机械化混凝土衬砌中的切缝施工

2011-04-10梁小孔山东省水利工程局

河南水利与南水北调 2011年12期

□梁小孔 □李淋（山东省水利工程局）

一、切缝的目的

在水利施工中，为了防止水向地下渗漏，采取对渠道边坡和渠底进行衬砌混凝土的措施来保证，在施工中根据设计要求每隔一定距离埋设泡沫板，防止混凝土在凝固后产生裂缝，由于施工面积一般不大，采用人工衬砌即可很快完成。现在进行的南水北调工程中，由于需要衬砌的面积非常大，质量要求也高，人工衬砌已不能满足要求，主要采取机械化混凝土衬砌。施工时衬砌机连续工作，混凝土衬砌面板一次成型，无法预埋泡沫板使混凝土自己释放收缩应力，在混凝土凝固后，如不进行及时切缝，会引起衬砌面板产生收缩裂缝，破坏衬砌面板的整体性，影响防渗效果。为了防止收缩裂缝的产生，需要人工对成型大面积混凝土面板进行切缝分块，让混凝土的应力人为地及时释放出来。

南水北调工程在设计中根据各地的地质情况的差别，衬砌厚度一般在8～15cm之间，并普遍采用在衬砌混凝土下面铺设一层土工膜来加强阻止渗漏。混凝土衬砌面板切缝分为通缝和半缝，通缝缝深为衬砌厚度减1cm，宽2cm；半缝缝深为衬砌厚度减3cm，宽1cm。由于施工时的各种原因，需要进行衬砌的衬砌基面不能完全符合要求，并且衬砌机行走时也会对衬砌厚度造成一定的影响，因此所成型的衬砌厚度和设计厚度有一定的差别，在切缝施工时既要保证切缝的深度，又要保证不切破混凝土下面的土工膜，还要保证切缝的效率和经济性。

二、切缝的质量控制

实际施工中，根据图纸设计要求，在需要切缝的位置先布设好控制桩，标示出需要切缝的位置。混凝土衬砌成型提浆工序完成以后，在需要切缝位置测出混凝土的实际厚度，并对测量数据做好记录，可根据现场情况来控制测控点密度，一般2～3m一个点就能达到控制目的。由于半缝位置的切缝深度比设计衬砌厚度差值相对较大，可只测切缝位置的衬砌厚度。切缝时，根据布设的控制桩在衬砌面板上用墨斗弹出切缝线，施工人员按缝线切缝，在记录的测控点用钢尺测出实际的切缝深度，并和记录的此控制点的混凝土厚度相比较，随时调节实际切缝深度偏差，就可以既保证切缝深度又能不切破混凝土下的土工膜。

衬砌机连续施工时，由于成型面积比较大，需要切割的缝也比较多，如按成型的先后顺序切割，由于机械、人员的合理性和经济性安排，可能会出现切缝速度跟不上衬砌成型速度的现象，进而影响施工速度，这时可采用先切割通缝后切割半缝的措施，也可达到防止裂缝的效果。

在切割顺水流方向的缝时，由于切割机要在坡面上顺水流方向行走（坡比一般在1∶1.5～1∶3），方向不好控制，容易向下滑动。施工时可采用槽钢制成托架（托架形式和尺寸可根据切割机的型号确定），用钢丝绳将托架固定在渠顶的桩上，切割机在槽钢槽内行走，调节钢丝绳的长度，使托架和要切割的缝平行。切割机锯片对准切缝线，切缝时有一人在渠顶用绳子向上适当拽拉切割机，防止其向坡下倾覆，此人随切割的速度行走，就能保证切缝的外观质量。

三、切缝的效率和经济性控制

混凝土凝固后，强度随着时间的推移而增大，强度的增大直接降低切缝的速度和增大锯片的磨损速度，使工作成本大大增加，既影响切缝的效率又影响经济性。但是如果在开始切缝时混凝土强度达不到一定值，切缝时就会产生毛边，影响衬砌面板的外观质量。

根据南水北调京石段S27标现场各种工况的切割试验对比，发现在混凝土强度达到5MPa左右时，即可在切缝时不产生毛边现象，并且切缝速度快，锯片的磨损较小。在正常天气、温度下，春秋季节在面板浇注36h、夏季24h后就能达到5MPa左右的强度，可以开始切缝。

在施工时，由于单片锯片厚度较薄，达不到设计切缝宽度，若采用几片锯片叠加达到切缝宽度，虽能达到切缝要求，但切缝阻力明显增大，不但降低了切缝速度，也增加了锯片的磨损。实际切缝时，可采取用双锯片中间垫垫块来解决，调节垫块宽度，以满足半缝和通缝的宽度。对于锯片中间部分不能直接用锯片切除的混凝土，在切缝时锯片可自身从缝内带出，局部由锯片带不出来的，可用人工剔除，这样既达到切缝效果，又有效的降低施工成本。

在切缝成型后，为了下一步的塞缝和注胶密封处理，对于缝内的残留物要及时冲洗干净。由于切缝时混凝土正处于强度增长阶段，切缝机锯片用水冷却，如不及时冲洗的话，缝内的残留物一段时间后仍会固化，有一定的强度，难于剔除，增加施工难度。