装配式渡槽结构在水利灌溉工程中的施工工艺与安装效率

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李国印1 母杰2

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摘要

装配式渡槽因施工便捷、工期短等优势,成为水利灌溉工程的重要结构形式。研究聚焦其施工工艺与安装效率,构建涵盖预制构件生产(含模具设计、混凝土浇筑、质量检测)、运输吊装(含运输固定、吊装设备选型、吊装精度控制)、节点连接(含连接方式选择、密封处理、整体稳固性保障)的完整施工工艺体系。同时,从施工流程优化(工序衔接与并行作业设计)、专用设备及智能化技术(如BIM模拟、自动化吊装设备)应用、效率评价指标(工期、人工成本、构件损耗率)构建与策略制定三方面,探索安装效率提升路径。成果可为水利灌溉工程中装配式渡槽的规范化施工与高效安装提供技术支撑,对推动水利工程工业化建设、保障灌溉工程高效落地具有重要实践意义。


关键词

水利灌溉工程;装配式渡槽;施工工艺;安装效率;预制构件

正文


0 引言

水利灌溉工程是保障农业生产与粮食安全的关键基础设施,渡槽作为输水核心结构,其施工质量与效率直接影响工程整体效益。传统现浇渡槽存在施工周期长、现场作业量大、受自然环境影响显著等问题,难以适配现代农业对灌溉工程快速落地的需求。装配式渡槽凭借构件工厂预制、现场快速组装的优势,为解决传统施工痛点提供了有效路径。但当前其施工工艺尚未形成统一规范,安装效率提升也缺乏系统指引。基于此,聚焦水利灌溉工程场景,明确装配式渡槽施工工艺与安装效率的核心研究范畴,通过构建工艺体系、探索效率提升路径,为工程实践提供科学支撑,助力水利灌溉工程高质量、高效化建设。

1 装配式渡槽结构的施工工艺体系构建

1.1 预制构件的生产与质量控制工艺

装配式渡槽预制构件生产需构建标准化流程,从模具设计入手,根据渡槽结构尺寸(如槽身、支撑墩)定制高精度钢模,确保模具拼接严密、尺寸误差控制在规范允许范围内。混凝土浇筑环节采用自动化布料机分层浇筑,结合振捣棒与附着式振捣器协同作业,保障混凝土密实度,同时严格控制水灰比与坍落度,适配不同气候条件下的施工需求。养护阶段采用蒸汽养护与自然养护结合的方式,前期通过蒸汽养护加速混凝土强度增长,后期转入自然养护确保强度稳定。质量控制方面,建立全流程检测机制,原材料需经进场检验(如水泥强度、骨料级配),构件生产中通过预埋传感器监测内部温度与应力变化,出厂前进行外观检测(表面平整度、裂缝检查)与实体检测(回弹法测强度、超声波检测内部缺陷),确保预制构件质量达标。

1.2 构件运输与现场吊装施工工艺

构件运输需结合构件重量(如大型槽身可达数十吨)与运输距离制定方案,采用专用平板运输车,底部铺设柔性缓冲垫并通过型钢固定,防止运输过程中构件移位或碰撞损坏;运输路线需提前勘察,避开颠簸路段与限高限宽区域,同时根据天气情况做好防雨、防晒措施。现场吊装前需完成场地平整与地基加固,根据构件类型选择合适吊装设备(如汽车起重机、履带起重机),并通过受力计算确定吊点位置与吊装角度。吊装过程中采用双机抬吊或单机吊装结合牵引绳的方式,由专人指挥协调,实时监测构件姿态,确保精准对接安装位置;吊装完成后及时进行临时固定,防止构件倾覆,保障吊装施工安全与精度。

1.3 节点连接与整体成型施工工艺

装配式渡槽节点连接需兼顾密封性与结构稳定性,根据不同节点类型(如槽身拼接节点、槽身与支撑墩连接节点)选择适配连接方式,常用的有预应力张拉连接与灌浆套筒连接。预应力张拉连接需在构件预设孔道,穿束后采用智能张拉设备按设计应力分级张拉,确保张拉力均匀;灌浆套筒连接则需清理套筒内杂物,采用专用灌浆料从下至上压浆,通过压力监测确保灌浆饱满。节点密封处理采用遇水膨胀止水条与双组分聚硫密封胶组合形式,先粘贴止水条再灌注密封胶,压实抹平确保无缝隙。整体成型阶段需对所有节点进行二次检查,通过水压试验检测输水密封性,同时监测渡槽整体轴线与高程偏差,对不符合要求的部位及时调整,保障渡槽结构整体稳固、输水功能可靠[1] 

2 装配式渡槽结构安装效率的提升路径

2.1 施工流程优化与工序衔接设计

为提升装配式渡槽安装效率,需从施工流程优化与工序衔接两方面系统设计。流程优化上,采用“工厂预制—同步运输—现场组装”的并行作业模式,在构件预制后期即启动运输路线规划与现场吊装场地平整,避免工序脱节;同时梳理关键节点(如构件进场验收、吊装定位、节点连接),通过压缩非必要等待时间、合并同类工序,缩短整体工期。工序衔接设计需明确各环节时间节点与责任主体,例如构件进场后24小时内完成验收并转运至吊装区,吊装完成后立即开展节点连接作业,同时建立工序交接核验机制,确保上一工序质量达标后再进入下一环节,实现流程顺畅衔接,减少工期浪费[2]

2.2 专用设备与智能化技术应用

专用设备与智能化技术是提升装配式渡槽安装效率的核心支撑。设备方面,选用大吨位专用吊装设备(如定制化门式起重机),搭配自动调平装置,提升构件吊装精度与速度;配置构件专用运输架,避免运输过程中构件损耗与变形,保障安装顺利推进。技术应用上,引入BIM技术构建渡槽全三维模型,提前模拟构件吊装路径、节点连接细节,预判施工难点并优化方案;采用智能监测设备(如高精度定位传感器、应力监测仪),实时采集安装过程中的构件位置、连接应力等数据,实现安装质量动态管控;同时利用数字化管理平台整合施工进度、设备调度、人员配置等信息,提升现场管理效率,推动安装过程智能化、精准化[3]

2.3 安装效率评价指标与提升策     

构建科学的安装效率评价指标体系,并针对性制定提升策略。指标体系涵盖工期指标(单跨安装时长、整体工程工期)、资源指标(人工投入量、设备利用率)、质量指标(构件安装合格率、节点连接达标率),通过量化数据直观反映安装效率水平。提升策略需结合指标反馈制定:针对工期滞后,优化流程或增加关键设备投入;针对人工效率低,开展专项技能培训,规范操作流程;针对质量问题导致的返工,强化预制构件出厂检验与现场安装前复核。同时建立指标动态监测机制,定期分析效率波动原因,持续调整策略,确保装配式渡槽安装效率稳定提升,满足水利灌溉工程快速建设需求。

3 结语

装配式渡槽作为水利灌溉工程的高效结构形式,其施工工艺规范化与安装效率提升对工程落地意义重大。研究通过构建“流程优化-技术应用-效率管控”的完整体系,明确施工流程并行化与工序衔接标准化方案,依托专用设备与BIM、智能监测等技术强化安装精准性,同时建立多维度评价指标与动态提升策略,形成覆盖安装全流程的效率提升路径。该成果有效解决了装配式渡槽施工中流程脱节、技术适配性不足、效率评价模糊等问题,为工程实践提供了可操作的技术范式,对缩短灌溉工程建设周期、降低施工成本、保障工程质量具有重要实践价值。未来可进一步探索模块化施工与智能建造技术的深度融合,优化大跨度、复杂地形下的安装方案,为水利灌溉工程工业化、智能化发展提供更强支撑。

参考文献

[1]孙万林,张伟.基于装配式拱形结构的渡槽重建设计[J].治淮, 2025(1):53-55.

[2]钟砥宁,边立明.东深供水改造工程渡槽伸缩缝止水设计与施工[J].人民长江, 2003, 34(11):3.

[3]袁文龙.简谈装配式矩形渡槽绿色施工技术的应用[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2023.

 


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