某干渠防滲改建工程渠道橫斷面施工方案探討

李宏

【摘要】文章以某干渠防滲改造工程為例，結(jié)合渠線地質(zhì)條件分析了影響渠道斷面施工的主要影響因素，并比選分析確定了最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的渠道斷面。

【關(guān)鍵詞】防滲渠道；橫斷面施工；影響因素；方案比選

1、渠線地質(zhì)條件

工程區(qū)地勢由西北向東南傾斜，地形較為平坦，地貌單一。地層巖性的地基持力層及主要受力層多為粉土，土黃色，稍濕～很濕，結(jié)構(gòu)呈稍密～中密狀態(tài)，表層含有大量根系，并夾少量薄層粉砂透鏡體；該層土以粉粒為主，干強(qiáng)度與韌性屬于低～中等，層底埋深大于10m，弱透水性。地下潛水～承壓水混合水水位埋深一般為11～25m，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.50m。

2、渠道橫斷面施工方案確定

2.1 襯砌材料

襯砌材料是渠道設(shè)計(jì)的重要因素，其會(huì)對(duì)渠道防滲造成影響。而結(jié)合本地區(qū)已經(jīng)施工防滲渠道情況來看，砼板襯砌施工質(zhì)量良好。同時(shí)，工程施工周邊地區(qū)缺少卵石等建材，如從遠(yuǎn)距離運(yùn)輸建設(shè)材料，勢必會(huì)增加工程建設(shè)費(fèi)用。因此，該干渠選用砼板作為襯砌材料是合理的。

2.2 渠道邊坡系數(shù)

梯形渠道實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面計(jì)算中最為重要的參數(shù)為渠道邊坡系數(shù)。但需注意的是，邊坡系數(shù)與其它水力參數(shù)存在一定的矛盾關(guān)系，增加邊坡系數(shù)對(duì)于渠道施工有利，而邊坡系數(shù)的增加會(huì)加大渠道過水?dāng)嗝婷娣e，并降低渠道水流流速，這會(huì)增加渠道水面蒸發(fā)量和渠道費(fèi)用?？紤]渠道沿線地層巖性主要為粘土、砂壤土、壤土和粉細(xì)砂組成，地層巖性良好；在對(duì)各種土質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的室內(nèi)及現(xiàn)場的物理力學(xué)試驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)規(guī)定及區(qū)域已建工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定渠道邊坡系數(shù)為1.5。

2.3 渠道橫斷面施工方案

根據(jù)該地區(qū)已建防滲渠道的成功經(jīng)驗(yàn)，并綜合考慮當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?、施工條件和資金等因素，渠道橫斷面型式采用砼板護(hù)砌防沖、塑膜防滲、中密度苯板抗凍脹橫斷面結(jié)構(gòu)：

渠道橫斷面如圖1所示，其結(jié)構(gòu)為：①邊坡：自外向里依次為c20預(yù)制六棱板6cm、m5砂漿找平層2cm、0.3mm聚乙烯塑模和5cm苯板抗凍體。②渠底：自上而下依次為c20現(xiàn)澆砼板8cm、0.3mm聚乙烯塑模和5cm苯板抗凍體，渠道頂部采用寬×厚=25×6cm的c20砼封頂板，渠堤堤頂寬度為1m。渠道預(yù)制邊板伸縮縫橫向每9.5米伸縮縫一道，6cm的聚氨酯砂漿閉縫。渠道采用c20六棱塊預(yù)制襯砌，抗凍抗?jié)B分別為F200和W6；每塊六棱塊長度為48cm，塊件分封2cm，并采用C20細(xì)粒砼砌縫。封頂板采用C15現(xiàn)澆砼板，每間隔1m分縫一道，縫寬為8mm，并用SBS改性油氈填縫。填方段壓實(shí)度≥0.98，干密度1.6t/m，相對(duì)密度≥0.75。

參照本地所建類似工程項(xiàng)目的凍脹情況，偏于安全考慮，將最大凍土深度0.65m做為設(shè)計(jì)凍深。根據(jù)本工程的水文地質(zhì)條件，坡面上部置換比在60～80%之間，坡面下部和渠底置換比在80～100%之間，其置換層厚度分別為35cm和50cm。

設(shè)計(jì)在襯砌體下鋪聚苯乙烯泡沫板進(jìn)行保溫，中苯板的厚度取5cm見圖1。

該方案I渠道橫斷面型式具有投資少、施工方便等特點(diǎn)。同時(shí)，能夠充分利用建筑材料加快施工進(jìn)度。

3、工程施工效果分析

工程投入運(yùn)行之后，對(duì)渠道變形情況進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測時(shí)期為冬季，并將其與原渠道同一時(shí)期的渠道變形量進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2所示。分析變形曲線可知，渠道變形主要以凍脹變形為主，最大變形量發(fā)生在陰坡坡頂和渠道坡腳位置，且渠道填縫兩側(cè)的變形量有明顯區(qū)別。原渠道陰坡、陽坡和渠底的最大變形量分別為71mm、25mm和51mm，而新設(shè)計(jì)渠道在對(duì)應(yīng)區(qū)域的變形量為3.1mm、4.1mm和6.7mm，平均下降幅度達(dá)到90%。考慮到區(qū)域渠道的安全變形量為10mm，變形量均在安全允許范圍內(nèi)，這亦說明渠道設(shè)計(jì)方案較為合理。除此之外，渠道在運(yùn)行階段防滲效果良好。綜合工程施工進(jìn)度與建設(shè)投入費(fèi)用，本次方案設(shè)計(jì)較為合理見圖2。

4、結(jié)語

運(yùn)用此種方式確定梯形渠道斷面可能存在一定的主觀隨意性，但基本可滿足工程建設(shè)需求，且工程投資建設(shè)費(fèi)用也會(huì)在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。綜合分析，工程設(shè)計(jì)方案較為成功，工程質(zhì)量可靠，預(yù)算合理，對(duì)指導(dǎo)本地區(qū)渠道斷面設(shè)計(jì)具有較高的參考價(jià)值。

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