試析防滲渠道的施工常見問題

□王榮幸（南京明瑞建設(shè)集團(tuán)有限公司）

0 前言

在農(nóng)田水利系統(tǒng)的建設(shè)中，渠道可以為水資源的輸送提供必要的支持與保障。通過渠道輸送水資源，能夠滿足水利資源遠(yuǎn)距離、大范圍調(diào)度的要求，在提高水資源綜合利用率方面有著非常重要的意義與價值。渠道工程的建設(shè)質(zhì)量將直接對防滲水利資源的調(diào)配效果與水平產(chǎn)生影響。但在一些特殊地段，如濕陷性黃土地區(qū)，防滲渠道工程施工中會存在一定的問題，影響渠道施工的順利開展。文章結(jié)合實例，分析防滲渠道施工中常見的問題，并提出相關(guān)的應(yīng)對措施。

1 工程概況

湯山防滲渠道位于南京市城區(qū)以東，距離南京市城區(qū)距離為30km，防滲規(guī)劃灌溉作用面積為1400hm2，渠道總長度38.70km。

工程項目建設(shè)的主要目的是：根據(jù)本防滲在灌溉方面的新要求，對防滲內(nèi)的主要干渠、支渠進(jìn)行新建，同時合理開展干渠新建工作，進(jìn)行配套項目改造，通過以上施工，促進(jìn)本防滲內(nèi)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施條件的改善，優(yōu)化防滲水資源利用率的，對防滲農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。本階段規(guī)劃方案中，建設(shè)階段為2013年12月28日至2014年6月30日，共計劃實施高效節(jié)水面積1400hm2，水利配套設(shè)施項目有：灌溉泵站5 座，水閘3 座，滾水壩1 座，整治河道2.56km，防滲渠道38.70km 等，項目總投資為3210 萬元。

2 地質(zhì)條件特殊性

渠道工程施工現(xiàn)場黃粘土分布范圍廣，且土體厚度較大的，黃粘土存在的濕陷性特點是影響本工程施工的最主要地質(zhì)問題。已有的研究中顯示，對于成因不同并且深度的不同的黃粘土而言，其濕陷性特征的表現(xiàn)也有一定的差異性。根據(jù)工程前期勘察階段所得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，主要分布為大厚度原生黃土，同時兩條大沖溝底部也可見部分此生黃土。在其他小沖溝位置，次生性黃土覆蓋于原生性黃土之上，厚度多在2.00m 以內(nèi)。

圖1所示為本防滲渠道工程所處區(qū)域內(nèi)原生黃土濕陷性變形系數(shù)與至地表深度之間對應(yīng)關(guān)系的曲線圖。根據(jù)圖1來看，本區(qū)域內(nèi)，隨著黃土深度的不斷增加，與之相對應(yīng)的濕陷性系數(shù)有逐步降低的趨勢。根據(jù)規(guī)范，在200kPa 的標(biāo)準(zhǔn)壓力作用之下，本區(qū)原生性黃土地表以下15.00m 范圍內(nèi)所對應(yīng)的濕陷性系數(shù)取值在0.02～0.59 范圍內(nèi)，可評定為弱—中等濕陷性黃土，原生性黃土地表以下15.00m 上所對應(yīng)的濕陷性系數(shù)取值在0.04 ×10-1～0.07 ×10-1范圍內(nèi)，可評定為非濕陷性黃土。根據(jù)地質(zhì)條件的特點進(jìn)一步展開對防滲渠道施工問題的研究工作。

圖1 原生黃土濕陷性變形系數(shù)與至地表深度對應(yīng)關(guān)系曲線圖

3 施工中常見問題及應(yīng)對措施

3.1 渠道底部塑料薄膜鋪設(shè)中存在問題

干渠襯砌工程按照設(shè)計要求，干渠底下方60.00cm 位置需要鋪設(shè)塑料薄膜，鋪設(shè)厚度控制為0.20mm。在塑料薄膜鋪設(shè)前，首先需要應(yīng)用機(jī)械化方式對渠道底部土方進(jìn)行開挖，然后人工進(jìn)行平整。塑料薄膜鋪設(shè)時按照水流方向鋪設(shè)，通過滾放方式實現(xiàn)，薄膜搭接長度為30.00cm。在渠道底部塑料薄膜完成鋪設(shè)以及搭接作業(yè)后，于干渠底部進(jìn)行土方回填以及壓實操作。但在實際操作中發(fā)現(xiàn)塑料薄膜有嚴(yán)重變形收縮問題，直接對塑料薄膜的鋪設(shè)效果造成了不良影響。

通過施工人員本工程現(xiàn)場條件的分析，認(rèn)為出現(xiàn)此問題的主要原因是：在渠道工程中，節(jié)水改造環(huán)節(jié)土工薄膜鋪設(shè)過程當(dāng)中，其施工寬度是以渠道工程凈寬為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算的。然而在實際施工過程當(dāng)中，雖然渠道底部以人工方式進(jìn)行了平整處理，但渠道底部土方仍然存在起伏波動的問題。同時，受到地區(qū)濕陷性黃土地質(zhì)條件的影響，部分渠段內(nèi)底部有大量淤泥質(zhì)土，在渠道底部土方回填過程當(dāng)中，塑料薄膜容易受壓變形并產(chǎn)生收縮。

為了解決該問題，渠道工程施工過程當(dāng)中，采取了如下幾個方面的措施來應(yīng)對：首先，在施工過程當(dāng)中，對塑料薄膜的鋪設(shè)進(jìn)行嚴(yán)格控制，薄膜鋪設(shè)前安排專人檢查其是否干燥無水，同時將塑料薄膜與支持面貼緊，充分排除下方對多余空氣；其次，在渠道底部土方回填的過程當(dāng)中，需要自一段逐步過渡至另一端，在排除明水以及空氣的同時，避免塑料薄膜下出現(xiàn)雜物而造成懸空或褶皺的問題。

3.2 渠坡坡腳塌陷問題

隨著施工進(jìn)程的開展，部分渠段出現(xiàn)混凝土護(hù)坡下部第一行板塌陷的問題。受到此因素的影響，導(dǎo)致的渠道坡腳位置縱向接縫中出現(xiàn)明顯裂縫，在渠道工程運行后，渠水可能會通過這些裂縫進(jìn)入混凝土板材下方，在冬季低溫條件下出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象，最終破壞渠坡結(jié)構(gòu)的完整性，對渠道的正常運行造成不良影響。

在防滲渠道改造項目中，渠道底部兩側(cè)分別設(shè)置漿砌石混凝土封頂齒墻，在齒墻砌筑環(huán)節(jié)中，為了方便施工，直接在齒墻與坡腳連接的位置開挖工作面，在齒墻砌筑作業(yè)完工后，由于本區(qū)域內(nèi)的空隙較小，因此土方回填與夯實作業(yè)難度較大，容易造成土方回填不密實的問題，受到土方沉陷的因素影響，導(dǎo)致坡腳第一行襯砌預(yù)制板極易發(fā)生塌陷問題。除此以外，施工過程當(dāng)中，現(xiàn)場作業(yè)人員缺乏管理經(jīng)驗，在土方回填階段中沒有執(zhí)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，也是導(dǎo)致渠坡坡腳塌陷的主要原因之一。

為了解決該問題，在渠道工程施工過程當(dāng)中，采取了如下幾個方面的措施來應(yīng)對：首先，在渠道工程基礎(chǔ)齒墻進(jìn)行砌筑作業(yè)的過程當(dāng)中，嚴(yán)禁在靠近坡腳的一側(cè)預(yù)留施工作業(yè)面，以免坡腳超挖對后續(xù)工序的施工造成影響；其次，在渠道土方回填的過程中做好監(jiān)督控制工作，安排工作人員專門負(fù)責(zé)使用鐵錘等工具進(jìn)行分層夯實，確保土方回填密度符合要求。與之相對應(yīng)的土方分層夯實操作圖如圖2所示。

圖2 土方分層夯實操作圖

3.3 渠坡橫向伸縮縫兩側(cè)襯砌板凍脹問題

渠道襯砌環(huán)節(jié)施工過程當(dāng)中，渠坡每間隔12.00m 需要設(shè)置一道橫向伸縮縫。伸縮縫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為6.00cm 厚度，底層為砂漿層，厚度為2.00cm，中間層為瀝青膠泥層，厚度為2.00cm，上層為砂漿層，厚度為2.00cm。在冬季低溫條件下，渠坡橫向伸縮縫兩側(cè)襯砌板存在凍脹破壞的可能性。

產(chǎn)生問題的原因主要是施工過程當(dāng)中，因施工方案不合理，導(dǎo)致瀝青膠泥層的膠泥填量沒有達(dá)到設(shè)計要求，同時砂漿使用量高，原料標(biāo)號高，造成伸縮縫強(qiáng)度過高，也是導(dǎo)致襯砌板出現(xiàn)凍脹問題的主要原因。

為了解決該問題，在渠道工程施工過程當(dāng)中，首先對設(shè)計方案進(jìn)行合理改進(jìn)，具體是對伸縮縫設(shè)計方案進(jìn)行合理優(yōu)化，原方案中底層砂漿層替代為油氈，中間層設(shè)置為瀝青膠泥層，上層維持鋪設(shè)2.00cm 厚度砂漿層。改進(jìn)方案中，一方面降低了砂漿層的鋪設(shè)厚度，減少了砂漿的使用量，另一方面，將膠泥層厚度自原方案的2.00cm 提高至4.00cm，從而提高瀝青膠泥填量。與此同時，砂漿標(biāo)號自原方案中的M10 下降至M7.5，避免因伸縮縫強(qiáng)度過大而造成的襯砌板凍脹問題。

4 結(jié)語

文章結(jié)合防滲渠道工程施工實例，對濕陷性黃粘土地質(zhì)條件影響下，在渠道工程施工中常出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，同時提出了相應(yīng)的解決對策，以達(dá)到規(guī)范施工質(zhì)量，提高渠道工程整體施工水平的目的。以上經(jīng)驗?zāi)軌驗楹罄m(xù)同類渠道工程建設(shè)施工奠定基礎(chǔ)，為防滲渠道工程施工管理水平的提高提供支持。

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