HEC土體固結(jié)劑在引黃渠道襯砌中的應(yīng)用

□ 魏玉萍（商丘市水利科技推廣中心）

0 引言

輸水渠道中多年來一直采用混凝土防滲襯砌技術(shù)或水泥土防滲襯砌技術(shù)，這兩者都是以水泥作為固結(jié)材料，混凝土防滲襯砌技術(shù)以水泥、沙、石為原材料，防滲效果好但造價相對較高，水泥土防滲襯砌技術(shù)以水泥土為原材料造價相對較低，但防滲效果較差，強度低。因此在輸水渠道中尋找出一種新型防水固結(jié)劑取代傳統(tǒng)單一的以水泥作為固結(jié)材料的新技術(shù)，既能達到防滲的目的，又可降低工程造價的新型材料已成為當(dāng)前迫切需要解決的關(guān)鍵性問題。

商丘市水利局組織技術(shù)力量研究進行對比后，決定采用武漢水電大學(xué)科技開發(fā)總公司監(jiān)制、河南省鞏義市海威建材有限公司生產(chǎn)的HEC高強耐水土體固結(jié)劑及其技術(shù)應(yīng)用到工程實際中。HEC固結(jié)劑技術(shù)是將HEC高強耐水土體固結(jié)劑與普通土壤混合配置成高強防滲材料的一項新技術(shù)，將這項技術(shù)用于渠道防滲襯砌，可大量利用開渠棄土和清淤棄沙，既可降低工程襯砌成本提高防滲性能、滿足設(shè)計所要求耐久性和抗凍性，又可避免棄土占壓耕地面積。商丘市引黃灌溉事業(yè)方興未艾，正在穩(wěn)步蓬勃發(fā)展，各級渠道防滲襯砌工作任務(wù)艱巨，將HEC土壤固結(jié)劑技術(shù)在引黃灌區(qū)渠道襯砌工程中推廣應(yīng)用用，將會產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟效益。

1 實驗過程

商丘市水利科技推廣中心自2000年6月起對HEC土壤固結(jié)技術(shù)在商丘引黃灌區(qū)節(jié)水渠道防滲工程中的應(yīng)用作了大量的研究工作。

商丘引黃灌區(qū)渠道襯砌設(shè)計要求為：設(shè)計強度15MPa，襯砌厚度10 cm，由鞏義市海威檢測有限公司提供了建議配合比。首先根據(jù)此配合比在其要求的條件下進行試配置、成型、養(yǎng)護、試壓，結(jié)果卻不太理想，后迅速與海威公司聯(lián)系，海威公司得到消息后聯(lián)同武漢水電大學(xué)科技開發(fā)總公司委派的技術(shù)人員（研究生一名）共3人到渠道實地考察，分析后確認(rèn)由于灌區(qū)土壤多為砂壤土，土質(zhì)本身松散性過大，引起粘接性效果不好。后來在原配合比的基礎(chǔ)上，參照兩公司的提議，針對我們這種土壤特性又進行的調(diào)整，降低了水灰比，又進行了多次試配、調(diào)整，試壓結(jié)果又所提高，但仍達不到設(shè)計要求。經(jīng)過反復(fù)推敲，并在兩公司的參與下，一次次試配，提高了碎石用量，采用適當(dāng)配合比為，拌合料呈塑性，然后裝填振搗密實，調(diào)漿抹平，拆模養(yǎng)護13 d時試壓結(jié)果為13.40MPa，達到了設(shè)計的強度要求。

2 推廣應(yīng)用

商丘市新三義寨引黃灌區(qū)節(jié)水改造二期工程渠道土方工程開工前期，在完成HEC材料考察及實驗室檢測之后，沿干渠采集不同土壤的土樣進行示范工程建設(shè)，以獲取新材料的工程施工經(jīng)驗，并對施工人員進行培訓(xùn)，現(xiàn)場施工試驗段選在民寧干渠上，試驗護砌段長度為100 m，施工時先備好土料，篩去雜草等雜質(zhì)，按試驗配合比拌和好料物后進行現(xiàn)場鋪筑，鋪筑前先灑水濕潤渠基，然后按先渠坡后渠底的順序鋪筑，拌合料攤鋪均勻，澆搗密實，初步抹平后，隨即調(diào)漿揉壓抹光即可。施工完成后，我們按HTC固結(jié)砌體和C15混凝土進行了強度、抗凍、抗?jié)B技術(shù)性能進行對比試驗，試驗結(jié)果見表1、表2，表1中數(shù)字的單位為kg。

表1 HEC固結(jié)體和C15混凝土配比表

表2 驗結(jié)果匯總表

3 效益分析

HEC土壤固結(jié)技術(shù)可就地利用棄土和清淤棄沙，大量有效地利用地方性材料，避免出現(xiàn)二次污染。在工程造價方面，C15混凝土每方預(yù)算價為221.69元，HEC每方預(yù)算價為197.71元，比混凝土預(yù)算價低10.80%。因此，應(yīng)用HEC土壤固結(jié)技術(shù)于渠道襯砌工程中，不僅滿足了工程對抗?jié)B性、抗凍性與耐久性等方面的設(shè)計要求，且于使用傳統(tǒng)技術(shù)的同類工程相比解決了傳統(tǒng)技術(shù)中水泥土防滲效果差、強度低的問題，也解決了棄土占壓耕地面積和混凝土造價較高的問題。由此可看出此項技術(shù)推廣應(yīng)用社會和經(jīng)濟效益很是可觀。

4 應(yīng)用前景

商丘市是一個以農(nóng)業(yè)為主的大市，但由于水資源嚴(yán)重匱乏，降雨量不均，旱災(zāi)連年發(fā)生，地下水超采造成地下水位日益下降，灌溉用水僅靠打井遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。為此，商丘市建設(shè)了引黃供水工程，以緩解本地用水緊張局面，商丘引黃灌區(qū)設(shè)計灌溉補源面積16.50萬hm2，大量首干和田間渠道需作防滲處理，如能把本項技術(shù)推廣應(yīng)用，經(jīng)濟和社會效益將特別顯著。

5 結(jié)論

使用HEC土體固結(jié)劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水泥作為膠凝材料，可以利用清淤和開渠棄土，具有節(jié)省土地資源，節(jié)省工程投資等作用，在土渠襯砌施工中推廣應(yīng)用前景廣闊。同時，在實際應(yīng)用中，此項技術(shù)還需進一步研究和改進，如與C15混凝土相比和易性較差，不便于施工，抗凍抗?jié)B性能稍差，需摻一些石子增加強度等，施工前要根據(jù)本地土質(zhì)需進一步確定施工工藝。