淺談小型渠道防滲襯砌施工技術(shù)

何文強(qiáng)

(陜西省桃曲坡水庫(kù)灌溉管理局，陜西 銅川 727100)

淺談小型渠道防滲襯砌施工技術(shù)

何文強(qiáng)

(陜西省桃曲坡水庫(kù)灌溉管理局，陜西 銅川 727100)

小型渠道襯砌和防滲處理是灌區(qū)節(jié)水灌溉推廣中重要的工程措施，根據(jù)渠道設(shè)計(jì)流量、渠道斷面尺寸選擇防滲形式和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，使新襯砌渠道達(dá)到提高水利用系數(shù)之目的。本文通過對(duì)桃曲坡灌區(qū)工程現(xiàn)狀存在問題進(jìn)行客觀分析，科學(xué)選擇渠道襯砌形式，并對(duì)施工方法和技術(shù)進(jìn)行有效探索。

灌區(qū);小型渠道;施工技術(shù);探索

1 桃曲坡灌區(qū)小型渠道現(xiàn)狀

桃曲坡灌區(qū)轄富平縣、銅川新區(qū)、耀州區(qū)及三原縣19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)198個(gè)行政村，總?cè)丝?6.94萬人，灌區(qū)總耕地面積50.35萬畝，設(shè)施灌溉面積31.83萬畝，包括干、支、斗、分渠及渡槽、倒虹、抽水站等。干渠有高干渠、東干渠、西干渠和民聯(lián)渠4條，總長(zhǎng)77.64 km，目前已襯砌32.74公里，占42.16%。支渠有14條，長(zhǎng)153公里，目前已襯砌38 km，占25%，斗渠共長(zhǎng)310 km，已襯砌39 km，占12%。工程按照“先骨干，后配套，邊建設(shè)，邊受益”的原則進(jìn)行。先期建設(shè)以斗渠、道路、渠樹為骨架的雛形，再次建設(shè)分渠、引渠和腰渠，形成大型方田套中型方田、中型方田套小型方田的整體格局。

2 小型渠道運(yùn)行中存在問題

上個(gè)世紀(jì)，灌區(qū)在干、支、斗渠在流量和斷面尺寸方面大小差異較大，均為梯形渠道，經(jīng)過四十多年運(yùn)行，渠道沖刷和損毀嚴(yán)重，灌溉中滲漏現(xiàn)象普遍，導(dǎo)致水資源大量浪費(fèi)。其中斗渠以下工程由于渠系建筑物配套差，斗分渠襯砌率低，采用單一的砼現(xiàn)澆或砼預(yù)制板等防滲材料，其抗凍、抗?jié)B性能差，工程建設(shè)期間施工技術(shù)落后，質(zhì)量控制體系薄弱，運(yùn)行中斗渠由受益村組管理，產(chǎn)權(quán)模糊使斗渠以下工程無人管理，加之灌區(qū)資金拮劇，無力對(duì)斗分渠工程進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，所以目前灌區(qū)斗渠以下工程凍脹和沖刷破壞、淤積、襯砌板斷裂和缺失現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致田間水利用系數(shù)較低，成為制約灌區(qū)灌溉效益發(fā)揮的主要原因，所以解決小型渠道襯砌和防滲成為深化灌區(qū)灌溉管理工作和節(jié)約水資源的重點(diǎn)。

3 灌區(qū)渠道防滲襯砌形式和方式選擇

灌區(qū)節(jié)水續(xù)建是要滿足輸水流量條件和減少渠道滲漏，達(dá)到減少工程回填量，改善水流條件，減輕凍脹破壞，延長(zhǎng)工程壽命。目前灌區(qū)渠道改造采用弧腳梯形、弧底梯形和U型斷面。其中弧腳梯形、弧底梯形因其水流條件好，減少淤積，具有一定的抗凍漲能力，這種斷面主要用于干渠和流量較大的支渠。而目前灌區(qū)推行的U型渠道輸水輸沙能力強(qiáng)，凍脹程度僅為梯形的1/3－1/4，便于機(jī)械化施工，加之土工布覆膜技術(shù)應(yīng)用，渠底現(xiàn)澆，坡板可在灌溉行水期提前預(yù)制，在非灌溉期施工，這樣以來可以縮斷工期，降低投資，U型斷面成為小型渠道改造的首選技術(shù)。目前灌區(qū)渠道襯砌采用翻板澆筑法、滑膜施工法和襯砌機(jī)施工法。在總結(jié)各施工方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)小型 U型渠道，按照每2km左右將全渠劃分為若干區(qū)段，在區(qū)段中間設(shè)置砼攪拌站，按照施工工序流程由前到后進(jìn)行流水線作業(yè)，同時(shí)推進(jìn)，渠道襯砌一次成型，此為整體連續(xù)澆筑施工方法，其技術(shù)在桃曲坡灌區(qū)小型渠道施工得到推廣與應(yīng)用。

4 渠道襯砌整體連續(xù)澆筑法施工技術(shù)

4.1 渠道基槽的填筑與開挖

首先對(duì)原渠槽進(jìn)行清除，拆除破損襯砌板，清基后用素土或灰土換填，土方回填采用全斷面回填，每層厚度控制在20 cm左右，用機(jī)械逐層夯實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)密實(shí)度0.93以上，然后用小型挖掘機(jī)開挖渠槽并保留保護(hù)層，并按照襯砌斷面精修土模，土模平整度控制在1cm內(nèi)，斷面誤差在5 mm以內(nèi)，砼襯砌前如果土模干燥，采用灑水濕潤(rùn)保證砼襯砌質(zhì)量。

4.2 土工膜加工和鋪設(shè)

土工膜采用膜厚大于 0.22 mm、150 g/m2一布一膜 PE復(fù)合土工膜，施工中采用一布一膜形式，膜料根據(jù)基槽斷面尺寸的大小及每段長(zhǎng)度剪裁。縱向鋪設(shè)時(shí)按基槽的斷面尺寸計(jì)算所需膜料的幅數(shù)，將膜料疊成“琴箱”式，先橫向放在下游槽內(nèi)，再將一端與先鋪好的膜料或原建筑物在現(xiàn)場(chǎng)連接，再拉展鋪開。橫向鋪設(shè)時(shí)，以鋪設(shè)基槽斷面的長(zhǎng)度為一幅，由渠道一岸經(jīng)渠底向另一岸鋪設(shè)，小型渠道一般為50～60 m，大中型渠道可選用20～40 m。膜料連接用搭接法和粘接法進(jìn)行處理，搭接寬度一般不小于20 cm。當(dāng)天澆筑當(dāng)天鋪膜，避免膜料裸露時(shí)間過長(zhǎng)，影響其性能。

4.3 模具制作和安裝

按照設(shè)計(jì)斷面，用角鋼制作模具拱架，角鋼兩端應(yīng)長(zhǎng)出砼封頂板20 cm，再用縱向角鋼分別連接拱架上下兩端，用短角鋼橫向連接拱架下端，用長(zhǎng)角鋼橫向連接拱架上端形成模具主骨架。為了便于澆筑渠道底部，將圓弧段圓切角25°～30°以下部分留空，以上部分外包2.5 mm厚鋼板，并用扁鋼作肋，間距15～20 cm，形成整體模具;按照伸縮縫形狀制作伸縮縫夾板，按照伸縮縫間距和操作要求確定每件模具的長(zhǎng)度，在拱架上鉆孔，位置應(yīng)一致，便于用鋼銷或U型環(huán)定位連接，模具重量控制在160 kg左右，長(zhǎng)度1.5 m，模具用料要具有一定的強(qiáng)度和剛度。砼澆筑前，平整渠槽兩岸平臺(tái)，沿渠兩邊平臺(tái)縱向擺放支墊角鋼，其一邊支墊模具，另一邊作為封頂板的外模。將模具放入渠槽中，支撐在角鋼上，調(diào)整模具中線和渠道中線重合，并處于設(shè)計(jì)高程位置后，打鋼釬將模具與渠岸固定。一般3～4件模具連接為一體成為一個(gè)倉(cāng)段，經(jīng)檢查合格后澆筑砼。

4.4 施工中原材料要求

施工砼優(yōu)先選用 PC32.5普通硅酸鹽水泥，采用 C15和C20強(qiáng)度等級(jí)，抗凍標(biāo)號(hào) D50－D100，抗?jié)B標(biāo)號(hào) S2－S4，砼襯砌板厚度一般為7～10 cm;骨料采用天然級(jí)配的中粗砂，最大粒徑不超過20 mm，含泥量不超過3%，針片狀含量不大于25%，水灰比不大于0.5，塌落度在1～3 cm較適宜，為了使其有較好外觀質(zhì)量和防滲能力，砂率一般在0.4～0.55;可摻加不大于20%的粉煤灰，用來改善砼和易性，C15砼每立方用量不小于310 kg，C20不小于350 kg。

4.5 砼澆筑

按照立模的先后順序逐倉(cāng)澆筑，一倉(cāng)完成后再澆筑下一倉(cāng)。首先澆筑邊坡部分，并使砼從模具底部擠出，待邊坡澆滿后再澆筑渠底，并用振搗器充分振搗避免出現(xiàn)冷縫。如果先澆筑渠底，當(dāng)邊坡澆筑完成后，渠底砼將變得干硬而無法收面，使外觀質(zhì)量較差。邊坡砼在澆筑渠底的同時(shí)逐漸“硬化”，可減少滑塌的可能性，加快模具周轉(zhuǎn)。砼應(yīng)用攪拌機(jī)集中拌和，人工均勻入倉(cāng)，用插入式震動(dòng)器逐層振搗密實(shí)。根據(jù)氣溫情況，澆筑砼前，緊貼模具表面鋪設(shè)塑料膜并可靠固定，作為脫模措施。一般待20～30 min即可逐段抬去模具，在前面繼續(xù)支模。拆模后立即人工原漿收面兩遍，其作用可以及時(shí)處理砼質(zhì)量缺陷，提高渠道表面平整度和光潔度，增加砼抗?jié)B能力。

4.6 伸縮縫灌填

伸縮縫是砼襯砌渠道的主要滲漏途徑，以前灌區(qū)渠道襯砌多采用跳倉(cāng)的方式施工，伸縮縫處理滯后時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致伸縮縫中填滿了泥水、砂土等雜物，砼表面很難清理干凈，防滲效果并不理想。采用整體連續(xù)澆筑施工，砼襯砌渠道應(yīng)每隔4～5 m設(shè)置伸縮縫，形狀應(yīng)為梯形或矩形，砼澆筑完成24 h，即可灌填伸縮縫，縫內(nèi)用熱熔的802型聚氯乙烯膠泥灌填，用厚度不小于2 cm的水泥砂漿封口。處理完成后即可與砼同時(shí)、同條件養(yǎng)護(hù)，保證了施工質(zhì)量。

5 結(jié)論

采用定型模具整體連續(xù)澆筑，改變了灌區(qū)傳統(tǒng)的支斗渠砼襯砌施工技術(shù)，班組最高日進(jìn)度130 m，平均70 m，使建設(shè)工期大為縮短，達(dá)到了襯砌一段即可投入運(yùn)行一段，同時(shí)渠道改造不影響灌溉，農(nóng)田灌溉不牽制施工的理想效果。近幾年桃曲坡灌區(qū)開挖斗、分、引渠160條，總長(zhǎng)25.3 km，U型渠道襯砌 32條，長(zhǎng) 25.8 km，加襯引、順、腰渠 78條，長(zhǎng) 11.3 km，通過對(duì)已襯砌渠道運(yùn)行中多次實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn):比降1/500的U型襯砌斗渠流速平均為 1.34 m/s，最大達(dá) 1.488m/s;比降1/150 的分渠流速為 1.94 m/s，最大達(dá) 2.04 m/s，時(shí)間縮短3/4。斗渠水的利用率達(dá) 0.945，比土渠 0.71高出 24.9%;分引渠水的利用率達(dá)0.98以上，U型襯砌渠道每公里節(jié)省土地1.07畝。目前已經(jīng)完工并投入使用的渠道每年可節(jié)約水量353萬 m3，節(jié)水率為6.4%，渠系水利用系數(shù)由原來的0.545提高到0.591，節(jié)水效果十分顯著，也增加有效灌溉面積，對(duì)提高灌區(qū)抗御自然災(zāi)害的能力、促進(jìn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源的合理配置，保障農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展起到了一定的作用。

S274.2

B

1004－1184(2012)05－0191－02

2012－03－31

何文強(qiáng)(1971－)，男，陜西興平人，工程師，現(xiàn)主要從事農(nóng)業(yè)灌溉管理工作。