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摘要:渠道防渗材料和技术措施很多,采用混凝土衬砌渠道防渗是目前用的最多的防渗技术措施。渠道防渗技术是当前减少渠系输配水损失的主要措施,混凝土衬砌渠道是防渗用的最多的形式。做好渠道混凝土防渗工程是提高现有灌溉工程效率,提高渠系水利用系数,节约用水,扩大灌溉效益的重要途径。
关键词:水利工程;混凝土衬砌;渠道渗漏
引言:水利工程施工过程中,应用衬砌混凝土施工技术不仅能够提高水利工程的施工质量,还能够使水利工程避免出现坍塌、围堰变形等问题,真正的保证了水利工程的运行安全性。衬砌混凝土施工技术在施工过程中其应用环节较多,因此必须要保证灌注、运输及压浆等环节的质量。
1混凝土防渗的优缺点
1.1混凝土防渗优点
1.1.1防渗漏效果好
混凝土衬砌渠道,一般能减少渗漏损失达90%以上,渠道水利用系数可达0.95。
1.1.2耐久性好
加强维修养护,混凝土衬砌渠道可运行30a以上。
1.1.3糙率小
混凝土衬砌渠道可减少沿程水头损失,糙率在1.20~1.70×10-3范围内。而且,允许流速大,一般为3~6m/s。坡降较陡时连接建筑物,可缩小渠道断面,减少土方工程量和占地面积,节约投资。
1.1.4衬砌后强度高,方便管理
采用混凝土衬砌的渠道相比用其他材料强度高,可有效防止动、植物穿透和其它外力的破坏,便于管理和节约运行维护成本。
1.1.5适应性广泛
混凝土浇筑部分通常采用预制构件进行装配,受气候条件影响小,可工厂批量化生产,不受季节限制。预制构件质量易于保证,还能很好利用渠道停水或灌溉间隙进行现场装配,加快施工进度,适应一些施工季节较短的灌区。
1.2混凝土防渗缺点
混凝土衬砌渠道适应变形能力差。混凝土凝固刚度大,适应变形能力差,这就要求地基要压实,防止沉陷造成破坏。还要注意变形缝的设置,防止热胀冷缩温度变化破坏。另外造价偏高。渠道衬砌在缺乏砂石料地区,由于不能就地取材,混凝土衬砌造价会偏高。
2混凝土衬砌防渗渠道断面形式
2.1梯形断面形式
防渗渠道也是多种多样,采用最多的断面形式还是梯形,尤其是较大规模渠道断面一般都采用梯形断面。梯形断面稳定性好,断面利用率高,施工时便于开挖,运行时容易维修养护。
2.2矩形断面形式
防渗渠道采用矩形断面,具有施工开挖量少、占地省、水流条件较好等特点,适宜在山丘及穿村渠道。
2.3U形断面形式
U形渠道断面形式衬砌具有防渗效果好,水流条件佳,占地少,适应温度变形能力强,投资少,寿命较长等特点。U形断面适宜于小型渠道。
2.4复合形断面形式
在流量变化较大的情况下,宜采用复合型渠道断面。
2.5其它改进断面形式
为了改善过流条件,适应热胀冷缩变形,可以因地制宜采用弧形渠底梯形、弧形坡脚梯形以及半圆形等等。
3渠道混凝土防渗技术措施分析
3.1科学规划优化设计
渠道防渗科学规划优化设计很重要,应结合实际,考虑施工技术水平、造价、耐用、运行安全、维修方便等因素,合理确定防渗规模、范围、防渗材料及断面形式、结构尺寸等技术方案,忽略哪一方面就达不到预期效果,也就称不上科学规划优化设计。新三义寨引黄灌区在一期干渠建设中,受资金、时间等因素影响,规划设计比较仓促,渠道仅衬砌边坡,护砌高度也偏低,边坡衬砌每10m一分缝,加之冬季施工防护不够,出现了渠坡裂缝、冲刷、塌陷、滑坡等问题,影响力工程的正常运行。二期渠道混凝土衬砌采取全断面衬砌,每5m分一道横缝,并考虑防冻要求等科学规划设计,精心规范施工,确保了工程质量。渠道运行20多年来基本完好。
3.2施工技术措施
3.2.1严格控制回填土的施工质量和标准
渠道衬砌通常是在原有不平整的渠床上实施,严格控制回填土的质量十分重要。压实削坡比较容易做到做好,少量回填压实达到设计标准和要求比较困难。采用小型机械碾压振捣、人工夯实要求精准细作。对于砂质土壤就很难做好,经实验研究采用“水力充填”的重新造床施工方法,成功解决了这一关键技术难题。新三义寨、人民胜利渠灌区采取“水力充填”办法,利用渠道中淤积的泥沙,用水力挖塘机冲泥抽沙输送到事先在渠边坡上围埂内沉淀,使土体压实度达到设计要求。这个办法在很多引黄灌区得到应用,效果很好。
3.2.2防冻胀施工技术
混凝土防渗渠道防冻胀措施很多,除了从优化设计方面注意衬砌断面结构形式,合理确定有关尺寸外,还有以下几种措施:一是在混凝土中添加防冻剂或粉煤灰和木钙。二是在衬砌底板与基土之间设置保温层[1]。三是对渠床土体进行置换、隔水、排水等方法处理;具体使用什么方法要因地制宜,不可生搬硬套。河南省大型灌区地理位置多属暖温带气候,冻胀裂缝大多在渠道背阴坡面,宜采用混凝土中掺粉煤灰和木钙的方法,此法在人民胜利渠和新三义寨等多个灌区都取得了令人满意的效果。
3.2.3不良地质条件渠段的技术处理
对于黏土夹层土质的地下水处理,采用井点排水效果差,仓面会有明水。采取挖排水沟(齿槽)加集水坑,仓面挖小排水沟引水入集水坑集中排走,浇注混凝土时可保持仓面无明水。对于稀泥段的处理,采用人工挖除、垫碎石、回填砂土等办法处理后再进行衬砌。
4水利工程渠道防渗施工管理的策略
4.1提高认识,加大渠道防渗力度
渠道防渗对减少渗漏提高渠系水利用率,节约用水潜力巨大,目前全省渠道防渗长度只有60%左右,任务仍旧很大,应在全省加强宣传力度,提高各级领导干部及广大群众意识,积极筹措资金,加快渠道防渗工程建设步伐[2]。
4.2加快防渗新材料的研究与推广
渠道防渗使用的传统材料有灰土、水泥土、砌石、混凝土和沥青混凝土等。随着防渗工程的发展,逐步开发利用了一些新型材料如:膜料渠道防渗层、新型伸缩缝止水材料及新型防冻害温材料,进而又从单一刚性材料防渗结构发展成为复合式防渗结构,即由柔性膜料防渗层、过渡层、混凝土等刚性材料保护层组成、两种材料互相扬长避短,显示了明显的技术经济性能,是今后发展趋势[3]。土壤固化剂是20世纪中期出现的新材料,它能与各种土壤发生反应形成有一定承载能力,抗渗能力和耐久性的固化土,主要特点是就地取材且工程造价低,目前我省防渗工程适用的主要是传统的混凝土材料,其他材料研制和推广应用也在进行中,今后可加大研制推广应用力度并从资金方面给予支持,加快新材料应用的研究步伐。
4.3改进渠道防渗施工方法
渠道防渗的施工方法今后要向半机械化、机械化方向发展,今后在渠道防渗工程中,结合实际进行土渠开挖,基土压实、混凝土浇筑、膜料铺设等环节进行半机械化和机械化应用研究,以进一步解放生产力,减少人为因素造成的质量问题来确保工程质量提高。目前U型渠槽开渠机,小型U型渠混凝土浇筑机,大中型U型渠采用喷射法施工的DLQ—100型预制压块机等机械使用都比较成熟,应积极推广到各个灌区应用,并不断改进完善施工工艺。
结论
综上所述,随着水利工程建设规模的不断增加,为了提高水利工程施工建设质量,加强对施工技术的管理控制,其中衬砌混凝土施工技术能够提高水利工程施工质量,提高地基的防渗能力,因此必须要将各个施工环节进行有效控制,从而保证水利工程施工质量的提升,促进我国水利工程的稳定发展。
参考文献:
[1]陆淑琴.水利工程建设施工中混凝土衬砌渠道防渗漏技术的运用[J].甘肃农业,2017(21):40-41.
[2]吴清源,熊昊冠.水利工程中衬砌技术的应用探析[J].黑龙江水利科技,2017,45(12):158-160.
[3]张宝才.衬砌混凝土技术在水利工程渠道施工中的应用研究[J].黑龙江科技信息,2016(03):258.