02PMCQ650型混凝土衬砌机施工工法讲义1

PMCQ650型混凝土衬砌机施工工法讲义谢建武山西省水利建筑工程局技术部2011年1月11日序工法：不要将其神秘化，简单来说，就是一种施工方法，一种新型施工工艺的总结，然后上升到理论，采用国家规定的格式、内容记录下来，并得到有关部门的认可，就是工法。我局其实有很多项目采用的工艺，无论是施工技术还是管理经验在国内来说都是比较先进的，至少在省内是这样，只要认真总结提炼是会产生好多省部级和一定量国家级工法的。序只因为历史原因，以前我们在这方面的工作做的不足，导致工法工作有些滞后。好在局领导目前对该项工作已特别重视，全局上下齐心协力，成绩有目共睹。截止目前，我们已有五项企业级工法出台，其中有三项获得省级工法。虽如此，我们作为山西省水利施工龙头企业从工法的角度来讲，与国家的要求还有很大的距离，同时，与我们自身的形象也不符。因此，希望我们在座的各位群策群力，共同为水工局辉煌的明天从技术的角度做最大的努力。序下面，我就具体从我今天要与大家交流的《PMCQ650型混凝土衬砌机施工工法》谈起。前面我们已经谈到，一项国家级工法它的格式是固定的，而对于其中的每项内容的编写也都有它独自得特点，我在与各位交流的过程中，一方面就该工法本事的技术做仔细介绍，另一方面针对工法11项的写法做针对性的对比。这样做的用意是：让大家在对本工法了解的基础上对工法的11项内容的编写上有一个更加深刻的理解。序《PMCQ650型混凝土衬砌机施工工法》根据中华人民共和国建设部建质[2005]145号文《工程建设工法管理办法》的要求进行编制。《PMCQ650型混凝土衬砌机施工工法关键技术》于2010年5月5日通过山西省住房和城乡建设厅鉴定，鉴定意见为：引言一、所提供的资料齐全，真实可靠。二、“PMCQ650型混凝土衬砌机施工工法”有效地综合应用了PMCQ650型混凝土衬砌机，采用优质矩形槽将混凝土布料、摊铺、振实及压面等工序融于一体，槽身分段拼接可适应各种坡长，可调节坡比结构以适应不同的坡比，振捣采用高频振捣器，布料采用摆线针轮减速机和链条传动，变频器自动控制，确保在各种工况下安全可靠工作。引言三、该项技术具有可连续施工，便于流水作业的特点。四、该项技术达到快速、经济、安全的施工效果，在渠道衬砌施工中具有广泛的推广应用前景。五、本工法经实践检验，既可行又可靠，具有良好的应用前景。综上所述，该技术达到国内先进水平。引言《PMCQ650型混凝土衬砌机施工工法》于2010年8月13日被山西省住房和城乡建设厅评为山西省2009年度省级工法（晋建科字[2010]279号），工法编号SJGF10-13-177。目次1前言2工法特点3适用范围4工艺原理5施工工艺流程及操作要点6材料与设备7质量控制8安全措施9环保措施10效益分析11应用实例12工程照片1前言随着社会的进步和经济的发展，大型薄壁现浇混凝土结构也越来越多，无论是衬砌质量还是施工进度，传统的人工滑模施工工艺已远远不能满足工程要求。PMCQ650型坡面混凝土衬砌机，综合国内外的先进技术，采用优质矩形槽将混凝土布料、摊铺、振实及压面等工序融于一体，槽身分段拼接可适应各种坡长，可调节坡比结构以适应不同的坡比，振捣采用高频振捣器，布料采用摆线针轮减速机和链条传动，变频器自动控制，确保在各种工况下安全可靠工作。1前言PMCQ650型坡面混凝土衬砌机浇筑厚度在8～40cm之间，混凝土成型速度在2～6m/h（9～27m3/h）范围内，具有混凝土摊铺厚度均匀、不漏振、平整度高、施工速度快等特点，同时减少了大量的人工投入，极大地提高了混凝土的成型质量，降低了工程成本，具有一定的经济效益。该项技术在南水北调中线京石段应急供水工程S25标、S26标和S27标渠道混凝土施工中得到了成功应用，受到建设单位和监理单位的一致好评，在今后类似工程施工中具有广泛的推广应用前景。1前言注：概括工法的形成原因和形成过程。其形成过程要求说明研究开发单位、关键技术审定结果、工法应用及有关获奖情况。避免：前言冗长不精炼。这里的问题主要是没有说明关键技术审定情况（鉴定时间、鉴定单位、主要鉴定结论），这里需要说明的是因为时间关系和开始对申报程序也不是特别熟悉，导致前言的叙述在这方面有点欠缺。另外，前言中一般不应出现有关特点，经济效益或社会效益的内容。2工法特点PMCQ650型混凝土衬砌机施工工法是针对大型坡面现浇混凝土衬砌施工而言的，其最大特点就是将混凝土仓面布料、平仓摊铺、振捣、碾压、压光等工序融为一体，且机身整体为自行式结构。PMCQ650型混凝土衬砌机的机架为整体钢架，布料系统与衬砌系统融于一体，因此设备自重大，跨越渠系建筑物时搬迁困难，拆装周期长。2工法特点但因其具有良好的整体刚性，并事先进行了预应力处理，克服了大跨度时机架产生的挠度，确保了渠坡中间部分的衬砌厚度，同时生产效率高，振捣密实、均匀，表面平整度高，节省劳动力，非常适用于大型渠道坡面现浇混凝土的衬砌施工，其主要特点为：（1）将混凝土布料、摊铺、振捣、碾实、压光、行走等功能集中设计于同一台机架上，实现了功能一体化，操作简单，工作效率高。（2）根据坡面自由组合机架，适应用户不同的需求，组合机架时，因将输送带内藏于机架内从而避免了每次组装机架时重新粘结胶带工作，既节约成本，又提高功效。2工法特点2工法特点（3）机架高度采用电动调节（并有手动微调），充分保证机架适应各种坡度和摊铺厚度，既省时又省力。（4）布料小车和铺料小车移动全部采用柔性牵引（钢丝绳）传动，传动动力采用变频制动专用电动机拖动，运行平稳，制动可靠，运行速度可通过变频器根据工艺要求无级调节。（5）主机行走机构前后轮箱采用铰接方式连接，可在R=150m范围内自由行走，调速方式为变频调速。（6）布料、摊铺、振捣、压光互不影响。注：说明工法在使用功能或施工方法上的特点，与传统的施工方法比较，在工期、质量、安全、造价等技术经济效能等方面的先进性和新颖性。避免将特点和效益分析混淆不清、模糊表述。2工法特点3适用范围PMCQ650型坡面混凝土衬砌机可适应各种不同的坡比（一般为1：2、1：2.5、1：3）、各种坡长（主要在10～25m之间）的大型坡面薄壁现浇混凝土的机械化衬砌施工。3适用范围注：适用范围说明适宜采用该工法的工程对象或工程部位，某些工法还应规定最佳的技术经济条件。避免人为扩大使用范围。使用范围不要随意扩大，有人认为夸大使用范围，该工法就要优于其他的，其实并不是这样的，评委在这方面也特别慎重，因为他们要对该工法的关键技术做出评论，他自己不太清楚就不能轻易下结论。3适用范围工法是一个综合配套的系统工程，因而在本部分不要仅仅强调本技术的适用范围。诸如：工程性质、工程设计特点以及周边环境及环保要求方面等。例如：聚氯乙烯管道有埋置深度的要求，有对输送液体介质温度的要求。强夯法处理地基有对振动和噪音限制的要求等。4工艺原理PMCQ650型坡面混凝土衬砌机动力是由外部电力系统提供，行走系统为轨道自行式结构。在衬砌作业时，混凝土熟料由混凝土搅拌车运输至现场，从混凝土多功能衬砌机两侧的小集料斗供料，经皮带输送至大集料斗后，沿顺坡自上而下布料。4工艺原理布料完成后，沿顺坡方向设置的一排插入式振捣棒将混凝土料物均匀振捣并机械进行找平，随后用滚筒进行压实，滚筒后紧跟着人工用平板振捣器从下至上再复振一遍，确保混凝土的密实。衬砌厚度的控制是由衬砌机的液压升降支腿和内置的模板进行调节控制。在完成一段渠坡混凝土衬砌后衬砌机沿道轨往前行走进行下一段衬砌。4工艺原理注：阐述工法工艺核心部分（关键技术）应用的基本原理，并着重说明关键技术的理论基础。从关键技术应用的基本原理、应用的理论基础及关键技术主要施工过程方面进行阐述。避免：工艺原理不明确，与工法特点雷同5施工工艺流程及操作要点PMCQ650型坡面混凝土衬砌机整机结构见渠道混凝土衬砌机结构示意图（图5-1）5施工工艺流程及操作要点图5-1渠道混凝土衬砌机结构示意图衬砌机施工技术难点主要是混凝土摊铺厚度和平整度的控制。衬砌机进场后，我们先后进行了安装、调试和现场生产性试验等工作。根据衬砌机试用时发现的铺料不均匀、振捣不密实等现象，我们对摊铺系统和振捣系统进行了局部改造。5施工工艺流程及操作要点主要改造了以下三个部位：第一、在振捣棒的侧面加设了挡板，有利于布料厚度均匀。第二、将振捣棒改到了摊铺滚筒的前面，同时将振捣棒由垂直于坡面改为倾斜于坡面，有利于振捣密实和坡面平整。第三、将布料机出料口距坡面的高度由1.5m改为0.8m，以减少骨料分离。5施工工艺流程及操作要点实践证明，通过以上技术改造，对混凝土摊铺厚度和平整控制方面有了极大的提高，在保证混凝土衬砌质量的同时，也加快了施工进度，在整个渠道边坡混凝土衬砌施工中取得了良好的效果。5施工工艺流程及操作要点PMCQ650型多功能坡面混凝土衬砌机施工工法工艺流程如下：生产性施工试验→衬砌机定位→混凝土搅拌→混凝土运输→混凝土布料→混凝土振捣（压实）→混凝土抹面压光→混凝土养护→混凝土切缝。5施工工艺流程及操作要点5.1生产性施工试验在进行正式施工之前，生产性施工试验必不可少，其主要任务有：（1）检验衬砌机械化施工系统的机械性能和生产能力，检验与实际生产能力相匹配的配套机械性能；（2）确定衬砌机的适宜工作参数，包括衬砌机工作速度、振捣时间、抹面压光的适宜时间和遍数以及切缝时间；5施工工艺流程及操作要点（3）确定辅助机械、机具的种类和数量，使用各种机械、机具的劳动力数量和定岗、定员等；（4）检验新拌混凝土坍落度、含气量、泌水量、水胶比等适应衬砌机械化施工的情况；（5）确定施工质量和进度，完善施工进度计划。5施工工艺流程及操作要点5.2衬砌机定位因PMCQ650型坡面混凝土衬砌机为轨道式行走机构，因此控制好轨道线是衬砌机定位的关键。根据设计渠道纵轴线、渠道断面尺寸和衬砌机的特性，用经纬仪放出轨道中心线，人工精心铺设。轨道基底要求平整、密实，便于控制渠坡衬砌厚度，避免轨道基底沉陷影响衬砌质量。5施工工艺流程及操作要点衬砌厚度的控制是由衬砌机的液压升降支腿和内置的模板进行调节控制，轨道的铺设的纵坡比率与渠道的纵坡比率一致，在衬砌过程中经常检查衬砌厚度，如厚度有误差及时进行调整。5施工工艺流程及操作要点5.3混凝土搅拌边坡衬砌混凝土时，混凝土熟料的坍落度是保证衬砌顺利进行的关键要素。坍落度过小振捣密实表面出浆困难，不能保证工程质量；坍落度过大一方面水泥用量加大不经济，另一方面布料振捣时混凝土易向渠底方向滑动而无法施工。5施工工艺流程及操作要点混凝土搅拌运输车适宜的混凝土坍落度是6cm～21cm，坍落度小于4cm时，搅拌车出料速度将降低。综合上述因素并结合工程具体情况，一般来说，衬砌边坡混凝土的坍落度为5cm～7cm较为合适。另外，在确定混凝土配合比时，若混凝土设计上有抗冻抗渗等要求，还应考虑一定量的外加剂如减水剂和引气剂，在满足设计要求的同时还可以改善混凝土拌和物的和易性和粘聚性。5施工工艺流程及操作要点混凝土采用HZS50型（根据工程具体情况确定）拌和站搅拌，出机口混凝土的坍落度控制在为5cm～7cm。混凝土拌和物应均匀一致，不得有未加水的干料、未拌匀的生料和离析现象，干料和生料不得用于衬砌。5施工工艺流程及操作要点5.4混凝土运输混凝土运输车辆选用6m3混凝土搅拌车，为减少运输过程混凝土拌和物的坍落度损失，沿线要确保临时施工道路通畅、平整。混凝土拌和物从搅拌机出料到运输、卸料完毕的允许最长运输时间应符合表5-1的规定。5施工工艺流程及操作要点表5-1混凝土搅拌车运输时间控制表施工温度（℃）运输允许最长时间（h）5-181.7519-281.529-331.25注：施工温度指日平均气温。5施工工艺流程及操作要点在运输混凝土时应满足以下技术要求：（1）运输混凝土的车辆，在装料时应防止混凝土离析，行车期间慢速搅拌，卸料前应搅拌1min后再卸料。卸料落差高度不得大于2m。（2）驾驶员必须了解拌和物的运输、卸料完成的允许最长时间，超过允许最长时间的混凝土不得用于机械摊铺。混凝土在车内超