引水渠道衬砌台车设计方案施工

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水利水电工程不同于一般的建筑工程，功能性要求相对比较的高，同时，由于引水渠道本身的施工技术要求较高，对于施工难度就会有一定的增加。由于施工环境等多方面因素的影响，作为引水渠道的建设施工来说，在施工中如果忽略了这些方面的问题，不注重施工细节，也许就会给工程带来一定的隐患，不但影响施工效率，对于施工质量影响也较大。因此，在引水渠道的施工过程中，要严格按照相关的施工技术要求进行施工，加强引水渠道混凝土的施工处理，提高工程的施工质量，为我国水利水电工程的施工做出一定的贡献。本文根据引水渠道所要求的施工技术，从渠道坡面混凝土衬砌、渠底混凝土衬砌以及混凝土接缝处理等多方面进行论述，总结出了一套施工成本相对较低，施工质量相对较高的施工方法。

1引水渠道的概述

引水渠道是水利水电工程中非常重要的一部分，顾名思义，引水渠道就是指用来引水的渠道，因此，作为重要的组成部分，对于施工质量的要求相对就比较的高。引水渠道通常在施工中一般情况下是将每道伸缩缝作为一个衬砌循环，施工面积相对比较的大，坡度相对比较的陡，如果采用先进的施工技术进行施工操作，同时使用水利水电工程引水渠道衬砌台车设计原理，设计出适合水利水电工程引水渠道的施工衬砌台车，达到良好的经济和社会效益。

2引水渠道衬砌结构形式

在水利水电工程引水渠道结构设计中，引水渠道结构形式一般情况下都是梯形断面，引水渠道内坡坡度也是跟渠道的整体深浅度有关，根据以往的经验可以得出，一般的坡度都是设计在1:1.5至1:2之间。混凝土衬砌的厚度根据引水渠道实际的深浅设计一般在10厘米到20厘米之间。引水渠道在土石方施工中，开挖基本成型后，由于刚开挖的坡面不是平整的，这时就需要设计出3厘米左右厚的砂浆将坡面平整，再铺设防水土工膜，土工膜施工完成后再进行引水渠道混凝土衬砌施工。衬砌混凝土施工的标号一般在C20，混凝土在施工过程中具有热胀冷缩的性能，因此，施工时，必须注意混凝土伸缩缝的设置，伸缩缝的预留和施工主要是采用1厘米左右厚的闭孔泡沫塑料或者其他类型的防渗水材料进行填充。在其他一些不是伸缩缝的混凝土施工裂缝，可以采用止水带设计施工，防止渗水[1]。

3引水渠道衬砌台车设计方案

3.1方案设计目的

在水利水电工程施工中，引水渠道属于水利水电工程中非常重要的一部分，引水渠道衬砌施工一般情况下都是以每道伸缩缝为一衬砌循环，引水渠道的施工面积较大，坡度非常陡，如果是采用人工衬砌的话，需要的人力以及物力非常大，同时施工效率也得不到保障，人工施工在一定程度上还是会影响整体的施工质量，原计划的工期也无法保障顺利进行，但是作为水利水电工程的施工单位来说，不仅要考虑到工程施工的社会效益，还要充分的考虑到施工的经济效益，因此，为了满足施工承包单位的经济和社会效益，作为施工单位必须在施工中克服环境等方面的困难因素，采用现代化先进的机械设备设计出合理化的施工方案。根据水利水电工程施工要求以及对施工技术的优化，从引水渠道衬砌台车设计原理以及混凝土施工经验可以得出，通过经验总结，按照施工要求设计出施工引水渠道施工的衬砌台车，并结合现阶段先进的机械设备和施工技术，为水利水电工程的施工建设带来良好的经济和社会效益[2]。

3.2衬砌台车图纸设计以及材料使用等情况的分析

3.2.1引水渠道衬砌台车断面图设计示意图（在下图有展示）3.2.2衬砌台车加工制作施工时所需要的材料在施工时所设计的台车必须要稳固，保持一定的坚实稳定性，自身也要有一定的重量。在施工加工制作台车时，所使用的钢板一般情况下选择在厚度为8毫米至10毫米之间，所需要的工字钢为I20A型，槽钢要在20厘米的厚度以上。在台车的支撑杆的选择上，也有一定的刚度要求，最好是选择一些刚度较好的支撑杆，连接杆一般采用的是100毫米左右的型号，连接螺栓采用32毫米的型号。台车的行走轨道一般使用的都是铁路运输所使用的钢轨，钢轨标准正好适合台车使用，可以增加台车的灵活度以及承重能力。

3.2.3台车加工制作成本核算在引水渠道施工中的台车的结构形式一般都是以简单为主，主要是为了施工的方便和灵活性，简单的结构所要加工制作的难度也会相对降低，不需要聘请专业的设计师傅，只需要准备好相应的施工制作材料，使用焊工进行焊接制作就可以了。但是值得注意的一点是钢板在切割的时候需要使用粒子切割机。在制作的过程中，要严格按照台车制作要求，使用材料等型号也要按照相关的规范标准进行。对于水利水电工程中的引水渠道施工所使用的台车，要根据所设计的图纸进行渠道断面的估算，从而可以估算台车的自重在35t标准核实。台车按照吨位重量收取制作费，同时再加上焊工的工资以及材料等费用，在引水渠道施工中所使用的台车的制作成本一般在20多万左右可以完成[3]。

3.3衬砌台车与专用的引水渠道衬砌机械的应用比较分析在水利水电工程的引水渠道的施工中，引水渠道实际情况不同，所使用的衬砌台车与专用的引水渠道衬砌机械在本质上都是可以被用于梯形渠道衬砌施工的，但是在使用上也会有一定的区别。主要表现在专用的衬砌机在施工时使用的是全机械化的施工设备，使用成本价格较高，每台衬砌机械的费用都在百万以上。同时作为施工人员在使用时也会有一定的难度，在正式操作前都需要经过专业的培训，达到一定的熟练程度后才能正式上岗。同时这种全机械化设备作业一般要在平原地区才能体现出施工效率和应用价值。在山区或者不是平原地区作业时一般采用的是半机械化的施工作业，在工程施工时一般是需要混凝土泵车或者是振捣器等一些机械设备加以配合使用。但是这种半机械化的施工作业方式具有一定的优势，就是使用价格相对比较低，操作方便且简单，没有全机械化那样高的技术要求，在施工时只需要稍微对施工人员进行指导就能在短时间内掌握到操作技巧。同时这种半机械化的作业方式的优势在山区和丘陵地带更能体现应用价值。特别是在一些工期较紧的工程项目作业时，为了能尽快的推动工程建设，可以根据施工需要，临时的增加制作几台分段施工，分成不同的班次进行衬砌施工，但是如果是专用衬砌机械设备的话，由于其价格昂贵，同时操作难度大，不能根据工程项目的实际需要进行随时的增加或者减少。因此，引水渠道衬砌台车的设计对于工程建设是有一定的优势的[4]。

3.4引水渠道衬砌台车施工应用效果本文根据贵州夹岩水利枢纽及黔西北供水工程为例，本标段属于北干渠9标，所处的地势环境属于较为陡峭的，引水渠道属于各标段的主要的工程项目。本标段主要包括4条隧洞5座倒虹管和9条渠道工程，渠道工程所属的环境是山地，相邻几标段在施工的过程中分别购置使用的都是专用衬砌机械，使用专用衬砌机械作业有一定的优势就是可以在规定的工期内完成施工，但是混凝土衬砌外观施工质量还是有一定的缺陷，同时由于在施工中施工机械容易产生故障，对于施工成本也会有一定的增加。但是从本标段使用自制衬砌台车施工中，机械发生故障的几率很小，施工进展比较的顺利，同时引水渠道衬砌外观质量也比较好，符合施工标准，施工顺利，发生故障的几率小，因此整个施工进度也比较顺利，在本标段完成施工后，还可以支援其他的标段施工。

4引水渠道衬砌台车施工技术分析

4.1施工准备在引水渠道衬砌施工前必须充分的做好相关的准备工作，只有准备充分了，才能在施工时安全有序的开展衬砌工作。准备工作主要从以下几个方面着手：

4.1.1关于混凝土配合比的设计在引水渠道混凝土配合比的设计中，对混凝土的强度等级要求不是很高，但是对于抗渗水以及抗冻的要求相对来说要高一些，因此，在进行衬砌混凝土材料的选择上要采用质量好一些的水泥，标号一般在425的普通的硅酸盐水泥，同时要确定一家固定的供应厂家，这样可以在水泥施工后的颜色上有一致的标准。砂石的选择一般是天然的河砂，等级为中砂，细度的模数一般控制在2.3至3.0之间为最佳，而且砂石的含泥量一定要控制在3%以下，含水量最好控制在4%以下。碎石的采用上一般是选择一些质地比较坚硬，表面干净、级配比较好的，碎石针片状的含量要控制在10%以下，含泥量控制在1.5%以下。由于引水渠道对于抗渗水和抗冻的要求比较的高，因此在施工的过程中要使用外加剂，在进行配合比设计时要加入一定剂量的外加剂。外加剂的选择上可以使用PC-2型引水剂或者是M型的减水剂都可以使用，用于混凝土的配合比设计中，这样可以于晓的确保混凝土的流动性，对于施工质量有很大的提升[5]。

4.1.2关于引水渠道土石方开挖断面的修整准备引水渠道衬砌在施工的过程中一般采取的是先进行坡面施工再进行渠道底部的施工操作顺序，在施工前先施工技术用全站仪和水准仪测量出具体的数据结果，找出引水渠道的坡顶、坡脚线和设计标高的位置，确定好这些测量数据结果后，再使用挂线人工修整，但是在进行放样时线形误差一般要控制在5毫米的上下，高程误差要控制在10毫米的上下。在进行坡面修整的过程中，引水渠道渠底也必须按照设计纵坡要求进行平整，同时平整度的偏差要控制在5毫米左右，这样的标准主要是为了确保衬砌台车在施工过程中的行走轨道的安装以及在施工过程中的安全稳定性。衬砌施工放样：在引水渠道结构防水土工膜铺设施工完成后，紧接着就要进行精确的施工放样，按照施工要求进行精确度的坡顶和坡脚线的放样，这样可以尽快的确定衬砌台车的模板定位，在放样时，纵向的误差要充分控制在10毫米左右，横向的误差控制在20毫米左右，其他关于施工的一切准备材料和工作也要严格按照相关的施工要求进行充分的准备。

4.2衬砌台车的安装和架设施工引水渠道的台车安装顺序一般是按照这样的施工顺序进行的：测量放线-铺设枕木-安装轨道-组装衬砌台车-调试-使用。在完成精确放样施工后，按照放样的线路进行枕木的安装铺设施工，严格按照施工要求进行，固定好行车轨道、在安装的过程中可以使用吊车加以配合使用组装，一般的衬砌台车配件都是在事先经过加工制作成型的，在确定好安装位置后使用工具进行组装。当完成组装后就要进行施工操作前的调试，一是要通过操作确定高频振捣器工作是否正常，混凝土放料的口子开合度是否符合施工要求，台车的支撑杆件稳定性是否达到施工标准，包括连接螺丝是否紧扣到位等等，都需要经过仔细的检查和调试，以此充分的保证施工安全性，同时经过严格调试的台车设备在施工过程中发生故障的几率就会相对较小一些，在施工中国的效率就会大大地提升，对于确保工程施工质量也会有一定的保障。

4.3引水渠道衬砌施工在进行引水渠道衬砌施工中，台车需要保持对称的施工角度对渠道底部的锚斜拉两侧的模板，这样是可以有效的防止混凝土在浇筑的工程中发生台车上浮的情况，然后按照设计的方案进行止水带以及伸缩缝材料的施工处理，一般情况下混凝土采取集中拌和的方式，但是要严格按照设计配合比进行施工操作。然后再使用砼罐车进行运输到浇筑位置，采用泵车泵送混凝土，值得注意的是在进行混凝土泵送的过程中要按照施工要求掺入一些泵送剂，同时要保证混凝土与土工膜能保持良好的结合度[6]。

4.4脱模养生砼脱模时间以砼终凝后不损坏成品砼为宜，经验控制为12小时以后（非冬施条件下）脱模；脱模后及时洒水用塑料薄膜覆盖养护或通水管做喷淋养护，养护事间控制在不少于14天为宜。

5结束语

经过上述通过实际的工程举例说明论述，我们可以得出，在引水渠道施工的过程中，要严格按照施工要求，选择适合工程施工要求的进行施工，引水渠道衬砌台车的使用具有一定的优势，可以在水利工程中起到良好的作用，值得在水利工程施工中进行推广。

参考文献：

[1]李绍锋.新中梁山隧道大跨可调断面衬砌台车设计与应用[J].科技与企业,2014(8):2.

[2]佚名.大跨度变截面衬砌台车设计、制造与应用[J].西部探矿工程,2003,15(7):3.

[3]邓满林.变截面隧道衬砌台车设计与使用[J].山西建筑,2008,34(1):2.

[4]边波.水电站引水隧洞开挖施工质量控制[J].水利水电技术,2020(8)：205-210.

[5]掌于昶，孙海权，关李海.水电站低压引水隧洞关键技术问题研究[J].水力发电,2019(3)：194-196.

[6]曲明庆.浅谈引水隧洞混凝土衬砌及支护施工技术[J].建筑与工程,2019(1)：312-313.

作者:吴鹏 单位:广东水电二局股份有限公司