拖架式振捣器在渠道边坡薄壁混凝土施工中的应用_莫大源.pdf

广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（2）1概述输水渠道现浇薄壁混凝土结构因其经济实用，施工方便，被越来越多地用于坡面衬砌中。桂中治旱乐滩水库引水灌区工程，设计有大量的小型渠道。渠道上有较多交通桥、渡槽等跨渠建筑物，结构断面形式多，渠道边坡坡度陡，渠道坡面混凝土厚度小（815 cm）；传统坡面混凝土施工采用滑模或渠道衬砌机，可以解决边坡混凝土施工过程中容易产生振捣不密实、表面不泛浆无法原浆抹面或混凝土振捣时向下滑移不成型等问题。而渠道衬砌机，投入大、成本高、总质量大1，搬运不方便，在有较多交通桥、渡槽等跨渠建筑物的渠道上使用渠道衬砌机，严重降低其施工效率2。滑模适用于坡面较长的混凝土浇筑。在桂中治旱乐滩水库引水灌区工程的渠道边坡薄壁混凝土施工采用拖架式振捣器，该振捣器施工方便、轻便灵活，投入少、成本低，操作简便、效率高、质量可靠。采用拖架式振捣器施工，坡面薄壁混凝土满足设计要求，混凝土表面平整度、糙率及强度得到了有效控制。2拖架式振捣器特点小型拖架移振捣器结构简单、体积小，运输方便，摊铺均匀、振捣有序无漏振，极大保证了混凝土的密实性；且施工效率高，施工速度快，降低材料损耗和施工成本，可同时配置多套投入施工，能大大缩短工期及降低施工成本。使用拖架式振捣器配合两侧的钢模移动轨道，可以很好地提高薄壁混凝土的表面平整度和密实性，较好地解决了过水断面混凝土表面平整度及糙率的难题。小型拖架移振捣器适用于边坡坡度为（1 1.5）（1 4）的边坡，混凝土塌落度为5080 mm。3施工原理在坡面上采用溜槽先预铺混凝土，人工平仓，保持混凝土面高于侧面钢模12 cm。在坡顶的马道上布置一台卷扬机，卷扬机可水平或倾斜拖拽拖架式振捣器3，然后通过卷扬机把拖架式振捣器沿侧面钢模往上拉，同时经设置在小型拖架上的振捣器振捣，便形成了密实的薄壁混凝土面板，后经磨光机磨平直至泛出水泥浆，最后经人工压光成型。拖架式振捣器平面布置示意图见图1。图1拖架式振捣器平面布置示意图拖架式振捣器在渠道边坡薄壁混凝土施工中的应用莫大源，黄文基（广西建工集团海河水利建设有限责任公司,南宁530000）摘要拖架式振捣器具有结构简单、造价低、体积小、运输方便等特点。通过拖架式振捣器在渠道边坡薄壁混凝土施工中的应用，介绍了拖架式振捣器的施工原理和方法，振捣施工的混凝土表面平整度、糙率及强度均可有效控制，振捣施工后坡面薄壁混凝土强度、平整度等皆满足设计要求。拖架式振捣器可确保渠道边坡薄壁混凝土的施工进度，保证施工质量，节约施工成本。关键词拖架式；振捣器；渠道边坡；薄壁混凝土；施工中图分类号TV536；TV544文献标识码B文章编号1003-1510（2023）02-0071-04收稿日期2022-08-23作者简介莫大源（1975-），男，广西横州人，广西建工集团海河水利建设有限责任公司高级工程师，学士，主要研究方向：水利水电施工技术。施工技术 71DOI:10.16014/ki.1003-1510.2023.02.007莫大源，黄文基:拖架式振捣器在渠道边坡薄壁混凝土施工中的应用4施工方法4.1施工工艺流程施工工艺流程：施工准备测量放样侧模（兼导轨）安装混凝土入仓及平仓拖架式振捣器安装开启振捣器及向上拉动拖架搬移拖架振捣器磨光机磨平坡面人工压光。4.2施工方法4.2.1施工准备坡面薄壁混凝土施工前先进行拖架式振捣器的制作。拖架式振捣器由底面槽钢（20号槽钢）和平面钢板（厚度4 mm）焊接而成，槽钢和平面钢板长度齐平，槽钢和平面钢板长5.3 m（混凝土分缝长度5 m），槽钢面与平面钢板成140水平夹角。槽钢和平面钢板通过焊接连接，支架焊接好后，再将两个平板振捣器通过螺栓固定在底板槽钢上（平板振捣器离两端距离1.25 m的位置上），平板振捣器型号为ZW-7。拖架式振捣器横剖面如图2所示。图2拖架式振捣器横剖面图4.2.2测量放样渠道开挖完成后，对施工区段进行清理，清除基面的杂物、松动岩块等。按设计放出分块边线和高程，并用红油漆标在坡面上。测量放样的内容包括：坡面平整度测量、坡顶高程、侧模校正等项目，用全站仪测量放线。4.2.3侧模（兼导轨）的制作和安装侧模制作是按面板厚度来定制侧模的高度，侧模用5 cm厚的方钢制作，每节长度为5.0 m，用角钢拼装连接，侧模顶部用8号槽钢与侧模顶面连接，以增加侧模的稳定性。当混凝土浇筑基础底面验收合格后，即进行侧模安装，侧模面与混凝土面板齐平，并作为拖架式振捣器的导轨，侧模要安装牢固，表面平整、顺直。侧模安装好后，在侧模外侧每2 m打入22钢筋，钢筋长40 cm，外露615 cm（外露长度小于坡面混凝土厚度），以便固定侧模，防止侧模移动。侧模顶面必须顺直，不能有突变，否则影响拖架式振捣器的拖动，也会造成面板混凝土表面凹凸不平。侧模板全部安装完毕且校正无误后，再进行嵌缝、刷脱模剂，顶面方钢涂润滑油，以利拖架式振捣器的拖动，减小阻力。在安装侧模的同时，在待浇筑边坡仓外两侧安装可移动的上下爬梯（作为坡面上下的通道），爬梯设有坡面磨光、压光支架搭设的支撑，形成一个架空的操作平台。坡面混凝土采用跳块浇筑，当两侧相邻块体已浇筑时，中间块体不用安装侧模，两侧混凝土侧面可当作中间块体浇筑的侧模及导轨使用。4.2.4混凝土入仓及平仓混凝土用5 t自卸车运抵坡顶，卸入集料斗，通过溜槽入仓。坡面混凝土除必须达到设计的各项指标外，还应具有良好的和易性以便于输送，并有适宜的坍落度（58 cm）。不合格混凝土作废料处理。混凝土采用溜槽入仓，人工平仓，仓面表面基本平整后再进行拖动拖架式振捣器振捣。4.2.5拖架式振捣器安装先在待浇筑边坡坡顶中间位置固定好卷扬机（牵引力为3 t），卷扬机安放于坡面顶部，卷扬机固定在坡顶的马道上，距坡面边缘约1.0 m。牵引钢丝绳由承重托滚托起，不能在硬物上摩擦，防止钢丝绳受损。将拖架式振捣器架立于两边侧模上，通过坡顶卷扬机的钢丝绳与振捣器底座连接，卷扬机作为移动的牵引动力。卷扬机和振捣器通过现场施工供电或柴油发电机提供动力电源。4.2.6移动及振捣当拖架式振捣器就位及准备工作一切就绪后，由专人统一指挥，用口哨和旗语指挥拖架式振捣器拖动。坡面混凝土平仓后，开启卷扬机及振捣器，由下往上牵引拖架振捣器，边上升边振捣，利用附着式振捣器将混凝土振捣密实，每次挪动距离一般为1520 cm，每个部位振捣器时间为23 min4，牵引上升的速度由卷扬机的变频器控制。拖架振捣器停溜在面板的时间不宜过长，防止拖架振捣器的滑板与混凝土表面产生粘结，增大卷扬机的启动功率。渠道坡面薄壁混凝土拖架式振捣器施工见图3。72广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（2）图3渠道坡面薄壁混凝土拖架式振捣器施工4.2.7磨光、压光在混凝土浇筑完成后混凝土初凝前进行磨光施工，适宜抹面压光的混凝土贯入阻力为 0.53MPa之间4。压光分两次，第一次在磨光机磨完后及时压光，第二次等混凝土初凝前再压光一次，人工压光用铁抹子抹面，使面板混凝土达到平整美观，压光时禁止洒水湿润。磨光、压光在坡面搭设的架空操作平台上进行操作。4.2.8养护在浇筑养护过程中，温度较高天气施工时，主要靠洒水养护，当一块面板浇完后立即铺设草袋，洒水养护，草袋用钢筋或钢管架固定，以防滑落和被风掀起；在每一块面板浇筑完后618 h之间开始洒水养护4，在顶部铺设花眼钢管长流水不间断养护直至养护期结束。当出现低温天气时，应采取保温措施覆盖养护。5资源配置5.1主要机械设备材料坡面薄壁混凝土施工，主要机械设备材料见表1。表1主要机械设备材料序号123456机械设备材料发电机电控卷扬机三相附着式平板振捣器磨光机槽钢斜钢板型号规格ST 15JK/JM型ZW-720号150 mm4 mm数量1台1台2台1台5.3 m5.3 m5.2主要劳动力投入一个工作面主要劳动力投入见表2。表2主要劳动力投入序号12345工种现场管理人员机械操作手混凝土工模板工普工任务现场管理及技术指导卷扬机、发电机、磨光机操作混凝土浇筑模板安装协助配合其它工种工作人数132226质量控制（1）渠道薄壁混凝土施工必须严格执行国家、地方相关规程规范要求。（2）成立质量管理机构，编制拖架式振捣器施工方案，全面把控坡面薄壁混凝土施工质量。（3）模板应具有足够的强度、刚度，表面光洁平整、接缝严密，装拆方便。（4）混凝土应在施工前进行强度试配，控制好混凝土搅拌时间和坍落度。（5）严格按照坡面薄壁混凝土工序要求进行施工，控制混凝土振捣质量。混凝土浇筑结束具备一定强度后，立即用塑料薄膜、草袋覆盖，洒水养护，养护期间应使混凝土表面保持湿润。7安全措施（1）严格执行有关施工现场安全管理制度，针对本工程特点，编制拖架式振捣器施工专项方案和应急预案。（2）施工时加强振捣器的监测工作，发现异常及时停止。（3）发电机、卷扬机、振捣器应经常进行保养和检查，钢丝绳经常检查和更换，使其处于良好工作状态，保证拖架式振捣器的使用安全。（4）有关负责人、具体操作人要明确，严禁非专业人员操作。在卷扬机移动拖拉的过程中，要设专人指挥。（5）施工现场临时用电设施按规划布置并定期检查、维护，做好防雷保护、接地保护。（6）电缆线沿地面敷设，其绝缘良好，中间接头牢固可靠、无漏电，禁止承受拉力。（7）在边坡外设置防撞设施，设置警示灯、警示标志。（8）建立严格的安全教育制度，坚持职工岗前及转岗教育，每周按班组召开安全例会并加强施工73莫大源，黄文基:拖架式振捣器在渠道边坡薄壁混凝土施工中的应用作业人员的安全教育。8效益分析（1）成本效益。桂中治旱乐滩水库引水灌区工程渠道边坡薄壁混凝土坡长小，渠道上有较多交通桥、渡槽等跨渠建筑物，渠道衬砌机搬运困难，安装复杂，一次性机械成本投入大（一套渠道衬砌机价格大约58万元），成本高。拖架式振捣器所用的设备小型化，一次性机械成本投入少（一套拖架式振捣器及附属设施价格大约2.1万元），成本低，减少了资源投入，降低材料损耗和施工成本。质量、安全、工期可控，使用拖架式振捣器成本效益明显。（2）工期效益。相比传统的人工施工工艺和渠道衬砌机，拖架式振捣器施工工艺简单，实现了机械化作业，保证了施工质量，因单套设备投入少，可同时投入多台（套）设备，加快了施工进度，大大缩短了工期（在同等的成本条件下，工期缩短了15%）。工期效益明显。（3）社会效益。拖架式振捣器制作工艺简单，材料需求少，资源投入小，污染少，符合绿色施工的要求，取得了良好的社会效益。9结语在渠道边坡采用拖架式振捣器进行薄壁混凝土施工，渠道薄壁混凝土质量可靠，解决了过水断面混凝土表面平整度差、糙率大以及机械作业难度大等难题，坡面混凝土的厚度、平整度和强度均达到设计要求。在确保施工质量的前提下，提高了施工功效，节约了成本。施工全过程处于安全、优质、快速的可控状态。参考文献1李鹏浩.浅谈衬砌机在大型渠道混凝土机械化施工中的应用J.水利水电工程设计，2012（4）：26-28，56.2罗能权，曹扬，习立飞.两种渠道衬砌机衬砌施工质量控制及工效对比J.人民长江，2014（5）：91-93.3王龙飞.卷扬机系统主要部件的选型设计J.现代制造技术与装备，2019（5）：67-68.4刘卫军.渠道薄壁衬砌机械化施工技术J.山西建筑，2012（11）：88-89.（责任编辑：刘征湛）Application of tractor type vibrator in thin-walled concreteconstruction of channel slopeMO Da-yuan,HUANG Wen-ji(Haihe Water Conservancy Construction Co.,Ltd.of Guangxi Construction Group,Nanning 530000,China)Abstract:Tractor type vibrator has the characteristics of simple structure,low cost,small volume and convenienttransportation.Through the application of tractor type vibrator in the thin-walled concrete construction of channelslope,an introduction was made on the construction principle and method of tractor type vibrator.After vibratingconstruction,the concrete surface flatness,roughness and strength van be effectively controlled;the strength andflatness of thin-walled concrete of slope meet the design requirements.The application of tractor type vibrator isable to ensure the construction progress and quality as well as save construction cost of thin-walled concrete ofchannel slope.Key words：Tractor type;vibrator;channel slope;thin-walled concrete;construction74