渠道襯砌混凝土封閉養(yǎng)護(hù)裝置應(yīng)用分析

胡軍（新疆額河建管局合同處，新疆 烏魯木齊市 830000）

渠道襯砌混凝土封閉養(yǎng)護(hù)裝置應(yīng)用分析

胡軍
（新疆額河建管局合同處，新疆 烏魯木齊市 830000）

渠道工程存在既要提高養(yǎng)護(hù)水平，把裂縫控制在允許范圍，保證混凝土的強(qiáng)度，又要減少用水之間的矛盾。為了解決這一技術(shù)難題，經(jīng)過深入研究，已成功研制了一套大型渠道襯砌混凝土封閉養(yǎng)護(hù)裝置，特別適合渠坡混凝土工程養(yǎng)護(hù)。解決了渠坡混凝土因不容易養(yǎng)護(hù)到位而產(chǎn)生裂縫的技術(shù)難題，提高了混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，并且該裝置技術(shù)簡單，成本優(yōu)勢(shì)明顯。

封閉養(yǎng)護(hù)裝置；混凝土養(yǎng)護(hù)；經(jīng)濟(jì)效益

1　概述

北疆某引水渠道工程線路全長110 km，渠深4.8 m，渠底寬6 m，梯形斷面，內(nèi)邊坡為1∶2.5，渠道邊坡設(shè)計(jì)為小二級(jí)C20混凝土，襯砌厚度10 cm，襯砌混凝土工程量約30萬m3，混凝土下再設(shè)置兩布一膜防滲，膜下設(shè)膠結(jié)砂礫石層，層厚8 cm，工程量約27萬m3，為大（2）型水利工程。該工程共劃分四個(gè)渠道標(biāo)段，通過招標(biāo)，選擇了四家承建單位，全部建設(shè)工期約3.5年，每個(gè)標(biāo)段采用兩臺(tái)膠結(jié)砂礫石成型機(jī)和兩臺(tái)混凝土襯砌機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化流水作業(yè)施工。該工程適合襯砌的時(shí)間段為每年4月中旬至10月中旬，襯砌任務(wù)緊、混凝土養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度大。

該工程所在地氣候干燥，夏季炎熱，晝夜溫差大，全年風(fēng)多風(fēng)大，還存在水源地較少，平均運(yùn)水距離達(dá)12 km，用水成本高，養(yǎng)護(hù)工作必須考慮節(jié)約用水，并且混凝土強(qiáng)度高，級(jí)配少，水泥標(biāo)號(hào)高，為42.5，單方混凝土水泥用量大，早期水化熱大等不利因素，容易造成襯砌混凝土板裂縫。

由于水利工程用途的特殊性，混凝土結(jié)構(gòu)不僅要承受相關(guān)荷載，一般還須具備防沖、抗凍融、防滲等要求，所以相比其他工程而言，對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)更為重要。因此，工程存在既要提高養(yǎng)護(hù)水平，把裂縫控制在允許范圍，保證混凝土的強(qiáng)度，又要減少用水之間的矛盾。

2　常見養(yǎng)護(hù)措施的不足

當(dāng)前，混凝土常見養(yǎng)護(hù)措施主要有：①線毯、草簾等材料覆蓋，人工灑水養(yǎng)護(hù)；②塑膜包裹養(yǎng)護(hù)；③刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)；④蒸汽養(yǎng)護(hù)；⑤滿水法養(yǎng)護(hù)。

采用覆蓋物（主要有線毯、蘆葦草簾、麻袋片、編制布等）遮蓋，人工灑水養(yǎng)護(hù)，是目前水利工程中最主要的自然養(yǎng)護(hù)方式，比較適合大面積、平面的混凝土養(yǎng)護(hù)。在渠坡混凝土養(yǎng)護(hù)中，由于坡面存不住水，線毯、稻草等覆蓋材料在斜坡面保水性差，若要保持混凝土表面的濕潤狀態(tài)，必須安排人工頻繁灑水，不僅浪費(fèi)水資源，提高了養(yǎng)護(hù)成本，還將造成渠底大量積水，造成影響渠道質(zhì)量的次生災(zāi)害；若減少灑水，混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量又難以滿足要求，在該工程中由于風(fēng)多風(fēng)大，還存在覆蓋物容易被風(fēng)刮跑的實(shí)際情況，增加了覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)的難度。

塑膜包裹養(yǎng)護(hù)比較適合混凝土土體較厚，體表面積不是太大，自身存在較多水分，又易于包裹密實(shí)的獨(dú)立建筑物。而渠道護(hù)坡屬于薄壁結(jié)構(gòu)，且存在沒法包裹或包裹不嚴(yán)的實(shí)際情況，所以不適合渠道混凝土工程養(yǎng)護(hù)。

刷養(yǎng)護(hù)劑比較適合建筑物的立面養(yǎng)護(hù)。在該工程中，存在渠坡混凝土刷養(yǎng)護(hù)劑后，還需要人工切縫，切縫機(jī)械及人工會(huì)對(duì)養(yǎng)護(hù)劑成膜形成踩踏、磕碰等破壞，所以涂刷養(yǎng)護(hù)劑不適合襯砌機(jī)襯砌渠坡混凝土的養(yǎng)護(hù)。

蒸汽養(yǎng)護(hù)成本非常高，適合冬季施工、早期強(qiáng)度要求高、工期緊或可移動(dòng)的、重要的工程構(gòu)件，對(duì)于渠道工程大面積混凝土養(yǎng)護(hù)不適合。

滿水養(yǎng)護(hù)是適合較大面積的平面的混凝土養(yǎng)護(hù)，必須具備在建筑物混凝土表面存貯一定深度水量的必要條件，渠道混凝土由于是斜面，保存不住水，所以不適合渠道護(hù)坡工程養(yǎng)護(hù)。

綜上所述，在目前的養(yǎng)護(hù)成本下，現(xiàn)有的養(yǎng)護(hù)措施不是費(fèi)用高，就是不具備養(yǎng)護(hù)條件，難以達(dá)到渠坡混凝土規(guī)范要求的質(zhì)量，均不太適合渠坡混凝土工程的養(yǎng)護(hù)。

3　封閉養(yǎng)護(hù)裝置技術(shù)及其特點(diǎn)

為了解決渠道護(hù)坡混凝土工程常規(guī)養(yǎng)護(hù)技術(shù)的不足，該工程經(jīng)過深入實(shí)踐，已研制出了一套利用滴灌技術(shù)灑水、一布一膜覆蓋養(yǎng)護(hù)的實(shí)用新型專利技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)綜合利用了自然灑水養(yǎng)護(hù)和塑膜包裹養(yǎng)護(hù)共同優(yōu)點(diǎn)：即用材便宜、技術(shù)簡單，克服了獨(dú)自使用的不足，變一次性塑膜包裹使用為一布一膜覆蓋循環(huán)使用。其設(shè)施主要由儲(chǔ)水箱（或直接利用水車）、管路、閥門、覆蓋膜四部分組成。

3．1技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)

1）利用了渠道工程線路長，施工采用流水作業(yè)，養(yǎng)護(hù)設(shè)施可以循環(huán)多次使用，同時(shí)，膜下膠結(jié)砂礫石的養(yǎng)護(hù)也可以使用同一設(shè)施，從而較大程度的降低了材料成本。

2）利用了水流在斜坡可以形成自流的特性，變不利條件為有利條件，并且節(jié)約了灑水人工費(fèi)用。

3）采用膜厚2 mm的一布一膜覆蓋，無紡布在材料上，塑膜在下，可以有效防止紫外線對(duì)膜的破壞，延長了膜的使用壽命，并有效防止養(yǎng)護(hù)用水被縱橫切割縫節(jié)流而不從混凝土表面流動(dòng)情況發(fā)生。

4）膜下水分在高溫下形成水蒸汽，有蒸汽養(yǎng)護(hù)效果，早期強(qiáng)度提高快，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，混凝土7日齡即達(dá)到15日齡設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

5）一布一膜很好的起到了保溫、保濕作用，減少了溫升梯度對(duì)混凝土的影響，并有效降低了蒸發(fā)量，節(jié)水效果明顯，灑水一次，最大保濕時(shí)間長達(dá)60 h，若24 h灑水一次可以保證渠道護(hù)坡混凝土表面處于非常明顯濕潤程度，養(yǎng)護(hù)效果非常好。3．2技術(shù)要點(diǎn)

1）管徑需滿足澆灌控制長度的需要，為了節(jié)約費(fèi)用，可設(shè)計(jì)成二至三級(jí)變徑，距離進(jìn)水口越遠(yuǎn)管徑越小。

2）孔距、孔徑要滿足全坡面都能灑上水的需要，在此條件下距離進(jìn)水口越近，孔距可稍大，反之越小。

3）噴管距離渠頂邊線距離要適中，距離太近容易向渠底滑落，距離太遠(yuǎn)，水流易從渠頂流失，不能噴灑到渠坡面。

4）由于密封的需要，覆蓋膜間使用成本較低的膠帶粘接，保證覆蓋膜連為一體，密封完好，并便于拆裝。

5）為防止覆蓋膜在渠坡滑落，需用卵石或沙袋把堤頂口沿壓實(shí)，為防止大風(fēng)吹開，覆蓋膜上還需適當(dāng)放置一些壓重。

6）由于選材不同其價(jià)格也不盡相同，所以對(duì)一布一膜、管材、閘閥的材質(zhì)、造價(jià)及使用次數(shù)的綜合比較尤為重要，選擇的材料應(yīng)是性價(jià)比最優(yōu)的材料。

4　經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析

封閉養(yǎng)護(hù)裝置養(yǎng)護(hù)效果好，在經(jīng)濟(jì)方面與當(dāng)前水利工程渠坡混凝土養(yǎng)護(hù)經(jīng)常使用的氈毯覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)、刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)分析比較如下：

1）封閉養(yǎng)護(hù)裝置成本主要包括如下：①聚乙烯塑料管材及配件、一布一膜費(fèi)用；②養(yǎng)護(hù)用人工費(fèi)用，包括一布一膜覆蓋、粘接密封、壓蓋、養(yǎng)護(hù)完成后轉(zhuǎn)運(yùn)人工費(fèi)用；③水車及轉(zhuǎn)運(yùn)材料車輛費(fèi)用。

2）灑水養(yǎng)護(hù)成本主要包括：①灑水用軟管費(fèi)用；②氈毯或草簾費(fèi)用；③養(yǎng)護(hù)人工費(fèi)用；④水車費(fèi)用。

3）刷養(yǎng)護(hù)劑主要成本包括：①刷養(yǎng)護(hù)劑人工費(fèi)用；②養(yǎng)護(hù)劑材料費(fèi)用。

與傳統(tǒng)灑水養(yǎng)護(hù)比較。從表面上看：防滲膜比氈毯或草簾，聚乙烯管材較軟管購置費(fèi)用要高，在人工費(fèi)用方面，增加了覆蓋、密封、壓蓋、轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)人工費(fèi)用，還增加了轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)械費(fèi)用，僅節(jié)約了養(yǎng)護(hù)用水量和養(yǎng)護(hù)人工，好像增加了投資；但實(shí)際上：封閉養(yǎng)護(hù)裝置材料循環(huán)使用次數(shù)多，并且大大節(jié)約了用水及養(yǎng)護(hù)用工，而養(yǎng)護(hù)用水是常規(guī)灑水養(yǎng)護(hù)的主要成本，所以綜合成本還是最少，該技術(shù)并且提高了養(yǎng)護(hù)效率，節(jié)約了大量人工，特別適合配合機(jī)械化襯砌混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。

4．1封閉養(yǎng)護(hù)裝置費(fèi)用計(jì)算

養(yǎng)護(hù)用人工：封閉式養(yǎng)護(hù)每臺(tái)襯砌設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)組織3個(gè)專職養(yǎng)護(hù)人員，專職負(fù)責(zé)一布一膜覆蓋、壓蓋、養(yǎng)護(hù)和養(yǎng)護(hù)材料轉(zhuǎn)運(yùn)工作，養(yǎng)護(hù)期人工費(fèi)用僅為0.37元/m2。

養(yǎng)護(hù)用材料：①管材及組件主要采用聚乙烯塑料管，與廠家談妥的安裝及材料單價(jià)為平均35 元/m，循環(huán)使用在八次以上，攤銷后成本為0.3 元/m2；②覆蓋膜采用一布一膜，可循環(huán)使用六次左右，攤銷后單位面積費(fèi)用僅0.74元/m2；③養(yǎng)護(hù)用水，由于封閉養(yǎng)護(hù)裝置技術(shù)，營造了一個(gè)比較封閉的小環(huán)境，有效降低了風(fēng)吹、日曬等自然因素對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)面的影響，減少了養(yǎng)護(hù)用水的蒸發(fā)，還有效減緩了混凝土內(nèi)部水分的流失速度。10 m3水罐車水量每次養(yǎng)護(hù)500 m左右渠坡，灑水一次混凝土面可保濕24 h以上（夏季），節(jié)水達(dá)75%以上，養(yǎng)護(hù)期水費(fèi)0.21元/m2；④其他材料費(fèi)0.2元/m2；養(yǎng)護(hù)期材料費(fèi)合計(jì)1.28元/m2。

養(yǎng)護(hù)用機(jī)械：1臺(tái)三輪農(nóng)用車車，倒運(yùn)防滲膜、管件、壓重、水箱等設(shè)備費(fèi)用為0.48元/m2。

4．2覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)費(fèi)用計(jì)算

養(yǎng)護(hù)用人工：傳統(tǒng)的覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)一般為待混凝土終凝后，首先用氈毯、草簾等材料覆蓋，然后兩人一組養(yǎng)護(hù)，一人灑水、一人配合拖拽水管，根據(jù)風(fēng)力大小及氣溫高低每天養(yǎng)護(hù)6～8遍，養(yǎng)護(hù)距離一般單坡面200 m左右，養(yǎng)護(hù)人工費(fèi)在0.15 元/m2，整個(gè)養(yǎng)護(hù)期（14 d）費(fèi)用在2.05元/m2。

養(yǎng)護(hù)用材料：①養(yǎng)護(hù)用水費(fèi)用。渠道混凝土養(yǎng)護(hù)用水非常大，根據(jù)部頒《水利建筑工程預(yù)算定額》-定額編號(hào)40061、40062，明渠襯砌厚度15 cm和25 cm時(shí)，土壤基礎(chǔ)上每100 m3混凝土養(yǎng)護(hù)期標(biāo)準(zhǔn)用水量126 m3，該工程襯砌厚度10 cm，養(yǎng)護(hù)用水量按增加30%后為168 m3，由于定額反映的是全國平均水平，在新疆沙漠干旱地區(qū)，在實(shí)際施工中，此用水量還不能滿足混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量要求。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定10 m3水罐車一次最多保證灑水養(yǎng)護(hù)150 m左右渠坡，日平均最少養(yǎng)護(hù)4次（春秋兩季：2次/日，夏季：6次/d），100 m3混凝土養(yǎng)護(hù)期用水量最少達(dá)到268 m3以上；并且適合本工程使用的水源地較少，運(yùn)距較遠(yuǎn)，平均運(yùn)水距離在12 km左右，每輛水車日拉水最多8趟，用水成本高達(dá)10.55元/m3，養(yǎng)護(hù)用水費(fèi)用為2.83元/m2；②氈毯、草簾市場(chǎng)價(jià)在2.8元/ m2；可循環(huán)使用3次，攤銷后單位面積費(fèi)用0.93元/ m2；③使用內(nèi)加筋聚乙烯軟管灑水，按每組養(yǎng)護(hù)100 m渠道長度，使用軟管長度50 m，單價(jià)2.5元/m，使用壽命按養(yǎng)護(hù)兩周期-28 d計(jì)算，灑水養(yǎng)護(hù)軟管費(fèi)用為0.05元/m2；④其他材料費(fèi)0.08元/m2；材料費(fèi)合計(jì)3.89元/m2。

4．3養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)費(fèi)用計(jì)算

養(yǎng)護(hù)劑一般可采用滾筒、噴霧器及噴漆槍三種操作工藝。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采用農(nóng)藥噴霧器及噴漆槍容易堵塞槍頭，采用滾筒工藝，先縱向一遍，再橫向一遍刷養(yǎng)護(hù)劑，進(jìn)度快，可滿足質(zhì)量要求。

1）養(yǎng)護(hù)用人工。人工用滾筒刷養(yǎng)護(hù)劑，刷一遍，可以完成200 m2/d左右，刷兩遍僅能刷100 m2/d，人工費(fèi)用達(dá)到2.03元/m2。

2）材料費(fèi)用。養(yǎng)護(hù)劑采用新疆生產(chǎn)的某品牌kN養(yǎng)護(hù)劑，優(yōu)惠價(jià)格為5 300元/t（不含運(yùn)費(fèi)），在渠坡上刷養(yǎng)護(hù)劑6～8 m2/kg，當(dāng)刷兩遍養(yǎng)護(hù)劑時(shí)可刷3～4 m2/kg，養(yǎng)護(hù)劑成本平均為1.60元/m2；滾筒單價(jià)5元/個(gè)，平均每天耗量一個(gè)，滾筒平均成本在0.03元/m2，其他材料費(fèi)材0.03元/m2，料費(fèi)用合計(jì)1.66元/m2。

渠道護(hù)坡混凝土主要幾種養(yǎng)護(hù)方式費(fèi)用表　　元/m2

從上表對(duì)比分析可知：適合渠坡混凝土養(yǎng)護(hù)的方式中，封閉養(yǎng)護(hù)裝置技術(shù)費(fèi)用最低，覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)費(fèi)用最高。在該工程中采用封閉養(yǎng)護(hù)裝置比傳統(tǒng)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，可節(jié)約1 500萬元，比噴養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)可節(jié)約620萬元，若要達(dá)到封閉養(yǎng)護(hù)裝置養(yǎng)護(hù)的渠坡混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量水平，節(jié)約費(fèi)用應(yīng)該更多。

5　結(jié)語

封閉養(yǎng)護(hù)裝置在渠坡混凝土養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用，是大型渠道工程混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)的一項(xiàng)重要革新，最大限度的解決了渠坡混凝土因不容易養(yǎng)護(hù)到位而產(chǎn)生裂縫的技術(shù)難題，養(yǎng)護(hù)質(zhì)量達(dá)到了混凝土防滲體所要求的性能指標(biāo)，在理論上甚至可以取消渠底兩布一膜防滲施工工藝。并且該裝置技術(shù)簡單，成本優(yōu)勢(shì)明顯。

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2016-02-14