實(shí)例分析農(nóng)田水利施工技術(shù)

李清貴

摘要：本文作者主要針對(duì)漿砌石的湖面結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以期漿砌石護(hù)面能夠擁有更好的特性和力學(xué)條件，并且最大限度的降低其造價(jià)。

關(guān)鍵詞：漿砌石；改進(jìn)；混凝土貼面；應(yīng)用

農(nóng)田灌區(qū)的節(jié)水工程改造的過程中，其渠道的防滲所采用的襯砌結(jié)構(gòu)和方式會(huì)直接影響到整個(gè)農(nóng)田水利工程的壽命以及實(shí)際的使用效果。本文中列舉的案例工程是地處于寒冷地區(qū)的一個(gè)灌區(qū)，該灌區(qū)在長達(dá)5個(gè)月的冬季下，其灌區(qū)的防滲襯砌結(jié)構(gòu)受到天氣影響所產(chǎn)生的凍脹破壞已經(jīng)成為了一個(gè)嚴(yán)重質(zhì)量隱患。

1 混凝土貼面漿砌石防滲結(jié)構(gòu)

漿砌石面板之所以能夠被廣泛應(yīng)用在農(nóng)田水利的建設(shè)中，主要是由于漿砌石施工極為簡單、便捷，能夠適應(yīng)各種情況下的農(nóng)田渠道建設(shè)，但是一般的漿砌石防護(hù)面有著較大的缺陷，糙率大、并且表面石料的要求極高，使得建設(shè)過程中對(duì)石料的利用率不充分，其防護(hù)面的斷面造型不靈活，較為呆板。在對(duì)該案例渠道進(jìn)行改進(jìn)之前，該灌區(qū)的渠道都是在我國60-70年代之間使用漿砌卵石來進(jìn)行建造的，而在我國80年代之時(shí)，又在該地區(qū)內(nèi)修建了一批混凝土預(yù)制板的斗渠以及支渠，從這兩種材料建造的水渠運(yùn)行狀態(tài)來看，采用漿砌石的方法來所修建的水渠抗凍性能明顯要高于采用混凝土預(yù)制板制造的水渠，但是采用漿砌石施工方法糙率大，并且對(duì)于護(hù)層石料的材質(zhì)要求極高，對(duì)于石材沒有較高的利用率；而混凝土預(yù)制板所構(gòu)造的水渠之所以性能上不如漿砌石，其主要原因就是混凝土預(yù)制板的抗凍性能較差，各個(gè)板間的縫隙受到凍脹效應(yīng)后，就會(huì)發(fā)生擠壓的現(xiàn)象，從而使得預(yù)制板開裂，并出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，水渠便失去了防滲的功能。

這種現(xiàn)象在北方較為普遍，而針對(duì)這些現(xiàn)象，在對(duì)灌區(qū)進(jìn)行改進(jìn)的過程中，需要水渠實(shí)際的地質(zhì)狀況、水流狀況、抗凍脹效果、施工難易程度等方面來進(jìn)行全局的考慮，不同級(jí)別的水渠必須要使用不同級(jí)別的混凝土貼面漿砌石所制造的防滲湖面層，其斷面也必須要選擇弧形邊底梯形等弧線形的構(gòu)造，從而使得渠道的斷面由最佳的曲線形組合起來，使得渠道的抗凍、水力學(xué)等方面的能力有明顯的提升。

1.1 混凝土貼面漿砌石防滲結(jié)構(gòu)

防滲結(jié)構(gòu)厚度的確定須同時(shí)滿足抗凍、抗?jié)B要求。對(duì)于Ⅰ、Ⅱ類強(qiáng)凍脹土基，渠底部及渠頂以下渠深的2/3 處總厚度按渠道類別干渠取35cm；支渠、斗渠取30～28cm；漸變到封頂為25～20cm。面層混凝土厚度根據(jù)灌區(qū)節(jié)水改造工程實(shí)踐，取值一般在3～5cm，厚度過大，一是不經(jīng)濟(jì)，二是漿砌石和混凝土的線脹系數(shù)不一致，會(huì)因溫度不均造成溫度應(yīng)力疊加致使面層混凝土開裂。在側(cè)向排水條件好的Ⅲ、Ⅳ類弱凍脹土基、透水性強(qiáng)的沙土類及砂礫石基礎(chǔ)上，總厚度以滿足現(xiàn)行規(guī)范要求為宜。

對(duì)于Ⅰ、Ⅱ類強(qiáng)凍脹土基，進(jìn)行換基處理，置換材料為φ30～50mm河卵石，置換厚度分兩種情況：平行于等高線（東西向）布置的渠道考慮陰坡的遮蔭，渠底部65cm，陰坡上部40cm，陰坡下部70cm，陽坡上部30cm，陽坡下部50cm。垂直于等高線（南北向）布置的渠道，坡面上部30cm，坡面下部、渠底部50cm。

1.2 砌筑材料

砌筑材料采用細(xì)粒混凝土砌筑，混凝土骨料最大粒徑20mm，強(qiáng)度等級(jí)C15，使用標(biāo)號(hào)為R425 普通硅酸鹽水泥，水灰比控制在0.5- 0.55 之間。貼面混凝土與漿砌石砌筑材料相一致，強(qiáng)度等級(jí)C15，水灰比控制在0.45- 0.5 之間。

2 主要施工工藝

該工程的砌筑方法與普通的渠道施工工序一致，都是通過渠道來進(jìn)行開挖，并且對(duì)邊坡進(jìn)行整理，之后才對(duì)渠道的底部材料進(jìn)行置換，并且運(yùn)用夯筑的手段，水渠的渠坡進(jìn)行置換料工作的時(shí)候，必須要隨著邊坡砌筑的高度而不斷進(jìn)行填補(bǔ)，避免占用砌體空間的情況出現(xiàn)，最大限度的避免砌體空間被占用，從而使得砌體厚度得到保障，渠道的底部在置換料進(jìn)行夯填之后就可以進(jìn)行混凝土貼面漿砌石的施工工序，在進(jìn)行漿砌石施工的過程中主要采用的施工工藝如下：

2.1 安置樣模

為保證設(shè)計(jì)的曲面輪廓幾何尺寸準(zhǔn)確，在實(shí)踐中總結(jié)了樣模掛線法，即根據(jù)渠道的設(shè)計(jì)尺寸，將曲線部分（圓弧形或拋物線等）加工成預(yù)制樣模，樣模寬度10～12cm，高度以設(shè)計(jì)渠底厚度的1/2 為宜，強(qiáng)度等級(jí)不低于面層混凝土標(biāo)號(hào)，每隔10m～15 放置一個(gè)，以不拖線為宜，用同標(biāo)號(hào)混凝土固定。樣模作為結(jié)構(gòu)的一部分不拆除。

2.2 砌石施工

渠底曲線部分砌石用灌漿法砌筑，渠坡采用座漿法，渠底、渠坡砌石連續(xù)完成不留施工冷縫。砌石頂面以上預(yù)留面層混凝土厚度。砌筑前洗凈石料，自下游向上游方向襯砌，先中間，后兩邊沿圓弧切線砌石，每一塊砌石要于相同位置的圓弧切線垂直，大頭向下，小頭向上，三角縫，六面靠、垂直于弧面不傾斜；頂面要平整，起伏誤差不得大于5mm。細(xì)礫砼一次性灌漿，要求灌漿飽滿、密實(shí)。

2.3 面層混凝土施工

將砌筑好的砌石表面清理浮渣，用清水濕潤然后刷素水泥漿一道，將拌和好的面層混凝土按先渠底后渠坡的施工順序一次澆筑成型，然后在樣模上掛線手工修坡修園。面層混凝土拌和要嚴(yán)格控制水灰比，流動(dòng)性不可過大。

3 應(yīng)用條件與技術(shù)方法

3.1 干渠混凝土貼面漿砌石防滲護(hù)面

干渠流量在5～12m3/s之間，在水力學(xué)計(jì)算滿足《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》SL18- 91 規(guī)定的不沖流速的條件下，斷面宜選擇弧形底梯形斷面，弧形底弦長1.8～2.2m，邊坡系數(shù)m=1～1.25，圓心角90O～77O，圓弧半徑127.3～176.1 cm，弓高37.3～38.6cm，斜邊長度根據(jù)實(shí)際流量確定。當(dāng)弧形底梯形斷面不能滿足不沖流速的條件下，可選用梯形圓弧坡角形斷面，底寬2.0～2.4m 邊坡系數(shù)m=0.75～1。

3.2 支、斗渠混凝土貼面漿砌石

防滲護(hù)面支、斗渠流量在0.5～1.2m3/s 之間，在Ⅲ、Ⅳ類弱凍脹土基條件下，選擇弧形底梯形斷面，弧形底弦長0.5～1.0m，邊坡系數(shù)m=0.5～0.9，圓心角127O～96O，圓弧半徑27.95～67.27 cm，弓高15.45～22.27cm，斜邊長度根據(jù)實(shí)際流量確定。Ⅰ、Ⅱ類強(qiáng)凍脹土基，推薦使用拋物線形斷面，拋物線方程y=0.05x2（單位：cm）。在側(cè)向排水條件好、透水性強(qiáng)的沙土類及砂礫石基礎(chǔ)上，建議使用“U”形或混凝土預(yù)制塊等其他形式的防滲護(hù)面。

4 應(yīng)用情況

通過已建工程運(yùn)行情況看，混凝土貼面漿砌石防滲護(hù)面具有如下特點(diǎn)：a.施工簡單，材料利用率高，相對(duì)于普通漿砌石造價(jià)低。以益民東干十一支為例，在流量、砌石厚度相等的條件下，貼面式漿砌石護(hù)面（弧形底梯形斷面）與普通漿砌石護(hù)面（梯形斷面）相比；過水面積減小41.89%，渠內(nèi)流速增大88.61%，每米造價(jià)降低15.01%。b.抗?jié)B效果優(yōu)于普通漿砌石。每公里滲漏損失流量小50%。c.外觀上石面不外露，適宜于成型各種流線型造型，水力學(xué)條件優(yōu)越。d.較普通漿砌石渠道而言，輸水時(shí)間短，灌水輪期平均縮短1.5d。

5 結(jié)束語

貼面式的漿砌石防滲技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出了較高的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠廣泛的應(yīng)用我在過的農(nóng)田節(jié)水水利工程改造工程中，促進(jìn)我國農(nóng)田水利工程的發(fā)展，進(jìn)一步提高我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孟麗萍.漿砌石土工膜防滲技術(shù)在渠道防滲中的應(yīng)用[J].節(jié)水灌溉，2006，（2）：50-53.

[2] GB50288-99，灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].