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| 滑模施工技术在渠道衬砌工程中的应用与推广 |
| 发布者：站长 发布时间：2013-3-8 9:07:11 阅读：2812次 |
滑模施工技术在渠道衬砌工程中的应用与推广
摘要通过对弧底梯形渠道砼衬砌全断面滑模施工技术在冯家山灌区渠道改造工程中应用情况介绍，推广价值研究、推广前景分析、阐明了该项技术的科学性和先进性，提出了在相应工程中全面推广的观点，供有关单位借鉴。
关键词滑模技术；渠道衬砌；工程；应用
冯家山水库运行30年来，彻底改变了渭北高塬区农业靠天吃饭的历史，灌区五谷丰登、粮食增产，多种经营全面发展，产业结构得到调整，农民安居乐业，农村一派繁荣景象。但是随着时间的推移，上世纪70年代修建的渠系配套工程，运行时间已超过其设计寿命，渠道衬砌板裂缝塌落，渗漏严重，行水困难，已严重影响到灌溉效益的发挥。
冯家山灌区渠道改造工程中推广弧底梯形渠道砼衬砌全断面滑模施工技术，该工程设计标准高，特别是在衬砌板下面衬垫0.22cm厚PE膜，这就给具体施工提出了新的要求，过去传统的衬砌方法已不能满足工程需要，为了保证工程质量、工期，必须创新设计新的工艺和工具。冯家山水库管理局和冯家山水利水电公司及时组织科技人员经过7个多月的研究努力，成功制作出了弧底梯形渠道砼衬砌全断面滑模施工工具，并在世行贷款冯家山南干渠改造项目中试验衬砌9.58km，总结出了一整套工艺流程和施工方法，该技术获宝鸡市科技进步奖。
1渠道衬砌全断面滑模技术概况
1.1滑模工具设计制作
滑模由骨架系统，行走机构，面板和辅助平台四部分组成，整体采用钢结构制作。为了保证模具加工、拆安和运输方便，骨架系统由四大块组成，即弧底2块，两边坡各1块，加工制作时按对称性分别加工，现场安装就位后用螺栓连接。弧底骨架用Φ25钢筋弯制，设置刚性排架连接，排架直面用∠70×7角钢。骨架间距一般不大于50cm。斜坡骨架由压梁（槽钢10×5×8）∠50×5格网组成并将格网与压梁连接，与弧底骨架连
成，上端成“厂”形，用来安装滚轮、压梁间距不大于1.25m。行走机构由顶轨、底轨、滚轮、滑块、卷场机系统几部分组成。顶轨设置在渠槽砼现浇板顶外侧，共2道，轨道采用∠75×7角钢，长度3cm～10cm，分段连接。滚轮加工成“∧”形与∠75×7角钢紧密配合，行走在顶轨之上。轮系与骨架中的压梁相连。滚轮和压梁的数量是一致的，一般沿模具长度方向设置，2.5m设3套，共6只。底轨布置在沿渠槽中心线方向上，利用钢制挡板（堵头）固定，长度可取设计伸缩缝的长度。卷扬机安装固定在骨架系统的弧底平台上，可增加模具重量，防止砼振捣过程中模具的台高，一般选用1.0T～1.5T慢速规格。控制模板滑动速度（10cm/）s，并根据钢绳长度在距模具断面大于100m处沿渠槽中心线方向设锚索固定滑轮，便于卷扬机牵引模具滑行。
面板用δ=3cm钢板焊接在骨架系统上，分圆弧段2块和直坡段2块，两直坡段须留斜口，并将斜口边缘翘起，便于砼入仓和振捣，圆弧段在模具前进方向的前沿向前伸（一般35cm）并上翻翘起，以保证斜坡砼浇筑，便于模具滑行，减少模具与铺底砼和挡板的阻碍。辅助平台设两层，一层为弧底排架上弦平台，用于安装卷扬机和模具配套。另一层为顶层平台，用于保证渠断面上的尺寸的支撑和增加刚度，并承担砼入仓堆放任务和左右渠堤交通联系，上平台可随渠埋深进行高度调整，始终保证上平台和渠堤道路各平。各部分模具加工成型后现场组合，组合成型的横断面型式。
1.2滑模施工工艺技术
1.2.1轨道铺设和模具安装
模具顶轨和底轨的安装精度是控制滑模施工砼成型断面尺寸的关键，实际操作时应事先沿渠线方面埋设两边顶轨及底轨控制桩，同时由渠道比降和渠底高程推算编制渠线各桩号控制高程，并用经纬仪和水准仪精确校核，使之达到规范限差范围内，一般高程误差为±1.5mm，中线偏差为±2mm。顶轨铺设在渠槽土坡顶修筑的轨道平台上，可用砼垫块或垫铁进行高程调整，用钢锚钉固定。底轨和伸缩缝堵头同时安装，保证其高程和中心不偏移，用钢制堵头对底轨进行固定。安装就位后，校正点高、紧固各连接螺栓、固定卷扬机、钢绳牵引拉结点和远方滑轮锚索，搭设加固平台，撑插使整个模具的强度和钢度及稳定性满足要求，在上层平台上搭设安全网杆、铁皮等。
1.2.2砼浇筑
滑模对砼的基本要求是水灰比小，和易性好，砂率适宜，故在配合上设计上，由于衬砌板厚度一般在6cm~10cm之间，可选用R型早强水泥0.5cm~3cm河卵石、中砂、系用单级配，并可加B型减水剂，砼的水灰比在0.55左右为宜，砂率在36%～38%之间，砼坍落度控制，当气温<15℃时采用2cm～3cm为宜，气温>15℃时采用3～4为宜。拌合好的砼用人力车运到模具上层平台上，利用溜筒送到弧底模板前端，人工铺开，平板振捣器振捣，滑动模板20cm～30cm，再用人工分别由模具直坡段的斜口处两坡面均衡入仓，用D30—D50插入式振动棒振捣。模具移位后，可拆卸底轨，并将底轨处用砼补浇，用平板振动器振平。
1.2.3模具移动和原浆收面压光
砼入仓振捣至该断面砼在弧段，两坡段饱满后撤离仓面上的工作人员，开动卷扬机使模具沿轨道方向前移0.3 m～0.5m，可重新进行入仓振捣，反复几次后，可拆卸浇筑成型后砼断面部分的顶轨、底轨和堵头挡板，向前循环安装校正，做到连续施工。模具移动后由抹灰Ⅰ处理渠口线、伸缩缝和板面原浆压光。
2滑模施工技术先进性分析
2.1构思新颖，设计独特，富有创新
弧底梯形渠道砼全断面滑模衬砌工艺在省内领先。该模具具有整体性强，刚度好，不易变型，操作简便，安拆方便，一次安装成型后，不刷油、不脱模、能连续作业等特点，通过试验改进和完善，具有一定的先进性、科学性和实用性。
2.2使用效果优越
2.2.1满足了设计要求
弧底梯型渠道以输水输沙能力强，水力条件好，对地基适应性强，尤其是能减轻土基冻胀破坏等特点，在近几年的灌区渠道工程中得到普遍利用，特别是我省关中灌区世行贷款项目改造工程中被推荐使用。而弧底梯型渠道全断面砼滑模衬砌技术，首先满足了一次成型的设计要求，不产生除了伸缩缝之外的其它施工缝，其次防止了渠底防渗膜料由于打钉固定模具等造成的膜料破损，保证了膜料防渗效果。
2.2.2保证了施工质量
由于模具滑移后砼为原浆收面，使浇筑成型断面的砼板面平整光度高，整体性好，杜绝了以往为克服砼表面的沙眼、气泡、麻面缺陷而实施的砂浆二次收面，降低了渠道糙率，提高了渠道输水能力。
2.2.3减轻了劳动强度，提高了工作效率
由于滑模能电动控制前移，减少了脱模、装模、移动等工序，减轻了工人的劳动强度，仓面上劳人数减少，日衬砌渠道40m～60m，比以往翻板式模具提高工效5倍～8倍。
2.3科技含量高
滑模施工技术改变了传统的渠道衬砌方法，向全断面，自动化方向发展。较人工翻板工艺前进了一大步。成型渠砼断面以中线偏移小，高程误差符合规范，板面平整，口线顺直，整齐美观受到欢迎。冯家山在世行贷款节水改造南干9.58km。经过几年行水情况观察，渠道淤积明显减少，过水能力增强，灌溉水有效系数显著提高，收到了较好的效果。
3经济效益评价
3.1模具制作成本分析
滑模为一次性投资，一次安装成型后不刷油、不脱落，其制作成本为6000元～7000元，翻板模具为拼装式、拆卸、安装移动较频繁，且每次拆卸均要清理、刷油。虽然制作成本每套为3000元～4000元，但按1000m渠道计算，滑模只需要一套，而翻板式模具需要2套～3套，施工过程中还要对模板更换，总成本即上升到9000元～13000元左右。二者相比，滑模降低成本为3000元～6000元。在具体的施工实践中对比，采用滑模施工1m3砼的模板费可节省5.6元/m3～12.6元/m3（按衬500m～1000m计算），浇筑的渠道越长，每米衬砌的模板费用就越低。
3.2工期分析
按1000m渠道衬砌工量计算，两种模具均实行每天三班作业，滑板在正常施工条件下，班进度20m，日进度60m，翻板在正常条件下，班进度8m，日进度24m，1000m渠道滑模施工需17天，翻板施工则需42天，接近滑模的3倍。由此可以看出，采用滑模施工可实现经济效益和社会效益的双赢。
3.3工效分析
根据冯家山南干渠施工现场两种模具对比测定，每套滑模作业砼浇筑仓面上劳10人，每班可浇筑成型渠道15 m～20m（渠道设计流量9m3/）s，折合砼16m3～18m3，人均1.6m3～1.8m3/班，而翻板式由作业开始仓面上劳10人，每班浇筑成型渠道8m，折合砼5.6m3～7.2m3，人均0.56m3～0.72m3/班。滑模节约人工费约350元/班。效益明显。
4推广前景分析
滑模施工技术在冯家山南干渠试验成功后，已在冯家山灌区干渠、支渠改造工程中全面推广应用，截至目前，全灌区应用推广该技术完成渠道改造63.78km，推广完成后的渠道工程效果好，建设单位满意，灌区群众欢迎，推广前景好。陕西省关中灌区世行贷款项目办公室已在全省其它八个灌区宣传介绍了冯家山的滑模衬砌技术，其先进性、实用性得到认可，并在全省推广使用。目前灌区节水改造和续建配套等工程项目中已推广应用滑模施工技术。
5结论
渠道砼衬砌全断面滑模施工技术无论是经济效益，还是社会效益都比较明显，它不仅降低了工程成本，满足了设计要求，保证了工程质量，减轻了劳动强度，提前了工期，而且具有一定的科学性、先进性和实用性。推广使用价值高，经济社会效益显著，对推动水利工程建设施工工艺迈向新的台阶具有极大作用。 |
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