現(xiàn)澆混凝土襯砌渠道施工技術(shù)探究

蔣增花

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，烏魯木齊830000)

0 前 言

混凝土襯砌渠道建設(shè)是推廣節(jié)水灌溉、開展高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田水利工程建設(shè)最主要的工程措施。但目前由于工程建設(shè)中工程設(shè)計、施工和管理人員決策的經(jīng)驗性、隨意性，導(dǎo)致襯砌渠道出現(xiàn)坍塌和浪費現(xiàn)象。

據(jù)統(tǒng)計渠道滲漏的水量約占渠首引水水量的30%，對于渠系防滲和灌溉設(shè)備較差的地區(qū)，渠道滲漏的水量更為嚴(yán)重，高達(dá)50%左右。

因此應(yīng)加強混凝土渠道襯砌技術(shù)的研究，規(guī)范施工程序，進一步提高施工質(zhì)量，為確保實現(xiàn)工程社會效益提供保障。

1 現(xiàn)澆混凝土襯砌渠道的結(jié)構(gòu)型式

渠道橫斷面的型式及尺寸是決定襯砌厚度、結(jié)構(gòu)形式的關(guān)鍵條件。渠道襯砌穩(wěn)定性較好，其主要作用是防滲、減糙和加快輸水。襯砌需滿足穩(wěn)定和應(yīng)力條件。

當(dāng)選用混凝土襯砌時，合理的厚度、結(jié)構(gòu)型式和尺寸在滿足安全和適用要求的前提下，對減少工程量、降低造價和節(jié)省占地均有重要意義。

受氣溫、渠道流量、渠道沿線土質(zhì)等不同因素的影響，現(xiàn)澆混凝土渠道的結(jié)構(gòu)型式也有很多種。通常采用等厚度梯形單式斷面渠道。

此外，在渠道施工過程中，沿渠道縱向邊坡每隔2 m設(shè)置一道伸縮縫，渠底每隔4 m設(shè)置一道伸縮縫，用閉孔泡沫塑料進行填充以保護混凝土受到熱脹冷縮的損害。

此外為防止因渠道沖毀導(dǎo)致的連鎖損壞，在渠道縱向邊坡渠底還需設(shè)置齒墻，齒墻間距應(yīng)保持在20 m，齒墻寬和深度應(yīng)為50 cm［1］。

2 現(xiàn)澆筑混凝土襯砌渠道施工技術(shù)

現(xiàn)澆筑混凝土襯砌渠道施工技術(shù)主要包括以下3個方面:施工準(zhǔn)備、混凝土澆筑和混凝土養(yǎng)護及表面保護。

2.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備工作主要有以下3 項:測量放線和渠槽開挖、渠槽處理和鋼筋的加工。

2.1.1 測量放線和渠槽開挖

根據(jù)渠槽設(shè)計斷面和襯砌結(jié)構(gòu)型式、墊層和排水等的設(shè)計，對擬修的渠槽進行放線和開挖。矩形、楔形、肋梁板等多用梯形斷面渠槽，故可根據(jù)一般施工細(xì)則所規(guī)定的方法放線和開挖。肋梁板的梁槽、中部加厚板的加厚部分及排水設(shè)施等，均應(yīng)在基本渠槽挖好以后，再放線開挖。

2.1.2 渠槽處理

有的渠段，渠床土壤較松軟，為防止透水、濕陷及不均勻沉陷，開挖時可預(yù)留厚20 ～30 cm的土層，襯砌施工前須進行渠床土層壓實處理。壓實程度一般要求達(dá)到最佳密實度的0.95 左右。

在自重濕陷性黃土地區(qū)，應(yīng)進行泡水洇渠。泡水深度一般由小到大逐步達(dá)到設(shè)計水位，泡水時間可盡量長些。這樣做的優(yōu)勢有2 點:

1)可以發(fā)現(xiàn)隱患，便于及時處理。

2)同時可以消除濕陷性，使渠床在自重下沉陷穩(wěn)定，達(dá)到密實。

渠道泡水處理后，經(jīng)過晾干，再進行襯砌施工，以免基礎(chǔ)中水分很大，增大冬季土壤的凍脹破壞。

2.1.3 鋼筋的加工

鋼筋混凝土襯砌所用之鋼筋，應(yīng)妥善保管，防止雨淋生銹。鋼筋加工前將其拉直，并刷凈表面的浮銹、油漬、浮皮和油漆等。在配料時務(wù)使斷頭廢料盡量減少。

鋼筋彎勾成半圓形時，其凈孔尺寸不得小于鋼筋直徑的2.5 倍，直勾端平直部分不得小于直徑的3倍鋼筋在扎結(jié)時其搭接長度不得小于直徑的30 倍，且兩頭要加彎勾。

焊接時搭接長度不得小于直徑的10 倍。受力鋼筋搭接數(shù)量應(yīng)控制在總受力鋼筋面積的25%以內(nèi)，并應(yīng)錯開搭接位置。鋼筋的起彎，應(yīng)成平滑的曲線，其彎曲角度及半徑應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。

鋼筋制作成型后，應(yīng)按設(shè)計圖紙檢查，其允許偏差不得超過“水工建筑物混凝土及鋼筋混凝土工程施工規(guī)范”的規(guī)定。

加工好的鋼筋堆放時按不同規(guī)格分別放入倉庫內(nèi)，并標(biāo)注名牌，便于使用。

2.2 原材料及混凝土配合比

2.2.1 骨料準(zhǔn)備

骨料準(zhǔn)備的內(nèi)容包括:

1)混凝土襯砌渠道所用水泥的質(zhì)量應(yīng)符合水工混凝土施工規(guī)范要求，優(yōu)先選用425#普通硅酸鹽水泥，貯存時間不超過3個月。

2)黃砂宜采用天然級配的中粗河砂，含泥量不超過3%。

3)碎石級配應(yīng)良好，含泥量＜2%，針、片狀顆粒含量≤25%，最大顆粒直徑不應(yīng)超過預(yù)制構(gòu)件截面最小尺寸的1/3 ～1/2，也即碎石最大粒徑不應(yīng)超過20 mm。

2.2.2 混凝土的標(biāo)號

混凝土的設(shè)計標(biāo)號應(yīng)根據(jù)氣候、設(shè)計流量和流速確定，不低于表1 中的數(shù)值。嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的冬季過水渠道，抗凍標(biāo)號應(yīng)比表中數(shù)值提高一級。渠道流速＞3 m3/s，或水流中挾帶較多的推移質(zhì)泥沙時，混凝土的強度≥15MPa［2］。

2.2.3 混凝土配合比

設(shè)計細(xì)砂、特細(xì)砂混凝土配合比時，應(yīng)符合下列要求:

1)水泥用量較中、粗砂混凝土適當(dāng)增加，并宜摻加塑化劑，嚴(yán)格控制水灰比。

2)砂率較中砂混凝土減少15% ～30%。

3)允許含泥量應(yīng)符合技術(shù)要求，并不得含有泥團。

4)采用低流態(tài)或半干硬性混凝土?xí)r，塌落度≤3 cm，工作度≤30 s。

表1 混凝土標(biāo)號的最小允許值 MPa

2.3 混凝土澆筑

混凝土澆筑的內(nèi)容包括3個方面:混凝土的拌制和運輸、防滲膜的鋪設(shè)和混凝土澆筑。

2.3.1 混凝土的拌制和運輸

混凝土拌和可采用拌和機或人工拌和，拌和站設(shè)置位置，應(yīng)根據(jù)水源、料場的分布和每單位渠長的混凝土工程量等因素考慮確定，一般控制渠段長度100 ～400 m為宜。地形較平坦的地區(qū)，拌和機可設(shè)在控制段中間，坡度較大的渠堤上，則應(yīng)設(shè)在中間偏上游，以減短重車爬坡的距離。

拌制混凝土的材料必須按規(guī)定的配合比分別稱量。機械拌和是先加20%的水，然后將全部配好的石子，水泥，砂，水等一次加入，開始拌和。拌和時間，在常溫情況下≥2 min，如發(fā)現(xiàn)有不均勻的情況，應(yīng)延長拌和時間。人工拌合應(yīng)先干拌砂料和水泥三次后，再加入適量水濕拌三次，最后再加入石子及剩余水量濕拌三次，也即是“三三制”。但不論機械或人工拌和，一般每次以拌一袋水泥的混凝土混合料為宜。大型機械，如600 ～800 kg拌和機，拌和量可酌情增加。每次拌和完后，應(yīng)徹底清理拌和機具，備下次再用。

混凝土的和易性，在工地用坍落度控制。人工搗固時，坍落度控制在2 ～3 cm為宜，震搗器施工，坍落度控制在1 ～2 cm為宜［3］。

2.3.2 防滲膜的鋪設(shè)

防滲膜一般采用規(guī)格為300 g/m2的復(fù)合土工膜，在鋪設(shè)時為一布一膜。鋪設(shè)前需對渠道坡面進行清理，并且為了防止鋪設(shè)過程中刺破膜面，施工人員應(yīng)穿平底鞋。防滲膜的膜面應(yīng)朝下，并用氯丁膠進行黏合，搭接長度為10 cm。護坡中碎石的含量的控制原則為:質(zhì)量比大于總質(zhì)量的90%，碎石的粒徑要保持在1 ～3 cm。

2.3.3 混凝土澆筑

澆筑混凝土以前，必須檢查渠槽開挖處理是否符合要求。墊層及排水是否鋪沒妥切、模板立設(shè)以及鋼筋架設(shè)是否準(zhǔn)確牢固，然后才能開始澆筑。

混凝土襯砌渠道的施工順序，通常是先澆渠底，后澆渠坡。這樣，先澆的渠底襯砌板可作為渠坡澆筑時的支承，便于渠坡的澆筑。施工時，多按伸縮縫分塊澆筑。

渠坡渠底一般都是跳倉法澆筑(即先澆單數(shù)塊，后澆雙數(shù)塊)，渠底有時也按順序、分塊連續(xù)澆筑。跳倉澆筑法的優(yōu)點是已澆與新澆塊澆筑時間相隔較長，已澆塊已經(jīng)凝固硬化，因此在新澆側(cè)旁混凝土?xí)r，其結(jié)構(gòu)不會受擾動。

連續(xù)澆筑法則易擾動已澆而未凝固的混凝土塊的結(jié)構(gòu)［4］。

混凝土現(xiàn)場澆筑，對基礎(chǔ)要求很嚴(yán)格，如果為土基時，要求夯實度達(dá)到95%以上，并預(yù)留5 ～10 cm，以便襯砌前再鏟除整平。如為膨脹性土基應(yīng)鏟除，置換好土或摻入石灰后夯實。對濕陷性土基用夯實、預(yù)浸或灌注泥漿進行處理。

2.4 混凝土養(yǎng)護及表面保護

1)及時處理渠道襯砌板裂縫，防止惡性發(fā)展。裂縫寬度在1 cm左右時，將裂縫刷洗干凈，用熱瀝青灌填，裂縫寬度＞1 cm時，可先將縫壁打毛、擴寬、洗凈，用水泥砂漿灌填，壓實搗平［5－6］。護面有較大的錯位時，先將其復(fù)位，再作灌縫處理:修補寬度較小的裂縫，除通常采用橡膠黏合外，還可用過氯乙烯膠液黏貼玻璃絲布修補。

2)嚴(yán)防外來水流入砌體與土基結(jié)合部。應(yīng)經(jīng)常檢查填補渠堤上的洞穴、水溝，以免形成水路進入渠堤。

挖方渠段，應(yīng)按設(shè)計修好截流溝、排水溝、防洪堤或地邊埂，將外來水導(dǎo)入排水設(shè)施［7］。

填方渠段堤外有積水時，應(yīng)及時排除。地下水位高于渠底的渠段，應(yīng)開挖排水系統(tǒng)，同時在渠槽壁設(shè)排水孔，減少外水壓力，保持襯砌板的穩(wěn)定性。

3)嚴(yán)格控制冬季行水時間。在嚴(yán)寒地區(qū)冬季行水會嚴(yán)重破壞無抗凍措施的襯砌渠道。停水時間越遲，凍害越重，故應(yīng)規(guī)定低溫停水界限，嚴(yán)格執(zhí)行。

4)禁止在渠堤種植樹木，以防樹根伸入襯砌板后，使襯砌板鼓起破壞。但應(yīng)提倡在渠堤護坡上種植草皮，以保護渠道。

3 結(jié) 語

現(xiàn)澆混凝土襯砌在渠道防滲方面具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。但從我國的施工技術(shù)水平上來說，還存在一定的問題:

1)工程設(shè)計、施工水平有待提高。

2)工程規(guī)劃有待優(yōu)選。

3)施工和管理質(zhì)量應(yīng)進一步提高。

因此在以后的發(fā)展中，仍應(yīng)加強施工技術(shù)和質(zhì)量控制措施的研究，為提高灌區(qū)新建和改建渠道工程質(zhì)量提供技術(shù)保障。

［1］田德華，田秀英. 如何提高現(xiàn)澆混凝土防滲渠道襯砌施工技術(shù)［J］. 中國水運:下半月，2013，13(07):237 －238.

［2］趙郁城. 現(xiàn)澆混凝土防滲渠道襯砌施工技術(shù)［J］. 甘肅水利水電技術(shù)，2012，48(08):59 －60.

［3］陳浩. 淺談現(xiàn)澆混凝土襯砌渠道施工技術(shù)［J］. 山西建筑，2009，35(16):156 －157.

［4］夏留廠，邢艷，張宏偉. 中小型水利工程現(xiàn)澆混凝土襯砌渠道施工技術(shù)［J］. 河南水利與南水北調(diào)，2009(12):75 －76.

［5］張春霞. 淺談現(xiàn)澆混凝土渠道襯砌的施工技術(shù)［J］. 現(xiàn)代物業(yè):中旬刊，2010，09(10):89 －90.

［6］許麗杰. 現(xiàn)澆混凝土襯砌渠道施工技術(shù)［J］. 內(nèi)蒙古水利，2011(02):173 －174.

［7］許立軍，段培國. 渠道現(xiàn)澆混凝土襯砌施工技術(shù)［J］. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011(05):43.