浅谈弧底梯形砼防渗渠道施工中的质量控制
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【摘要】：本文通过冯家山灌区干支渠节水改造施工中，弧底梯形砼防渗渠道施工实践介绍，阐述了弧底梯形砼防渗渠道施工中的质量控制措施和应注意的几个问题，值得相关工程施工时借鉴。
【关键词】：弧底梯形渠道砼衬砌模具质量控制
弧底梯形砼防渗渠道以其流态好、淤积少，近几年在关中灌区节水改造项目中得到普遍应用，但由于该渠道加设了土工膜料防渗材料，施工难度相应加大，在模具设计，砼配比、工艺设计等各个施工环节上，各地采用的方法不尽相同，所得到的效果也不一样。笔者从2001年开始从事弧底梯形砼防渗渠道衬砌施工，多年来，先后采用过各种施工工艺进行对比试验，取得了宝贵的第一手资料，在此作以简要介绍，以便同行进行互相交流，使弧底梯形砼防渗渠道衬砌施工能达到尽善尽美，既便与施工，又能保证工程质量。
1、基础处理
1.1原状测量
一般确定进行改造的渠道都是经过多年运行，破损严重、渠板塌落、渠堤塌陷，有的渠段水毁严重，因此必须进行原状测量，掌握原渠道比降，纵横断面尺寸，渠底高程等基础数据，以便于制定施工方案。
1.2旧物拆除
渠道旧板一般以人工拆除为好，原因是渠道改造设计是依据原渠道基础尺寸搞的，除渠道尺寸有变化外，纵横断面尺寸变化不大，用人工拆除对原基损伤不大，便于后续施工。在原断面较小，而新设计断面放大的渠段可以用机械施工，但要注意操作的精确度和渠堤的承载能力，以不形成超挖和压垮渠堤为宜。
1.3土方工程
原渠道旧板拆除后，按设计比降和断面尺寸进行精细放线，放线的做法是：在渠底用仪器测量布桩，以4m或8m布桩一个，该木桩既是渠道中线桩，又是渠底高程桩，将削模拱架放在中线高程桩处用线坠校正固定，4m或8m用两个拱架便可挂线削模。若渠堤或坡面需要回填，必须用仪器测量确定回填线，将原断面开挖10-15cm，以便结合良好。每层回填厚度不超过20cm，机械夯实3遍，干容重达到设计要求回填到位后，再用拱架挂线削模精修。
弧底梯形渠道土方削模是很重要的环节，必须按设计尺寸做到不超挖不欠挖。土模成型后，将渠底中线高程桩移到渠口平台上，仍以4m或8m打木桩1个，以便砼浇筑时模具定位。验收土模时用拱架任意选点，使拱架与弧形面及坡面完全吻合，上平在设计高程线上为好。
渠道改造施工一般在灌溉间隙进行，刚行过水的渠道内由于砼的透水而使土基松软，特别是东西走向的渠道，右坡面阳光照射时间短、较左坡面松软，若土壤含水量超过22.8%时，可考虑换土。填方渠道渠底土壤含水量超过22%，也可以考虑换填土。也可在土模削成后不急于砼现浇，利用日光照射待含水量小于19.2%后，再行砼浇筑。
2、模具设计
模具设计是弧底梯形砼渠道质量保证的关键，我们在冯家山灌区节水改造项目中，采用了以下几种模具形式，通过施工实践比较各有利弊。
2.1组装模
为了满足弧底梯形渠道全断面一次成型，不破坏防渗土工膜料，原浆收面，预留伸缩缝的基本要求，我们在原传统翻板模具的基础上设计了三种不同型式的组装模，运用于施工实践。
2.1.1全断面拆卸行架式组装模
该模具以渠道纵向4m为一个断面，设计制作成一副弧底梯形行架，行架有4个方钢制弧底梯形横梁（弧段为T型梁形式，直坡段是铁挡板）和8道角铁制纵梁连接而成，并将铁堵头固定在两边弧底梯形横梁上，纵向长度4m、横向按渠道断面一次制作成形，4m范围内用；两个3015钢模板，1个3009钢模板，前后两个带堵头的横向弧架可在纵向梁上前后调节，以保证三组模板的活动间隙，弧段用1015和1009模板。具体操作方法是：将行架和堵头在渠道内用固定螺栓校正组装（见图-1），行架上铺设架板和铁皮，用来堆放砼。砼入仓步骤是先从弧底开始入仓，每30cm装10cm模板3块后用插入式振捣棒振捣密实，从渠道中线起两边平衡装模，平衡入仓，到直坡段每装一块即30cm振捣一次，以此类推，将全断面模板装完，振捣密实并浇好渠口平台后，将行架整体调块移向下一个断面。
图 -1
2.1.2全断面固定行架式组装模
该模具与前面介绍的模具大致相同，区别主要在行架上，该行架为两半个固定式行架组合成为一个完整的行架，弧底段各焊有宽15cm长4m的固定钢模板（见图-2），便与行架移动时下面垫原木，预留伸缩缝处设置钢制堵头不与行架连接，操作方法也大致相同，不同之处就是要先安装好钢制堵头，然后将行架移在堵头上校正固定进行砼浇筑。
图 -2（以北干八支渠断面尺寸为例）
2.1.3全断面支撑式组装模
该模具比较简单，就是按渠道设计尺寸，加工成若干个钢制堵头和宽30cm，长4.1m模板。弧底段砼入仓后，用平板振动器振捣密实平整后铺上模板，再铺铁皮用以堆放砼，两边拱角和直坡面平衡装模在堵头上，每装1块模板振捣一次，两边模板用丝杠沿渠道横断面支撑固定，4m长的模板用三道支撑，全断面浇筑完成后取掉支撑，脱模，原浆收面，将钢制堵头取出预留好伸缩缝，该断面就算成型。
2.2滑模
2.2.1弧底梯形渠道全断面滑模
滑模是一种新型半自动全断面滑动模具。该模具由四大系统组成，一是骨架系统：为保证模具加工，拆除、安装和运输方便，骨架系统由四大块组成，即弧底2块，两边坡各一块，利用对称性分别加工，现场安装。二是行走系统，滑模行走系统由顶轨、底轨、滚轮、卷扬机等几部分组成。三是面板，面板用h=3mm钢板焊接在骨架系统上，分园弧段2块和直坡段2块，两直坡段预留斜口，并将斜口边缘翘起便与砼入仓及振动棒插入振捣，圆弧底段在前进方向上的前沿纵向前伸（一般35cm），并上翻翘起，以保证斜坡砼浇筑，便于模具滑行。四是辅助平台系统，整个模具设两层平台，一层为弧底行架上弦平台，用于安装卷扬机和模具配重，另一层为顶层平台，用于保证渠断面上口尺寸的支撑和增加刚度，并承担砼堆放入仓任务和左右渠堤的交通联系。上平台可随渠堤深进行高度调整，始终保证渠口上平台与渠堤道路齐平。滑膜由于其整体性和依靠顶轨和底轨承载行走的特殊性，要求弧底梯形土模成型有较高的精度，渠口线要直平台要适当的宽一些，便于铺设顶轨和模具行走，平台土质不能松软，渠底中线不能偏移。具体操作步骤是：将滑膜的四大系统在加工厂加工好后，运输到施工现场进行模具组装，在渠底中线上挖一个锚坑，埋好锚线钢绳，一般以70-100m为限。按照砼浇筑的一般方法进行砼浇筑。
2.2.2弧底梯形渠道全断面振捣齿连续滑模
该模具较前种滑模主要改进三方面，一是采用前端入料斗集中入仓，料斗内根据仓面加隔板，用以将砼分散到断面各个部位，避免砼料较少时，上部仓面缺少砼形成漏浇，前进时，由于振捣齿的振捣，砼局部液化靠重力自行进入各个浇筑仓面。二是振捣系统，沿渠道砼横向全断面（含两边平台）设置φ25圆钢振捣齿，齿间间隔15cm。并从渠道底部分为两边两段，用角铁沿断面连成两部分，分别在各段上焊接附着式振捣器。两部分振捣齿通过双弹簧组成的弹性连接与模架焊接牢固，各弹性连接轴应相互平行，并垂直水平面，以保证振捣力损失最小。振捣齿的高度位于砼板厚中心，长度以深入后边成型模板内1-2cm为宜。三是 成型系统，在入料斗后，根据渠道断面尺寸准确加工全断面钢模板，用以对震实的砼成型收光，同时也避免刚浇筑的砼受震动而坍塌。该段模板长度为1.2m，是整个机具的骨架，应具有一定的刚度,牵引钢绳穿过进料斗固定在该段模具上。
3、几点体会
我们从事弧底梯形砼防渗渠道衬砌已经多年，从基础处理，到模具设计，从砼配比到施工工艺进行了反复的试验研究，总结了以下几点：
4.1弧底梯形渠道砼衬砌施工要把好四关
一是基础处理关即基础夯实关，二是土模精修关，三是砼入仓振捣关，四是砼表面处理关。基础处理关就是要求开挖到位，夯实达标。土模精修关，就是在弧底梯形渠道土模成型时要做到不超挖不欠挖，线直面平，土模修好了砼浇筑就有了好的基础。砼入仓振捣关就是要求砼在入仓后要认真振捣，不漏振、不过振。脱模后出浆饱满平整，不漏石、不鼓起，利于原浆收面。砼表面处理关就是脱模后的口线处理原浆收面和伸缩缝预留要细致，做到口线垂直，表面平整。
4.2选用好的模具
我们认为，前面介绍的几种模具各有千秋。滑模特别是全断面振捣齿连续滑模，比较先进，工人劳动强度小，施工进度快，振捣均匀，克服了前几种模具弊端，适用于施工条件较好、渠段较长，一般在300m以上的直段。但其操作复杂，对基面承载力要求高。三种组装式模具中的支撑式模具简单易行，便于施工，纵向横向控制较好掌握，适用于渠道断面较小，施工条件不太便利的渠段。行架式模具适用于中型渠道施工，也适用于跳块式砼施工，砼厚度，振捣密实度都能保证。
结束语：
弧底梯形砼防渗渠道施工的质量控制，将成为灌区节水改造工程的主题。我们愿意与其他灌区的同行进行研讨，不断研究新情况，解决新问题，使该渠道的施工工艺更加成熟，为农民增收，灌区发展作出积极的贡献。