摘要：结合渠道断面轴线走向、结构形式以及当前水利建设市场劳务人员素质普遍技能水平不高，质量控制难的实际状况，通过采用机械化施工手段，提高施工速度，利于控制施工质量，通过该施工方法的应用，取得了不错的施工效果，可为类似工程施工提供参考。
关键词：渠道衬砌；衬砌机；小断面
1、工程概况
红岭灌区工程位于海南省东北部及中部的海口市、文昌市、定安县、琼海市、屯昌县、琼中县6市县境内，是红岭水利枢纽工程的配套项目，其渠系主要有总干渠1条，东干渠、西干渠各1条，分干渠3条，支渠31条，分支渠5条，囤蓄水库补水渠3条，干斗35条。灌区工程的渠道全长.2km，其中总干渠总长15.7km，东干渠.9km，西干渠29.9km，分干渠总长.7km，东干渠系统支渠总长.0km，西干渠系统支渠总长46.1km。总干渠渠首设计流量为45.0m3/s，东干渠渠首设计流量为40.0m3/s，西干渠渠首设计流量为6.0m3/s。
红岭灌区工程渠道结构形式有预制U型槽和梯形断面。梯形断面采用现浇混凝土施工，结构形式有8cm和10cm厚C20混凝土，传统工艺，分渠坡、渠底，跳仓衬砌，施工工序多，施工控制与质量控制点多，不利于施工管理，为此施工时进行了技术创新，利用自行研制的全断面衬砌机进行小断面渠道衬砌施工[1]。
本次全断面衬砌方案，应用在了东干湖山、冯坡、抱罗支渠小断面衬砌施工中，该3条支渠长为24.6km，断面尺寸为上宽cm，下宽56cm，净高cm，边坡坡比为1：1，设计流量1.4m/s。地质条件为全风华岩或为含粉细石土层中，渠道衬砌厚度8cm厚C20混凝土。根据断面尺寸，自行设计和制造全断面渠道衬砌机来进行衬砌施工。
2工艺原理
根据渠道的梯形断面形式，制作与其相适应的梯形衬砌机，然后利用衬砌机的自重，对衬砌用混凝土进行挤压，使其一次成形断面；这将传统施工中的混凝土布料、振捣、抹平等工序集成在较短的纵向空间内依次顺序完成，实现连续作业[2]。
3全断面衬砌机设计与制作加工
项目进场后，根据现场实地察看情况结合南水北调渠道衬砌土施工经验，对施工图设计的小断面衬砌方案进行优化，由设计的先渠底，再渠坡施工优化为采用全断面衬砌机一次成型的方案，自行设计后委托具有渠道衬砌设备生产加工的企业，深人施工现场结合红岭灌区东干支渠的情况，参考建筑施工计算手册-中国建筑工业出版社及渠道防渗工程技术规范进行全断面衬砌的设计与加工制造。全断面衬砌机由进储料系统，布料、摊铺及振捣系统，自重成型系统，人工补充系统，牵引系统，动力控制系统组成。全断面衬砌机采用型钢、角钢、钢板等通过冲压、焊接、拼装形成，通过连杆及轴承，与电动机连接，形成整个系统[3]。具体见图1。
4全断面衬砌机衬砌施工工艺流程
4.1衬砌施工工艺流程
基面验收→衬砌机就位→混凝土人仓→渠道衬砌施工→人(1)基面验收：渠道衬砌前，更换挖掘机斗，采用与渠(2)衬砌机就位：经监理工程师验收，并确定合格后，安(3)混凝土人仓：在混凝土人仓前，先对渠坡及渠底洒工切缝→衬砌机行走→衬砌混凝土养护→下一衬砌循环施工。
4.2全断面衬砌施工方法
基面验收：渠道衬砌前，更换挖掘机斗，采用与道开挖梯形断面尺寸相同的自制斗，根据设计轴线走向进行渠道梯形断面开挖，该开挖方法可将断面开挖误差控制在2cm以内。经测量校核，符合规范要求后，请监理工程师对基面进行验收。监理工程师经测量复核，渠底宽、边坡坡比、开口宽度、渠道深度等开挖尺寸符合的规范要求后，确定基面验收合格，然后进行一下工序安排。
衬砌机就位：经监理工程师验收，并确定合格后，安排衬砌机进驻工作面。在此之前，先根据渠道断面尺寸和衬砌机的宽度，确定两侧行走宽度及安装高度，并按轨道路线位置和高度，安装轨道，轨道采用[10cm槽钢铺设在已开挖成型断面的两侧上。安装完成后，复核并确认轨道线路走向和高度是否准确，确认后，采用汽车吊将衬砌机吊装就位，并调整其各部位置，使其距开挖面的距离满足设计的渠道面板衬砌厚度要求。
混凝土入仓：在混凝土入仓前，先对渠坡及渠底洒水湿润，以避免混凝土在衬砌施工过程中水分的损失，影响衬砌质量。C20衬砌混凝土由拌和站集中拌制，混凝土各项技术参数经试验室确认符合设计及规范要求后，采用6m3混凝土搅拌车通过沿渠施工道路运至工作面。衬砌机与混凝土搅拌车间的混凝土运输，采取加长搅拌车下料口长度解决，混凝土自搅拌车出料口直接放入衬砌机进储料系统。
渠道衬砌施工：当衬砌机进储料仓内混凝土即将灌满时，启动牵引系统和布料、摊铺及振捣系统，衬砌机开始沿行走轨道前行，混凝土搅拌车与其同步开始行走，以确保混凝土的连续供应，持续形成衬砌面，在混凝土初凝前，对衬砌成型有局部缺陷的部分进行人工处理，由工人对衬砌再进行修补、抹面、压光。
人工切缝：渠坡、渠底衬砌成型后，按照设计5m一分缝的要求，人工用切刀进行施工缝切开成型，缝宽2cm。切缝紧随成型及人工修整后进行，确保流水施工作业。
牵引行走：在衬砌机前进方向间隔50m左右，采用D50mm钢棒打入渠底，中10mm钢丝绳，利用衬砌机后端的卷扬机，牵引衬砌机匀速向前推进。
养护：混凝土最后一次抹光后，及时采用土工布覆盖并洒水养护，确保混凝土成型后质量，养护14天后进行伸缩缝的填缝处理及压顶回填。
5质量控制及注意事项
(1)渠道开槽前，现场测量人员首先对业主提供的测量控制成果资料进行复核，并进行准确放线，施工人员严格按照控制点进行开挖。
(2)在施工过程中，施工人员会同测量人员随时校核渠槽的底宽、渠底高程、边坡坡比、开口尺寸和衬砌机行走轨道的线路方向及高程，以确保渠槽断面尺寸与衬砌机安装准确；
(3)渠道的各类开挖成型尺寸，衬砌机安装后衬砌厚度必须经监理验收，不合格不准进行下一工序施工。衬砌机行走方向有轨道高度必须经测量和专职质量人员验收合格，否则不得进行衬砌。
(4)试验室按规范要求时间间隔对衬砌用混凝土进行取样检测，确保混凝土质量的持续稳定供应。
(5)拌和站称量系统期进行调校，确保称量准确；加强设备保养，使设备处于良好工况。
(6)核实衬砌机的断面是否与渠道截面吻合，与基层和混凝土接触面是否光洁，检查衬砌机振捣系统、牵引系统是否完好。
(7)起步时，调整好衬砌机的位置，尤其是尾部的位置。
6经济对比
(1)成本控制对比：通过全断面衬砌机在小断面渠道面板衬砌施工与常规衬砌方法的技术与实践对比，从表1的经济分析可以看出，优化后可节约人工成本约60%，同时也大大节约模板安装、拆除费用，按1m渠道0.36m混凝土计算，1m混凝土的模板量为2.8~3m2。但唯一缺点为机械设备一次性投入较大(设备增加投资10万元)，不适用衬砌工程量小的项目。针对小流量断面，长度2km以上的渠道较为适用。
(2)质量控制：采用衬砌机一切成型，避免安装模板加固，人仓振捣后采产生的蜂窝、麻面。一切成型后质量平整、光洁，外观质量优良，利用附着振捣及自身重量，混凝土成型后密实度高，质量得到保证。
(3)进度控制：通常情况下，进行该断面渠道衬砌施工，需投入人工10人，8小时作业，能完成衬砌作业40m。如果采用衬砌机作业，投入8个工人，8小时作业可以衬砌m，施工效率明显提高。
7结束语
通过优化方案进行小断面渠道衬砌施工，保证了小断面、薄壁渠道面板衬砌施工质量，节约了工期；同时该方法减少了模板消耗，可实现连续进行混凝土浇筑，减少了施工过程中的混凝土浪费，体现了绿色施工理念，受到业主及监理的一致好评，社会效益明显，在国内类似施工项目中推广前景广阔。
参考文献
[1]组合钢模板技术规范：GB-[S].北京：中国标准出版社，.
[2]江正荣.建筑施工计算手册[M].北京：中国建筑工业出版社，：.
[3]钢结构设计标准：GB-[S].北京：中国标准出版社，.
作者简介
李友谊，男，四川广安人；高级工程师；从事建设工程施工技术与管理工作。
胡红一，男，河北保定人；高级工程师；从事建设工程施工技术与管理工作。
张丙，男，河南南阳人；工程师；从事建设工程施工技术与管理工作。