度保持在 10cm 以上,将相邻两幅土工膜的横缝错开宽度设定在 0.5m 内,尽可量在渠道内铺设大尺寸土工膜,以此来控制接缝数量,改善防水效果。最后,对所铺设复合土工膜进行焊接连接,可采取热熔焊法进行双缝焊接处理,提前清理粘接面上附着的灰尘杂质,同步开
5、展土工膜铺设与压实作业,避免铺设质量受到风力等自然因素影响。1.4 模板施工首先,在模板安装环节,根据工程现场情况与工艺技术要求,合理选择模板类型,如定型钢模板、组合式钢模板、铝模板、木模板等,其中,木模板适用于不具备钢模拼装条件的复杂结构部位。随后,在渠坡衬砌施工期间,提前设置面板横缝位置线、底面线与顶面线,依次安装侧模板与端头模板,在模板内加焊钢筋,在模板背面焊接长度在 0.5m 左右的长钢筋起到固定作用。而在渠底衬砌施工期间,可选择使用 14 号槽钢作为模板板材,在模板底部加焊钢筋,在背面压设一定数量与重量的砂袋进行固定,在横纵通缝部位逐仓浇筑混凝土。最后,对模板安装质量进行检查,测量模
6、板位置、垂直度、平整度是否达标,清除模板内部积水与附着的灰尘污渍,在壁面均匀涂刷脱模剂。其次,在混凝土施工完毕后,定期对混凝土试块强度进行检测,在确定试块强度达标后,即可拆除模板,明确拆模顺序,禁止出现野蛮拆模行为,清理模板表面残留砂浆,将模板与配件分类堆置,留待后用。1.5 混凝土衬砌施工在混凝土衬砌施工环节,首先,根据现场情况与工期要求,选择采取机械衬砌方式或是人工衬砌方式。其中,机械衬砌是使用衬砌机与布料机等设备,提前对衬砌机的高程与架坡比进行调整,通过作者简介:齐心悦,北京市京密引水管理处,研究方向:水利工程施工。城建与规划137城市情报 2023 年 5 月第 10 期 CityIn
7、formationIssue10May2023进料口持续在渠道衬砌面均匀摊铺混凝土,开展混凝土振捣作业,使用振动成型机以此进行提浆、整平、压实操作。而人工衬砌则是通过滑模浇筑混凝土,设置硫槽装置,通过溜槽将混凝土浇筑至仓内,待混凝土面达到设计标高后,拆除多余溜槽,使用振动器沿坡插入开展振捣作业。其次,待混凝土浇筑完毕后,开展振捣作业,严格控制振捣顺序、各振点留振时间、振捣力度,待混凝土表面无气泡持续冒出后,结束振捣作业。再次,对混凝土表面进行压面修正处理,依次开展粗抹与精抹作业,在渠道半缝部位切缝,在缝内设置闭孔塑料板与填充聚硫密封胶。最后,开展养护作业,在混凝土表面覆盖塑料薄膜,定期在表面淋
8、洒水分或喷涂养护液,对混凝土内外温度进行测量,必要时采取温控措施,将温差控制在 25内。2 衬砌温度及温度徐变应力分布规律顶拱二衬中心点处温度与底板二衬中心点处温度量值及规律相近。二衬后混凝土一般经历了水化热温升带来的短暂压应力增长、温降初期的压应力减小、温降中后期的拉应力产生及增长直至趋于平稳的发展过程。运行初期,衬砌混凝土应力主要受通水水温影响,随着混凝土温度达到水温温度,衬砌内拉应力趋于平稳并缓慢降低。计算并比较不同浇筑温度、不同通水水温、不同自生体积变形的温度应力。计算结果显示,通水水温为 5时,底板中心应力达到 2.5MPa,通水温度每升高 5,应力约减小 1.0MPa,可见通水水温
9、对温度应力影响显著。计算结果显示,外掺 3%氧化镁膨胀抗裂剂混凝土拉应力比未掺加的减小约 1.0MPa,氧化镁膨胀抗裂剂补偿温度应力效果明显,自生体积变形对温度应力影响显著。顶拱二衬混凝土中心点温度徐变应力与底板二衬混凝土中心点处温度徐变应力量值及规律相近。综上,浇筑温度对温度应力影响差别不大,施工期的水化热温升与内表温差、自生体积变形及通水水温对隧洞衬砌应力影响较大。3 裂缝原因分析施工期水化热温升及内表温差对温度徐变应力影响上述隧洞混凝土衬砌有限元温度徐变应力仿真计算结果显示,施工期最高温度 35,洞内环境温度 14,内表温差 21,施工初期二次衬砌后 24h 混凝土温升阶段由于时间短,混
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