多功能混凝土置缝装置的研究与分析

纪风兰

（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，乌鲁木齐830000）

1 技术背景

长期以来，大面积薄壁现浇混凝土板块分隔缝的施工有2种：（1）人工浇筑混凝土的；通常采用跳仓浇筑、补仓预埋防水材料的方法施工，这种方法工程质量不稳定，施工强度大、进度慢，后期清缝需大量人工，导致劳动力成本高；（2）机械化衬砌混凝土的，多在养护期间适时采用切割机进行混凝土切割分缝。这种方法的弊端：（1）切缝时施工环境噪声污染严重；（2）切缝后产生灰浆杂物二次污染混凝土板面，因缝隙较小，密封灌缝前需大量人工清缝；（3）切缝深度不好把握，过深会破坏混凝土底部防渗土工膜，过浅易产生贯通性裂缝满足不了功能要求；（4）切缝时段正处于混凝土的养护期，需要对已覆盖的防渗膜卷起穿插施工，费时费工等[1]。

2 技术领域

多功能混凝土置缝机适用于基础建设施工领域，包括水库坝体面板、大型渠道护面工程、公路路面、机场跑道等工程中大面积薄板混凝土（5~50cm）；该装置能在薄壁混凝土的衬砌过程中完成分隔造缝、防渗材料置入的新型工艺技术设备。

3 研究目的

多功能混凝土置缝机在机械化衬砌机进行混凝土摊铺工序后，与衬砌机共同施工，依次完成分隔制缝防渗材料的同步施工。混凝土置缝机可在混凝土塑性阶段置入闭孔塑料板或橡胶止水密封条。在薄壁混凝土进入养护期后无切割穿插工序，在降低劳动强度的同时优化了工艺技术，极大地降低了伸缩缝和诱导缝的工程成本，提高了薄壁混凝土抗裂的能力，同时提高了工程质量。

4 研究内容

传统的机械化衬砌混凝土分隔缝施工是在混凝土达到的一定强度后，使用混凝土切割机来进行切割分块。而多功能混凝土置缝的研发却是反其道而行之，它是在混凝土塑性阶段，通过置缝机进行嵌入造缝，同时在分隔缝中置入聚乙烯闭孔塑料板（伸缩缝）或橡胶止水带（诱导缝），将传统工艺的切割机切缝、人工清缝、高压气流吹扫、填充闭孔塑料板4道工序合成1道工序，同步完成。本工艺设备制造简单、投入低廉，技术上容易实现。与传统的施工工艺比较，它颠覆了大面积薄壁混凝土分隔缝的施工理念，将带来薄壁混凝土分隔缝工艺技术的一场革命，对提高混凝土质量、遏制混凝土裂缝、改善渠道防渗能力提供了实现途径和技术支持。

5 实际效果

多功能混凝土置缝机的研发，改变了传统的混凝土伸缩缝，诱导缝的工艺技术理念，使得混凝土分割缝工艺技术产生了革命性的变化。把传统混凝土达到一定强度后，将“噪声较大的人工切割—大量密集的人工清缝—高压气流吹扫—质量难以控制的填充材料”4道工序整合，一次同步完成，避免了切割分缝的严重噪声污染，大大改善了施工环境；避免了以往切割刀片损坏频繁更换、清缝劳动人力大量投入、养护膜二次覆盖卷起，在养护过程中的混凝土二次暴露在阳光下产生裂缝的隐患等。

新的工艺极大地降低了伸缩缝、诱导缝的工程成本，减轻了劳动强度。多功能混凝土置缝机嵌入置缝时，因在混凝土初凝前具有良好的塑性，且置缝机嵌入深度、精度可调，同时是在有一定张拉应力状态下的部带埋设，确保了置缝直达混凝土底部的防渗土工膜或置入混凝土所需要的部位，同时因一次性完成浇筑和置缝埋设，在进入养护期后无穿插切割工序，使得混凝土贯通裂缝、干缩裂缝的控制得到革命性的改变。聚乙烯闭孔泡沫塑料板或橡胶止水密封带在嵌缝时置入混凝土内部，能够与混凝土的胶凝材料充分胶结成一体，加之闭孔塑料板材料本身有一定的防水性能，在混凝土分隔缝处形成了不透水的伸缩带，进一步提高了渠道的防渗抗渗能力。以往机械化混凝土衬砌速度受限于切缝的进度，现在摊铺造缝一次完成，可最大限度地发挥衬砌机的功效，推进整体工程进展和施工速度[2]。

6 具体实施方式

本文以某大型渠道采用混凝土衬砌机进行渠道边坡混凝土衬砌中使用此装置为例。渠道基本设计参数：胶结砂砾料垫层、两布一膜，10cm混凝土衬砌板，每6m设1道横向伸缩缝（必要时每2道伸缩缝之间设置1条诱导缝，其施工原理、工艺与纵向诱导缝施工相同），每3m沿纵向设置1道诱导缝为列。

6.1 横向诱导分缝

横向诱导分缝的施工工艺包括：（1）现场施工人员需开动置缝机，并诱导置缝总成与设计位置重合，并定位；（2）施工人员对置缝机工作进行辅助施工，并将分缝材料从振动刀架穿出，然后对于分缝材料的初始端进行有效固定；（3）开启置缝机中的振动电机与升降控制装置，施工人员则要诱导置缝总成向下振动移动，令刀架可以直接插入施工所需的混凝土深度。（4）移动置缝装置，并且在保证施工过程中连续不断的情况下将分缝材料植入到混凝土中，在植入同时，置缝机还可以将混凝土表面出的切缝进行恢复，并形成一条符合实际规定需求的横向诱导缝。

6.2 纵向诱导分缝

纵向诱导分缝的施工工艺包括：（1）施工人员需诱导置缝总成和材料卷筒一同旋转90°；（2）后续操作与上述横向诱导分缝相同，施工人员按照横向诱导分缝的实际流程进行施工便可。

6.3 多功能置缝机施工要点

多功能置缝机施工要点包括：

1）通过试验研究发现，相比较传统的衬砌收光抹面设备来说，多功能混凝土表面成型机为圆柱体形状，并且圆柱体表面还设置有多把抹刀，从而直接替代了传统的衬砌收光抹面设备。在实际施工过程中，混凝土表面成型机和混凝土表面接触只会呈现为一条线，而不再是进行挤压或者振捣工作，因此，并不会对已经置入混凝土的置缝材料的位置产生影响，从而提高了多功能置缝机的实际施工效果。

2）纵横向结构缝工序安排。以较为常用的闭孔塑料板置缝材料为例，多功能置缝机会先进行纵向的诱导分缝施工，然后将闭孔塑料板置入混凝土最为薄弱同时也最容易产生裂缝的底部位置，并且塑料板还要能够紧贴在防渗透膜之上。在完成这一工序后，施工人员还需要进行横向施工，完成横向伸缩缝的分缝工作。而在这一工序中，横向分缝必定会与纵向分缝出现一定的交叉点，对于该交叉点，施工人员需要将闭孔塑料板平行的置入其中，令其能够平倒在防渗透膜的表面。

6.4 实施效果

在采用多功能置缝机以后，将可以较好地完成构造缝和诱导缝的实际分缝工作，并且后续的置缝材料置入也能够取得良好的效果。并通过后期总结发现，置入材料后续使用有着止水效果好、寿命长的优点，因此，本设计值得在现实施工中进行应用。

7 结语

多功能渠道混凝土置缝机，实现了大平面混凝土塑性阶段的平面分格，从根本上解决了传统机械切缝所遇到的问题，颠覆了传统混凝土结构缝施工工艺。混凝土多功能置缝机的研发和使用，与传统工艺相比具有“速度快、质量好、成本低，环境污染少”的特点。