浅谈混凝土衬砌机在大坝混凝土施工应用中的质量控制

张 锐

（甘肃省张掖市水务局水利水电工程质量监督站，甘肃张掖734000）

1 工程概况

白石崖水库工程位于山丹县白石崖渠首下游约11 km处，距山丹县城约85 km。水库总库容482万m3，兴利库容450万m3，属小（1）型Ⅳ等工程。水库大坝坝型为砂砾石坝壳土工膜斜墙坝，坝线长度2 581 m，坝顶宽度5 m，坝顶高程2 963.98 m，由东坝、西坝、南坝、北坝合围而成，最大坝高15.83 m；库底高程2 948.15～2 951.08 m，斜坡长最长为42.62 m。水库大坝坝坡坡面采用C25砼浇筑，抗冻标号F250，抗渗标号W4，水库采用复合土工膜防渗，M7.5砂浆保护层，砼护坡浇筑在砂浆保护层上作为面层。

2 施工组织机构及施工计划

施工单位现场成立了现浇砼护坡施工项目小组，主要生产机械有90型砼拌和站1台，60型砼拌和站1台。运输机械：砼泵车（10 m3）1辆，砼搅拌车（10 m3）6辆。施工机械：坡面衬砌机（PMCQ-B800）1台，坡面抹光机（PMMG6-D1200）1台，坡面人工抹面平台2套，坡面切缝机（HX11kW-400）1台，操作人员及配合人员辅助作业。大坝现浇砼护坡厚度为20 cm，所需用C25砼23 591 m3，每天完成砼护坡浇筑C25砼232.9 m3，102 d完成浇筑。根据施工进度及完成情况计算，在浇筑砼护坡前3 d要求拌和站原料准备充足，浇筑砼护坡时能及时供应。

3 混凝土施工方案

3.1 施工准备

该工程使用的坡面衬砌机、坡面抹光机、坡面人工抹面平台、坡面切缝机需要大坝东西坡面长度为35.22～42.14 m，坡度为1∶2.5，施工道路宽度大于7 m，最大坝体高度为15.83 m。为方便坡面衬砌机的架设，需将水库北坝库底整平为同一高程，东、西、南面坝底整平至库底高程，铺设坡面衬砌机所需轨道等设备[1]。

3.2 工艺流程

砂浆保护层冲洗→坡面衬砌机铺筑混凝土→坡面抹光机抹平→坡面人工抹面→坡面切缝机切缝→养护。

3.3 坡面衬砌机组成及工作原理

3.3.1 坡面衬砌机组成 白石崖水库最大坝高15.83 m，斜坡长最长42.62 m，水库大坝坡面断面尺寸较大，斜坡施工难度较高，坝体高度较高。坝坡混凝土衬砌施工时为大面积仓号连接施工，考虑到安全质量和工期等因素，水库大坝坡面混凝土采用衬砌机施工。本次使用的坡面衬砌机（PMCQ-B800）主要由衬砌机主体、行走系统、升降调坡系统、布料系统、衬砌系统、安全操作系统6部分组成。衬砌机主体为一个大跨度的钢构桁架，利用桁架做布料平台和轨道，通过安装在桁架上的上下结构小车，分别完成前坝坡混凝土的布料、摊铺、振捣和整平[2]。

3.3.2 衬砌机施工原理 在混凝土衬砌机使用的过程中，以大跨度的钢结构桁架为主体，安装行走装置在钢结构桁架上，主体分别有上、下2个行走小车，小车以桁架龙骨作为轨道，并自带行走装置。在施工过程中，需要把衬砌机上安装在桁架上，对于主梁上部的小车而言，需要在小车上装上挡板刮料、下料斗等，对于主梁下部的小车，需要装搅笼、振捣箱等材料，上下2个小车工作互不影响。在施工过程中，衬砌机可一次满足混凝土摊铺、振捣、碾压整平等施工工序，与人工滑模施工工艺比较，大大减少了用工人数，降低了安全风险系数，提高了混凝土的运输效率，保证了混凝土浇筑的质量，避免了混凝土在布料、碾压、振捣过程中的质量通病等问题。衬砌机的主要性能指标见表1。

表1 衬砌机的主要性能指标

3.4 混凝土衬砌质量控制

3.4.1 施工质量管理控制 施工单位严格按照“三检制”要求开展自检，监理单位严格履行监理职责，根据混凝土衬砌的情况，按照旁站监理制度、总监巡查制度，严格规范控制混凝土浇筑工序/单元工程的开仓报验。

3.4.2 原材料检验检测 项目在建设过程中，项目法人、施工单位、监理单位均委托有资质的检测单位在施工过程中进行检测。在混凝土拌和和浇筑前，由业主代表、现场监理及施工单位委托的检测单位分别对水泥、砂石等原材料和混凝土试样进行取样，根据三方委托的检测单位出具的检测报告核对混凝土各项指标是否满足要求。

3.4.3 混凝土运输过程控制 混凝土在运输过程中容易出现离析和坍落度损失现象，为保证混凝土质量，在施工过程中要求在工地场内确保混凝土运输道路畅通、平整，在混凝土的运输及搅拌中，需要在卸料前搅拌1 min，并将卸料的落差控制在2 m以内，避免混凝土在运输中发生漏料问题，提高混凝土运输过程控制的整体效果。需要注意的是，在混凝土运输之前，一定要清洗罐车，严禁运输中途加水，运输结束后要及时冲刷运输罐的进出口，避免混凝土残留问题的出现[3]。

3.4.4 混凝土衬砌 一是混凝土衬砌过程中需要保证小车均匀、连续工作。一般情况下，需要将小车的运行速度控制在3～6 m/min，以便有效提高材料的振捣效果。二是在混凝土衬砌中，现场施工人员要时常检查衬砌小车的振捣情况，若施工过程中遇到麻面以及蜂窝问题，一定要进行材料的重新振捣，以提高混凝土的平整性，避免材料振捣不足以及过度振捣的问题。三是混凝土衬砌中要时刻保持振捣箱材料搅拌的均匀性，并对摊铺笼进行合理控制，在材料进入到弯道时要调整轨道位置，以提高设备运行效率。四是如果在混凝土衬砌中出现设备停止运行的状态，操作人员一定要及时解除电控操作装置，通过升降设备的方法，使衬砌设备离开工作面，清洁衬砌机上的混凝土残渣，并对机械进行保养。需要注意的是，如果混凝土衬砌系统发生故障，需要停止材料的拌和，并选择人工浇筑的方法，通过对布设位置的重新振动、压光处理等，避免混凝土裂缝问题的出现，以便有效提高混凝土工程项目的施工效果。

3.4.5 抹面压光 在混凝土衬砌成型之后，需要做到以下方面：一是在混凝土初凝之前，要进行第一次抹面压光；二是在混凝土初凝后，利用人工压光的方法落实第二遍磨平处理；三是在混凝土终凝前进行第三遍压光，该种工艺处理中，需要保证混凝土面的压平、压实、压光。通过多次抹面压光，可以提高混凝土的外观质量和平整度，满足混凝土工程项目的施工管理要求。

3.4.6 混凝土伸缩缝施工 该工程混凝土坡面设置伸缩缝宽度为20 mm，每仓尺寸为4 m×5 m。在对斜坡切缝处理中，应保持先横切缝、后纵切缝的方法，通过这种切缝工艺方案的协调，在混凝土强度达到1～5 MPa时，提高混凝土施工工艺的标准性。整个过程中一定要避免大面积混凝土施工的问题，通过混凝土结构的调整或优化以及施工方案的调整，避免工程裂缝的出现。

3.4.7 混凝土养护 结合工程项目的特点，在混凝土养护中，施工单位应采用遮阴网覆盖的养护方法，通过这种方法的利用，可以控制混凝土水分蒸发。在混凝土终凝之后，通过快速的遮阴处理，提高混凝土的养护效果。应该注意的是，若混凝土工程施工处于炎热季节，一定要定期洒水，工程项目上避免堆放杂物，并将养护的时间保持在14 d，设定警示标志，避免碾压以及踩踏问题的出现，提高混凝土养护及处理的效果。

4 结语

采用混凝土衬砌机衬砌大坝混凝土坡面，大大减少了人工投入，提高了施工效率，施工工艺程序化，操作简单，相比以往采用人工滑模施工，不仅加快了工程进度，减少了安全隐患，而且更利于对大坝混凝土施工的质量控制。