APP下载

南水北调中线穿黄工程南岸渠道机械化衬砌施工技术

2010-06-14中国水利水电第十一工程局

河南水利与南水北调 2010年9期
关键词:光机注胶切缝

□熊 燕(中国水利水电第十一工程局)

一、概述

南水北调中线穿黄工程南岸连接明渠总长4628.57m,起点为庙王公路与渠道相交处,终点与隧洞进口相接,全段均为挖方型渠道,挖方深度20~40m,在高程120、130、140布置了马道。渠道过水断面为梯形,位于120m以下,设计渠底宽度12.5m,边坡坡度1:2.25,渠道纵坡1/8000。

渠道衬砌结构自下而上为排水系统、砂砾石垫层、保温板、复合土工布和纤维混凝土板。渠道衬砌混凝土等级为C20W6F150,混凝土添加聚丙乙烯纤维,以增强抗裂能力。渠道边坡板厚10cm,横缝间距4m,缝宽1cm,通缝、半缝交错布置;纵缝间距4m,缝宽1cm,均为半缝。缝间填充聚乙烯泡沫塑料板,缝口填充聚硫密封胶。

二、机械化混凝土衬砌

由于渠道底面较宽、边坡较缓,采取机械化施工,能提高施工工效和工程质量,渠道衬砌机械化施工在南水北调中线总干渠中已有应用,并取得了一定经验,但对于纤维混凝土的施工还未有先例。

根据结构要求,综合面板防裂、设备性能等因素,衬砌分仓长度确定为24~32m,春秋季气温适宜,温差小,分仓长度可取上限。若气温偏高,温差大,分仓长度则取下限,并选择在晚间施工。

(一)施工流程

主要施工流程如下:设备进场→衬砌准备→混凝土配制运输→混凝土浇筑→养护→切缝→填缝。

(二)衬砌设备

衬砌机械施工设备的选配原则是“机械性能可靠,工作稳定高效,操作简便实用”,根据本工程渠道的坡长和坡度,选择的混凝土衬砌设备主要有水渠混凝土数字化自动摊铺设备(以下简称摊铺机)和水渠混凝土自动抹光设备(以下简称抹光机)。

1.摊铺机

摊铺机由主机架、主机架行走系统、输料系统、工作机架、工作机架行走系统、工作系统、数字化变频控制系统等部分组成,具有操作简单、可靠性高、故障率低等特点,混凝土布料均匀平整,振捣均匀密实,整平效果好,提浆丰富。主要技术参数见表1。

表1 摊铺机技术参数表

2.抹光机

抹光机由主机架、主机架行走系统、主机架升降系统、工作机架、工作机架牵引系统、工作系统、电气控制系统等部分组成,具有操作简单、维修方便、可靠性高等特点,工作后平整、光滑、无抹痕、无砂眼现象。主要技术参数见表2。

表2 抹光机技术参数表

(三)衬砌准备

1.模板安装

模板使用[10槽钢制作而成,槽钢外侧焊接φ16长方形钢筋框(0.3m×0.4m),钢筋框间距2m,上部压沙袋以固定槽钢。槽钢端部焊接φ20钢筋,相邻两槽钢连接时使用双向木楔子加固。

2.仓面清理

模板安装就位后,对仓面进行清理,预备浇筑混凝土。仓号清理主要由人工完成,大面积清理使用笤帚,局部污渍清理使用棉纱进行。

3.设备就位

开仓前,复测摊铺机轨道平面位置及高程,将误差控制在2mm以内。混凝土模板高程监测完毕后,将摊铺机运行至模板位置,开始下降工作架,到碾压辊与模板高程一致时停止,并设好限位高程装置。摊铺机的工作方式为自下向上,工作机架2m成一模,模与模之间有搭接,可根据仓位大小不同调节模块位置。

(四)混凝土配制及运输

1.混凝土拌合

混凝土由HZS60混凝土搅拌站拌合,混凝土搅拌时间按90s控制。砂、石的计量偏差应控制在±2%以内,水泥、掺合料(含聚丙烯纤维)、水、外加剂等材料的计量偏差应控制在±1%以内。混凝土出机口坍落度控制为6~7.5cm,入仓坍落度控制为5~6cm。当气候变化时,可微调用水量,维持入仓混凝土坍落度不变,保证衬砌混凝土机械化施工的工作性。

2.混凝土运输

混凝土采用搅拌车运输,拌和物从拌和楼出料到入仓的时间一般控制为30~45min,超出规范规定允许最长运输时间的混凝土做弃料处理。

(五)坡面混凝土浇筑

1.混凝土摊铺振压

摊铺机就位后试运转,检查设备的振捣系统、螺旋、碾压辊、皮带是否运行正常,工作机架高程确定合适后,启动一级上料皮带机和二级集料皮带机,洒水润滑。混凝土搅拌车通过上料皮带进行下料,并根据分料情况行走工作机架。摊铺机工作机架的行走速度对混凝土振碾效果影响较大,初期控制为3m/min,并根据现场观察调整。

混凝土摊铺注意事项如下:下料顺序从下到上沿衬砌机前进方向进行;输送皮带上的料量分布需保持均匀,同时避免搅拌车出料口及皮带机受料口堵料;下料应与振动碾压速度相适应,既不能堆积过多的混凝土料,也要避免振捣棒因缺料而出现空振;工作机架保持匀速连续工作,行走速度控制在容许范围内,并结合现场布料进行调整,确保振捣效果。

2.混凝土提浆

混凝土提浆使用抹光机完成,其开始时间与环境温度及摊铺宽度有关,一般可在混凝土摊铺宽度超过4m,且滞后摊铺1~1.5h后实施。若环境温度较高,则提前启动提浆作业。提浆自下而上进行,一般需2~3遍,依次进行。抹光机的适宜高度以刚接触到混凝土表面为好,在向下放抹光机时,应边转动抹盘边向下降落。抹光机配置2个抹盘同时作业,抹盘直径1.5m,工作时需叠压0.2~0.3m,工作机架行走速度控制为6m/min为宜。

3.收面压光

混凝土接近初凝时,可用手轻压,如表面发硬、但稍有痕印时,便可及时进行压光处理,消除表面气泡,使混凝土表面平整、光滑无抹痕。由于聚丙烯纤维能保持水分,泌水速度减缓,因此收面工序应较普通混凝土适当推后。收面压光先由人工用铁抹子收一遍,然后将抹面机的抹盘卸掉,露出上方的树脂叶片,使用叶片压光1~2遍,之后人工收面1遍。收面时,抹子应相互叠压,消除抹痕。

(六)气候选择

渠道衬砌混凝土具有外露面积大,板块薄,受外界气候、温度变化影响大等特点,需选择适宜的气候条件,具体要求如下:

风力达到4级及以上时不应安排浇筑;风力达到3级时宜推迟开仓时间,或浇筑后及时覆盖土工布养护,日洒水4遍。

主汛期(7~8月)原则上不安排渠道衬砌施工;若在浇筑过程中遇中雨以上天气,应立即停止进料,已入仓混凝土马上遮雨覆盖,并防止马道上雨水流入,不得新开混凝土浇筑仓面,也不得带雨进行抹面压光作业。

当现场气温〉30℃时,宜避开中午施工,优先选择傍晚或夜间施工,并采用添加缓凝剂、控制水温等措施;当现场气温超过35℃时,应停止施工。当日均气温连续5d稳定在5℃以下,或现场最低气温在0℃以下时,应采取热水拌合等措施,以保证混凝土拌合物的入仓温度≥5℃;当日均气温〈5℃时,应停止施工。

(七)混凝土养护

衬砌混凝土养护期为28d。坡面混凝土洒水后,用塑料薄膜封闭覆盖,可在板面上形成较多水珠,满足混凝土养护要求。养护期间,塑料薄膜应贴紧混凝土板面,边角覆土或用沙袋压牢,并经常检查。环境温度〈0℃时,采取蓄热养护,在混凝土板面上覆盖1层塑料薄膜后,再覆盖2层棉毡。

(八)切缝与填缝

1.切缝时间

切缝施工宜在衬砌混凝土抗压强度为1~5MPa时进行,根据类似工程经验,切缝时间控制在混凝土浇筑后的200~300(℃·h)时比较好。渠道衬砌主要在春秋季进行,环境平均温度一般为15℃,可在收仓后16~24h内开始切割,并在24h内完成。若气温较高,可在收仓后10~12h开始切割。

2.切缝

采用切缝机进行切缝施工,切缝前,先在混凝土板上用墨线弹出伸缩缝的位置,通缝、半缝应分别标出并加以明显区分。原则上按照先通缝、后半缝,先横缝、后纵缝的切割顺序施工,宜首先从面板下部纵缝开始。切缝前,应根据设计缝深调整刀片,确保不损伤到混凝土板下的复合土工膜。

3.清缝

清缝一般在混凝土养护期结束后实施,清缝前应检查伸缩缝的深度和宽度,伸缩缝应底部平坦、宽度均匀一致,对深度不符合设计要求的应做补切缝处理。采用吹风机清除缝内的浮浆、碎碴等杂质,之后使用吹风机将缝内水滴吹净,等待缝面自然晾干。

4.填缝

将聚乙烯闭孔泡沫板切割成设计要求的形状,轻轻塞入缝内,之后使用月牙形木条将其压入缝底,保证缝表面有2cm的空余深度,用于填充密封胶。

聚硫密封胶为双组分材料,注胶前先在清理干净的基面上均匀刷双组分底涂,待底涂完全固化后开始注胶。注胶使用专用枪,自下而上均匀注入,缝面应用刮刀压紧刮平,确保注胶饱满。注胶后应及时检查,如有凹凸不平、气泡、粗糙外溢、表面脱胶、下垂等现象应修补整齐。为保证缝面均一美观,注胶前先用纸质胶带在缝两侧贴出两条线,以防污染基面,注胶完成后,再将胶带揭除。缝面用塑料布遮盖,避免密封胶固化前,雨水浸入缝内。

三、质量管理要点

第一,原材料严格执行进场报验制度,进场后未经检验或检验不合格,不能使用。第二,混凝土厚度应满足设计要求,切缝时间应适宜,避免出现板面裂缝。第三,混凝土严格按配比拌制,确保不结团,不分离离析,不合格料不入仓。第四,混凝土浇筑一般在黄昏和早上进行,气温高于30℃不能开仓,冬雨季暂停施工。第五,混凝土施工人员入仓前将鞋冲干净,各种施工设备入仓前也要冲洗干净,以免污染仓号。第六,混凝土切缝起止时间要严格控制,避免混凝土拉裂。伸缩缝灌注前应认真清缝,保证填缝材料良好的粘结力。

四、结语

通过检测结果来看,机械化施工的纤维混凝土可以满足质量要求,在施工过程中取得了一定经验,也暴露出一些不足:一是因纤维的分散性及与混凝土粘合性将影响混凝土整体强度,因此纤维混凝土入仓后的振捣时间应适当延长。二是由于纤维混凝土中纤维体积较小且重量轻,在经过提浆后,多浮于混凝土表面,因此收面过程也需要适当延长,以保证外观质量和表面糙率。三是机械化施工辅以人工振捣、抹面,保证了混凝土密实和表面质量。四是机械化施工在自动化程度上、各工序衔接配合、现场质量检测等方面有待进一步提高。

[1]南水北调中线一期穿黄工程渠道衬砌施工技术要求[R].黄河勘测设计有限公司,2010.

[2]孙卫军,肖万格,左丽.南水北调中线京石段应急供水工程渠道衬砌特点及施工要求[J].南水北调与水利科技,2008.

猜你喜欢

光机注胶切缝
基于在线测量技术的光机部件加工精度控制研究
猜猜Ta是谁
切缝药包爆破损伤特性的模拟分析
假如我有时光机
YAG激光切割不锈钢切缝宽度影响因素分析
“六一”时光机
小心买到注胶虾
橡胶芯注胶连接装置及其连接方法
小心买到注胶虾
磁场辅助慢走丝线切割加工参数对切缝宽度的影响