U形砼防滲渠施工技術(shù)分析與方法

山東省萊蕪市萊城區(qū)高莊街道辦事處水利站 李軍

水資源緊缺，已成為對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要制約因素，推廣各種節(jié)水灌溉技術(shù)、提高水的利用率已成為當(dāng)務(wù)之急。

在高莊街道的灌溉設(shè)施中，有56座小型提水站，控制灌溉面積1120hm2，提水站多數(shù)位于沙壤土區(qū)，渠道輸水損失達(dá)50%以上，為減少輸水損失，必須采取渠道防滲措施。U型砼防滲渠是較好的防滲形式。但現(xiàn)行的人工現(xiàn)場(chǎng)澆筑，滑模襯砌機(jī)澆筑和U形砼構(gòu)件成型機(jī)預(yù)制安裝等施工方法，分別具有施工質(zhì)量差，技術(shù)難度大及工程造價(jià)高等問(wèn)題。在目前農(nóng)村的現(xiàn)實(shí)條件下，不易推廣。因此研究U形砼防滲渠的施工、降低工程造價(jià)，是推廣渠道防滲措施的重要目的。

1、U形砼防滲渠施工技術(shù)分析

1.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)行采用的施工方法

1.1.1 現(xiàn)場(chǎng)澆筑

現(xiàn)場(chǎng)澆筑，有人工澆筑和滑模襯砌機(jī)兩種施工方法，人工澆筑U形斷面不好掌握，土渠整形費(fèi)工。由于土壤吸水使砼失水太快，水灰比不好控制，致使斷面不標(biāo)準(zhǔn)，砼密實(shí)度差，防滲達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，滑模襯砌機(jī)施工，可以做到斷面標(biāo)準(zhǔn)，表面光滑等，但用人過(guò)多，設(shè)備及拌和砼所占渠道兩邊場(chǎng)地面積較大。加上設(shè)備動(dòng)力消耗等，致使造價(jià)高。例如，寬0.3m的渠道，每米造價(jià)18～25元。以上兩種施工方法，還有共同的缺點(diǎn)：一是為了克服砼質(zhì)量差，加大了砼的厚度（一般6～18cm），比預(yù)制安裝增加了50%的工程量；二是受施工時(shí)間的限制；三是砼整體塊大，防止裂縫問(wèn)題不好解決。有些裂縫的發(fā)生部位與預(yù)留的縫位不符。局部破壞后，不易更換維修，運(yùn)用管理困難。

1.1.2 U形砼構(gòu)件成型機(jī)預(yù)制安裝施工

山東省高密縣1991年研制成功了LZY—A型砼構(gòu)件成型機(jī)預(yù)制U形砼構(gòu)件安裝施工方法。該施工方法，提高了施工質(zhì)量，減少了砼的厚度，克服了現(xiàn)場(chǎng)澆筑的一些缺點(diǎn)，是U形砼防滲渠施工技術(shù)的重大突破。但工程造價(jià)仍然較高。根據(jù)廠家介紹，寬0.3m的U形砼防滲渠，每米造價(jià)是14～16元，并且施工技術(shù)要求較高，在當(dāng)前農(nóng)村現(xiàn)實(shí)條件下，大量推廣這項(xiàng)施工方法，難度仍然很大。

1.2 U形砼防滲渠施工方法

我們?cè)诒M量保持預(yù)制構(gòu)件安裝施工技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的前提下，如何把工程造價(jià)降低的思想指導(dǎo)下，進(jìn)行了改進(jìn)施工方法的多種設(shè)想。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究，采用了利用原渠堤頂作底模，就地預(yù)制1/2U形半圓部分構(gòu)件安裝和現(xiàn)場(chǎng)澆U形直墻相結(jié)合的一種簡(jiǎn)便施工方法。這種施工方法，既保持了機(jī)械預(yù)制方法的優(yōu)點(diǎn)，又不需要特殊的施工設(shè)備和專業(yè)技術(shù)工人，適合當(dāng)前農(nóng)村的現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，易為群眾接受，加速了U形砼防滲渠道的推廣應(yīng)用。其施工質(zhì)量良好，防滲效果優(yōu)于人工和滑模機(jī)澆筑，與預(yù)制成型機(jī)施工質(zhì)量接近。工程造價(jià)可節(jié)省40%以上，取得了滿意的效果。

2、U形砼防滲渠的施工方法

U形砼防治標(biāo)渠斷面設(shè)計(jì)，按明渠均勻流公式計(jì)算。根據(jù)提水站設(shè)計(jì)流量及渠道現(xiàn)狀比降，計(jì)算了多種渠道的斷面尺寸，U形砼渠厚度，在中小型渠道上，預(yù)制件尺寸較小，一般根據(jù)成功經(jīng)驗(yàn)采用5～6cm；U形直墻高度為半圓直徑的0.3倍，確定設(shè)計(jì)尺寸后，采用下述方法進(jìn)行施工。

2.1 1/2半圓砼構(gòu)件預(yù)制

2.1.1 做底模

利用原土渠堤頂，根據(jù)設(shè)計(jì)斷面，按1/2半圓弧進(jìn)行粗略整修，然后再用1/2半圓木模堵頭作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精修。土模修好后，為增加表層砼的密實(shí)和光滑度，在土模上鋪一層塑料薄膜。

2.1.2 木模制作與安裝

按照設(shè)計(jì)砼的厚度要求，用方木作邊框，用1/2半圓弧木作堵頭，組成長(zhǎng)0.1m模框，在底模上安放牢固。

2.1.3 砼配制與澆筑

砼配制采用C15，一級(jí)配，人工拌合。水灰比控制在0.5～0.6之間，砂率為40%左右。澆筑時(shí)，因砼厚度?。?～6cm）用人工搗實(shí)即可，待砼初凝后即可脫模。

2.2 預(yù)制件鋪設(shè)安裝

2.2.1 基槽開(kāi)挖

按設(shè)計(jì)渠底高程，沿中心線粗挖（填方必須夯實(shí)）。其開(kāi)挖尺寸不得超過(guò)設(shè)計(jì)基槽斷面，一般掌握留有1～2cm左右，然后再用U形木模作標(biāo)準(zhǔn)掛線精修，直到修整出符合設(shè)計(jì)要求的U形渠槽。

2.2.2 預(yù)制安裝

基槽挖好后，按設(shè)計(jì)渠底高程掛線標(biāo)直，采用錯(cuò)縫安裝，縫寬1.5～2cm。要掌握上口兩邊平直，縫口均勻。背后回填土要用木棒搗實(shí)，以防松動(dòng)。勾縫時(shí)要將縫中的土刷出洗凈，用N10水泥砂漿填滿壓實(shí)抹光。

2.3 直墻段現(xiàn)場(chǎng)澆筑

2.3.1 模板制作與安裝

內(nèi)模用30×30mm角鋼焊成長(zhǎng)2.0m，高0.3m的模架，表面鋪裝2.0mm厚的鋼板，兩內(nèi)模板間用30×3mm角鋼作支撐（間距0.4～0.5m）利用支撐兩端螺孔的位置不同，控制渠口的寬度。達(dá)到一模多用。外模板用木板做成。（內(nèi)模和支撐也可用木料制作）。

2.3.2 直墻段澆筑1/2半圓部分構(gòu)件安裝后，安上直墻模板，按直墻設(shè)計(jì)高度厚度進(jìn)行澆筑。砼初凝拆模后，要及時(shí)筑土，但壓實(shí)要等砼基本達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。

2.4 伸縮縫、沉陷縫的處理

砼構(gòu)件安裝及直墻澆筑時(shí)，按設(shè)計(jì)要求留出伸縮縫及沉陷縫（間距2.5～3.5m），縫寬2～2.5m，填料采用PJ防滲膠泥灌縫。

2.5 注意事項(xiàng)

2.5.1 做好砼的養(yǎng)殖護(hù)工作。從砼構(gòu)件預(yù)制、安裝和直墻澆筑都要安排專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)。

2.5.2 工程完成后，在第一年的運(yùn)用中，要及時(shí)檢查，在沒(méi)有設(shè)置伸縮縫、沉陷縫的部位，發(fā)現(xiàn)有裂縫時(shí)，按伸縮縫的要求及時(shí)處理。

3、效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

這種U形砼防滲渠的施工方法，利用原土渠作底模、就地預(yù)制U形砼渠施工難度大的半圓部分，減少了施工難度，保證了砼的質(zhì)量，減少了構(gòu)件的運(yùn)輸，從而降低了工程造價(jià)。

僅2009年、2010年兩年的時(shí)間，采用這種施工方法，興建U形砼防滲渠13條，總長(zhǎng)5.5km。發(fā)展節(jié)水灌溉面積520hm2，擴(kuò)大灌溉面積210hm2。經(jīng)測(cè)試，每百公頃次節(jié)水1800m3，年可節(jié)水560萬(wàn)m3，減少工程投資17.2萬(wàn)元，節(jié)省渠道占地7.3萬(wàn)hm2，增產(chǎn)糧食33.4萬(wàn)kg，經(jīng)濟(jì)效益達(dá)404萬(wàn)元。

3.2 社會(huì)效益

適宜推廣U形砼防滲渠的揚(yáng)水站56處，控制灌溉面積1120 hm2，支、干渠總長(zhǎng)33.6km。采用此法施工，不僅加速了節(jié)水灌溉面積的發(fā)展，為發(fā)展“兩高一優(yōu)”農(nóng)業(yè)提供了水源條件。同時(shí)又可節(jié)省渠道占地32hm2，緩解水資源緊缺矛盾，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將起到很大作用，其社會(huì)效益遠(yuǎn)大于直接經(jīng)濟(jì)效益。