马骏

摘要：本文从引水工程渠道坡面砼衬砌、渠底砼衬砌、砼接缝防水处理、渠道衬砌台车设计与施工技术等几个方面，对渠道砼衬砌台车设计与施工进行详细的探讨与论述，并总结出一套：施工速度快、施工成本低、便于工人掌握和采用的台车与施工方法。

Abstract： From the channel slope concrete lining， channel bottom concrete lining， concrete joint waterproofing treatment， channel lining trolley design， construction technology and other several aspects of water diversion project， this paper discusses the design and construction of the channel concrete lining trolley in detail. A set of trolley and construction method with fast construction speed， low construction cost and easy usage is summed up.

关键词：渠道砼衬砌；台车设计；施工

Key words： channel concrete lining；trolley design；construction

中图分类号：TV732.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）35-0150-02

0 引言

渠道衬砌通常以每道伸缩缝为一个衬砌循环，且面积较大、坡度陡，用人工衬砌，投入量人力资源大、效率低、质量工期无法保证、不能满足施工效益要求；为克服以上困难，本项目根据隧道衬砌台车设计原理，设计出适合渠道施工的衬砌台车，克服掉以上各种困难，取得较好的效益。

1 渠道衬砌结构形式

渠道结构形式大都为梯形断面，内坡坡度跟渠道的深浅有关：一般是1：1.5～1：2之间，砼衬砌厚度根据渠道深浅设计为10cm或20cm等；渠道土石方开挖成型后，因坡面凹凸不平，设计3cm厚的M10砂浆找平，然后铺设防水土工膜，土工膜以上才是渠道砼衬砌施工，衬砌砼设计标号一般为C20，砼存在热胀冷缩，因此必须设置伸缩缝，一般6～10m一道（全断面），伸缩缝内用1cm厚的闭孔泡沫塑料或其它可塑防渗水性材料填充；对于非伸缩缝位置的施工缝，可根据防渗要求设置止水带（一般情况设计有要求）。

2 渠道衬砌台车设计方案

2.1 设计目的

渠道衬砌通常以每道伸缩缝为一衬砌循环，且面积较大、坡度陡，如果用人工衬砌，将投入大量的人力资源、施工效率还很低、施工质量不稳定、工期无法保障、更不能满足承包商的施工效益要求；为克服以上困难，必须采用机械化施工方案解决。根据隧道衬砌台车设计原理及单位多年的砼工程施工经验，设计出适合渠道施工的衬砌台车，克服掉人工衬砌所面临的各种困难，并通过施工的高效率给施工队伍带来比较好的效益。

2.2 台车图纸设计及材料使用和成本情况

①渠道衬砌台车断面图（基本断面示意图及标注如下）。

②台车加工制作所用材料：台车必须要坚固，且要有一定的自重，加工制作时所用钢板为8mm～10mm厚、工字钢为Ⅰ20A型、槽钢为20cm以上型，所有的支撑、连接杆件要有很好的刚度，采用ф100mm以上型、连接螺栓用ф32mm以上型，行走轨道采用铁路运输所用的钢轨即可（下铺枕木）。

③台车加工制作成本：台车结构形式简单，加工制作难度不大，因此自购材料，聘请焊工自行加工制作（注意：钢板切割要用粒子切割机）。根据设计图纸及渠道断面估算，台车自重在35t左右，再计上人工费和小型机具费，加工制作一台台车成本在22万～25万之间。

2.3 本项目的衬砌台车与专用的渠道衬砌机械的应用比较

本设计所用衬砌台车与专用的渠道衬砌机械均能用于梯形渠道衬砌施工，不同在于专用衬砌机为全机械化施工设备，价格昂贵，每台衬砌机械在300万左右，施工人员采用其方法稍有困难，还需要有经过专门培训的熟练操作手，在平原地带使用更能体现其工作效率和价值；而本项目设计的衬砌台车属于半机械化施工，在施工中虽然需要砼泵车或串筒及高频附着式振捣器等设备配合，但其价格便宜、操作简单，一般工人经指导均能掌握使用方法，且在山区、丘陵地带使用更能体现其利用价值，在平原地带，工期紧张时可多加工制作几台分段、分班组同时衬砌施工，昂贵的专用衬砌机械则不能随意增加其数量。根据使用情况：专用衬砌机械每月衬砌量正常情况为540m/台，本项目设计的衬砌台车每月的衬砌量正常为300m/台。

2.4 衬砌台车的应用效果

本文以中国华能新疆别迭里水电站引水工程为例说明：该项目Ⅰ标、Ⅱ标、Ⅳ标所辖施工范围地势平缓，引水渠道为各标主要工程量；我们单位承建的是Ⅲ标，主要包括一个隧洞和部分渠道工程，地处山地。Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ标各购置了一台专用衬砌机械，虽能够按期完成施工任务，但砼衬砌外观质量不是很理想、施工中机械故障频繁；而我Ⅲ标段自制的衬砌台车，施工进展顺利，衬砌外观质量有保证，并提前工期完成施工任务，还将台车租借给其它标段使用，同时在业主公司的多次质量、安全、进度评比中获得嘉奖。

3 使用衬砌台车的施工技术

3.1 施工准备

渠道衬砌前必须做好前期准备工作，方能顺利、有序的展开衬砌施工，本项目主要从以下几个方面作了准备工作：

首先是砼配合比的设计，渠道衬砌砼虽是强度等级不高，但其抗渗、抗冻要求等级高，因此对砼原材的选择使用上，有更高的要求。水泥：用标号425的普通硅酸盐水泥，且需同一厂家采购，以保证砼外观色泽一致；砂：最好用洁净的天然河砂、等级为中砂、细度模数控制在2.3～3.0之间，含泥量小于3%、含水量小于4%；碎石：采用质地坚硬、清洁、级配良好，级配范围10～30mm，且针片状含量小于10%、含泥量小于1.5%；外加剂：砼具有抗渗、抗冻指标，其配合比设计时必须掺入外加剂，PC-2型引气剂或M型减水剂均可使用，配合比坍落度控制在140mm～180mm内，以保证砼的和易性和流动性。

其次是渠道土石方开挖断面的修整：渠道衬砌采用先坡面后渠底的施工顺序，用全站仪和水准仪放出渠道坡顶、坡脚线和设计标高位置，然后进行挂线人工修整，放样线形误差范围在±5mm内、高程误差在±10mm内，在将坡面整修平整的同时，渠底必须按设计纵坡整平，平整度允许偏差±5mm，以便衬砌台车行走轨道的安装和保证台车行走安全；衬砌施工放样：渠道结构防水土工膜铺设完成后，进行精确施工放样，放出渠道衬砌外沿坡顶和坡脚线，确定台车模板定位，放样误差纵向为±10mm、横向为±20mm。其它准备工作和事项按施工组织设计要求严格、认真、提前准备到位。

3.2 衬砌台车安装、架设

安装程序：测量放线—铺设枕木—安装轨道—组装衬砌台车—调试—使用。在精确放样后，按放样线路铺设枕木、精准安装、固定轨道，然后吊车配合组装事先加工好的台车部件和配件，并精确定位；调试过程中，检查高频振捣器是否正常、砼放料窗口开合是否合适、支撑杆件是否牢固、连接螺丝是否紧扣、关键是结构尺寸是否符合设计等，无任何问题后报批同意，开始使用，进行大规模的砼衬砌施工。

3.3 渠道衬砌施工

台车需对称的在渠底做地锚斜拉两侧模板，防止砼浇筑时台车上浮；然后按设计安装好止水带及伸缩缝处理材料。砼采用集中拌和，严格按设计配合比调整施工配合比拌料，并控制好坍落度，砼罐车运输至浇筑位置，用泵车泵送砼，从模板预留窗口泵入，泵送砼在拌和时必须按要求掺入泵送剂，砼进舱前必须喷水雾，让土工膜受潮，保证砼与土工膜结合良好。砼进舱后必须分层浇筑，分层厚度在30～50cm之间，然后用高频附着式振捣器振捣20s左右，同时要保证对称、连续浇筑完成，在浇筑过程中要时常观察台车状况，看有何异常，便于及时处理。

3.4 脱模养生

砼脱模时间以砼终凝后不损坏成品砼为宜，经验控制为12小时以后（非冬施条件下）脱模；脱模后及时洒水用塑料薄膜覆盖养护或通水管做喷淋养护，养护事间控制在不少于14天为宜。

3.5 施工中的注意事项

①砼自下而上浇筑；

②止水带安装必须牢固，防止砼浇筑过程中被砼挤跑偏；

③两侧伸缩缝位置需用1cm厚的竹胶板堵严实，不得漏浆、变形；

④坡脚必须封闭严实，防止漏浆和砼大量漏出挤压台车，导致台车上浮；

⑤模板的进料窗口布置按自下而上水平高度1m、纵向1.5m间距布置；

⑥高频附着式振捣器按1～1.5m间距梅花形布置；

⑦脱模后若砼外观出现较多气泡，下一模浇筑时需适当加长振捣时间；

⑧砼表面严禁修饰。

4 结束语

本项目渠道衬砌台车的设计及应用技术验证了其施工产品质量符合设计及规范要求，满足业主的建设意图和工期要求，更能节约施工成本，给施工单位带来更大的经济效益，该渠道衬砌台车施工技术值得在类似项目中推广和得到广泛的应用。当然，此设计及施工技术只能应用于梯形渠道衬砌，不尽完美，还需在今后的工程施工中不断的完善和改进；再者，就其台车本身属于半机械化施工设备，还需在机械化程度上改进和完善。

参考文献：

[1]李绍锋.新中梁山隧道大跨可调断面衬砌台车设计与应用[J].铁道建筑技术，2014（07）.

[2]戴保民，陈炳祥，赵胜利.大跨度变截面衬砌台车设计、制造与应用[J].西部探矿工程，2003（07）.

[3]邓满林.变截面隧道衬砌台车设计与使用[J].山西建筑，2008（01）.