渠道混凝土衬砌施工技术

中铁十三局集团有限公司哈达山水利枢纽工程[A-13]标段项目经理部渠道混凝土衬砌施工技术编制：项目总工师2011年12月20日哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段一、工程概况—工程简介哈达山水利枢纽输水干渠土建工程[A-13]标段，施工起止桩号：20+600～28+200，渠道长度7.6Km，为半挖半填渠段。渠道设计底宽50m，渠底高程135.54m～135.58m，设计纵坡1/25000，渠内设计水位139.2m～138.8m。渠道过水断面型式为倒梯形，渠道迎水坡为1：2.5，坡面采用PP纤维混凝土衬砌，工程量19950m3，衬砌厚度10cm，坡面防护由下至上分别为聚氨酯保温板、一布一膜、PP纤维混凝土；渠道背水坡为1：2，采用草皮防护。渠顶高程为140.4～140.0m，左右均设有伴渠路面，左侧为混凝土路面，路宽4.5m；右侧为砂石路面，路宽3.5m。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段二、设计技术要求渠道混凝土衬砌设计要求渠道过水断面型式为倒梯形，坡度系数1：2.5，采用PP纤维混凝土衬砌，厚度10cm，下部铺设防渗膜及聚氨酯保温板。为满足混凝土衬砌沉降变形要求及冻胀要求，混凝土衬砌板纵向分缝为（垂直水流向）：坡面及脚槽每隔6m设一道通缝，缝宽2cm，每2m设一道半缝，半缝缝宽1cm；横向分缝为（顺水流向）：每2m设一道半缝，半缝缝宽1cm。通缝缝内上部采用1.5cm聚硫密封胶止水，下部8.5cm为聚乙烯泡沫分缝板。半缝缝内上部采用1.5cm聚硫密封胶止水，下部7.5cm为聚乙烯泡沫分缝板。防渗铺设的复合土工膜为500g/m2，防冻胀铺设的聚氨酯保温板阴坡厚度为6cm，阳坡为5cm。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程施工工艺流程测量放样→坡面整形→保温板铺设→防渗膜铺设及焊接→模板支设→衬砌机布料→混凝土振捣→混凝土抹面压光→混凝土养护→混凝土切缝→填缝嵌缝其中主要工序为:坡面整形、保温板铺设、防渗膜铺设及焊接、衬砌机布料、混凝土振捣、混凝土抹面压光、混凝土切缝等。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程图1：施工工艺流程框图哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段测量放样坡面整形保温板铺设土工膜铺设及焊接混凝土搅拌运输模板支设衬砌机布料衬砌机安装调试混凝土振捣、滚压混凝土抹面压光混凝土养护混凝土切缝填缝嵌缝缝面清理填料配置三、衬砌施工工艺流程坡面整形渠道坡面清理整形之前，要按照设计要求严格进行测量放样，渠道中心线、边坡坡度、渠底高程、渠顶高程，应符合设计要求，数据应记录齐全。坡面整形分两步进行，第一步：机械整形，要求机械在工作时要注意保护层的预留，不能将坡面原状土破坏。第二步，人工精修整形，机械整形时要严格控制超欠挖现象，如控制得当，人工精修整形工作量将大大降低，整形后坡面平整度应控制在±5mm，使用2m靠尺进行检查。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程坡面整形哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程保温板铺设坡面验收合格后，进行保温板施工，铺设之前先对坡面再次进行检查，若发现平整度较差的部位，用细砂或砂土填平。平整度采用2m的靠尺进行检查，要将铺洒到坡面的砂土或细砂刮平，以保证保温板与坡面紧密接触。保温板铺设时局部需要裁断，切割采用最简单、快捷、经济的办法进行，工具为：裁纸刀、2m木尺、钢卷尺即可满足。保温板固定采用竹纤固定，竹纤来源：购买成品竹竿，切断成10cm左右的长度（但不得低于10cm）。竹纤在铺设保温板之前准备。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程铺板时要注意板与板之间、板与坡面基础之间需结合相对紧密，位置放好后用竹纤从板上面钉入，板缝隙间采用泡沫粘结剂填充饱满。铺好的板上面严禁穿带钉鞋行走，以免损坏板的表面。铺板完成后、铺设复合土工膜之前同样要对保温板的接缝、平整度进行检查，平整度控制在±5mm，使用2m靠尺进行检查，接缝控制在2mm。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程保温板铺设哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程保温板铺设哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程复合土工膜铺设防渗复合土工膜采用500g/m2的一布一膜，在坡面保温板验收合格后进行铺设。复合土工膜在铺设前，需检查有无砂眼、疵点杂质等。复合土工膜保持自然松弛，与基层或支持层之间贴实，不出现褶皱现象，铺设后，边缘部位应压紧固定。铺设过程中作业人员不得穿皮鞋和带钉子的鞋，复合土工膜铺设完成但尚未进行混凝土衬砌的部分，应及时进行保护，防止被破坏。在复合土工膜施工区域禁止吸烟，禁止使用电气焊，防止烫伤土工膜或发生火灾。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程复合土工膜铺设哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程复合土工膜搭接一种是焊接、一种是粘接。焊接是利用TH-501型土工膜焊接机，将土工膜顺水流方向搭接10cm，将焊接速度和行走速度调整好，进行焊接。粘接时采用KS胶将土工膜接头部位粘接在一起，将块状的KS胶在金属容器内加热至液体状，用金属辊子蘸胶涂抹于被粘接面上，粘合后，迅速用橡皮锤敲击粘接面，使两粘接面充分结合紧密。为便于接缝，复合土工膜两侧预留10cm宽光面膜，垂直于水流方向铺设，接缝宽度10cm，上游边压下游边，土工膜采用焊接法拼接，焊接温度250℃，焊接速度为2米/min。当边角或不方便焊接时采用KS热熔胶粘接。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程复合土工膜焊接哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程衬砌机安装调试PMCQ650型衬砌机由主机架、操作台、铺料小车、振动碾压小车、平料螺旋、皮带机等部分组成，由操作台控制所有部分的运行，具有混凝土布料、摊铺、振捣、碾实、压光、沿轨道自行等多种功能。适用坡比为1：2.5、1：3，适用坡面长度10～30m，摊铺厚度10～30cm。机架长度可根据衬砌坡面长度调整选用，机架高度采用电动调节，更换机架铰接处的联结螺栓可以调整坡比，适用于大面积衬砌作业。振捣系统是衬砌机自身安装的1.5kW平板振捣器，可沿机架上的轨道行走，对混凝土料进行振捣。混凝土压光采用电动抹面压光机，在振捣工序之后，辅以人工进行抹面压光。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程衬砌机就位及试运转衬砌前在渠底及渠顶分别铺设好轨道，用吊车将衬砌机就位。将事先组装好的衬砌机调整好高程、位置，使用前根据所需动力匹配合适的外接电缆，接好电源，试开机，查看电机、电器、电缆、线路是否正常。先空载运行试车，查看有无异常噪音和其他故障。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程混凝土搅拌运输按照相应规范控制原材料质量，特别对粗骨料超径指标严格控制在规范允许范围内。混凝土拌和物从卸料入衬砌机到初凝控制在2h左右。混凝土坍落度宜控制在4～5cm，振捣时混凝土拌和物不下淌且易出浆。夏季与冬季施工时，可根据气温变化，经试验后可适当增大和减小坍落度，以便施工，但最大不易超过6cm，以保证混凝土强度。坍落度的变化对衬砌施工和混凝土质量影响较大，浇筑过程中应随时观察坍落度变化，及时进行检测。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程混凝土布料采用混凝土罐车运输混凝土，经输送带送至布料机接料口，进入箱体内，开动螺旋输料器把混凝土均匀的布至工作面。布料应连续进行，匀速行进，以保证混凝土浇筑的连续性。螺旋平料时，料位的正常高度控制在螺旋布料叶片最高点以下，平料后料面应高于渠道混凝土设计顶面1～2cm，以保证振捣后混凝土厚度满足设计要求。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程混凝土布料哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程混凝土振捣振捣系统是衬砌机自身安装的平板振捣器随衬砌机行走时沿坡面进行振捣。平板振捣在衬砌机压光筒初步整平后，沿坡面振捣提浆，上行时振动，下行时不振动，根据试验，行进速度控制在4m-5m/min，行迹搭接宽度为1/3～1/2板宽，振捣遍数以浇筑混凝土泛浆为准，一般为2遍。由于衬砌机对上部水平压顶、模板附近、渠底脚槽等部位缺少振捣，需人工局部用插入式振捣器进行振捣。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程混凝土振捣哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程混凝土抹面、压光混凝土压光收面是保证渠道混凝土衬砌光洁、不起砂、不裂缝的必要工序，一般磨光机带圆盘2-3遍、人工压光2遍。根据有关试验资料，混凝土初凝时的贯入阻力为3.0MPa，适宜抹面压光的混凝土贯入阻力为0.5MPa～3.0MPa，压光只有一个多小时的时间。需配备足够的压光机械和压光人员。必须使用混凝土原浆抹面，防止补浆抹面造成混凝土起皮，影响混凝土质量。由于叶片磨损较快，应及时检查叶片的完好程度，保证抹面的平整度。压光以机械为主，人工为辅，重点对坡顶及坡脚机械压光薄弱部位进行压光处理。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程混凝土抹面、压光哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程混凝土养护由于衬砌混凝土属于薄板结构，抗裂要求较高，必须加强养护措施，保证湿润养护时间。特别是遇到大风、降温等天气混凝土更易产生裂缝，更应保证湿润养护。气温较高时，混凝土初凝前用喷雾养护，收面后约8～12h即洒水养护，再用塑料薄膜或工业棉毡、草席、土工布等材料覆盖保持水分。需设专人定时检查补充水分，保持湿养14天后覆盖养护至28天。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程混凝土切缝当混凝土抗压强度达到1～5MPa时进行切缝，此时混凝土强度不高，既便于切缝机操作，又可保证混凝土切缝面规则。根据回弹仪现场检测结果，通常在混凝土收面后1～2d开始切缝。衬砌分缝采用人工墨线布缝，纵横缝采用手扶式割缝机割缝，割缝时先横后纵、先通缝后半缝。位置确定后进行切缝，切缝机的行走速度控制在3~5m/min，横缝、纵缝的缝宽、缝深严格按设计要求进行切缝，在切缝过程中不断抽查缝深、缝宽，发现不合格时及时调整。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程混凝土切缝哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段三、衬砌施工工艺流程填缝嵌缝渠道伸缩缝采用聚乙烯泡沫分缝板填塞，上部预留1.5cm深度，用聚硫密封胶嵌缝。聚硫密封为明渠专用胶，属双组份反应型高档密封材料，其表干时间≤24h，粘结拉伸强度≥0.3MPa，最大拉伸长度300%，回复率≥80%，低温柔度-40℃。施工方法：将基面清理干净，晾晒干燥后，将聚硫胶装入密封胶专用管中，用施胶枪将密封胶直接挤入缝内，然后人工用刮刀抹平压实，使表面平整光滑，发现起泡及时修补。施工时，配制好的聚硫胶要在2h内用完，否则会慢慢增稠而造成施工困难。哈达山水利枢纽工程（一期）项目输水干渠土建施工[A-13]标段四、施工质量控制混凝土入仓时的坍落度、温度的控制根据工艺性试验所提供的