探析寒冷地區(qū)的水利高填方渠段襯砌施工技術(shù)

肖志丹

摘 要：在一些天氣寒冷、海拔較高的區(qū)域進(jìn)行高填方區(qū)段襯砌施工時(shí)，需要制定科學(xué)的計(jì)劃工作，還要采用合理的施工技術(shù)，除此之外，還要考慮整個(gè)防凍效果，保證整個(gè)渠道工作的安全。本文主要結(jié)合具體的案例進(jìn)行分析，從而探析水利高填方襯砌施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：水利；高填方；襯砌；施工技術(shù)

1 案例介紹

本次研究所選擇的工程是一種高填方渠道，并且走向呈南北勢(shì)，整個(gè)渠道的斷面呈提醒情況。根據(jù)測(cè)量，渠道的深度為3米6，而設(shè)計(jì)過(guò)程中整體流量為每秒33m3。并且現(xiàn)階段整個(gè)灌溉面積為41.2×104hm2。整個(gè)工程受到所處環(huán)境的氣候以及地理環(huán)境的具體影響，水資源十分的匱乏，該地風(fēng)沙天氣多，降水量小。水資源主要來(lái)自于黃河，并且可利用的水資源也十分稀少，人地與水整個(gè)呈現(xiàn)出一種矛盾突出的情況。而根據(jù)現(xiàn)階段本區(qū)域的具體情況來(lái)看，想進(jìn)一步加強(qiáng)水資源的節(jié)約，控制整個(gè)水資源的下滲能力，需要對(duì)整個(gè)水資源通過(guò)的渠道進(jìn)行襯托砌實(shí)，我們需要進(jìn)一步加大整個(gè)渠道工程的襯砌施工。

2 渠道襯砌施工的具體試驗(yàn)

因?yàn)榍浪幁h(huán)境冬天十分寒冷，平均氣溫維持在零下13℃左右，并且整個(gè)霜凍期長(zhǎng)達(dá)140d，最大凍深深達(dá)92厘米。渠道的陽(yáng)坡土質(zhì)為粉質(zhì)壤土，陰坡土質(zhì)為重粉質(zhì)壤土。根據(jù)地區(qū)具體環(huán)境情況情況，選擇防凍脹效果更好，并且具有更高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的襯砌方式。

2.1 結(jié)構(gòu)形式的具體選擇

本次試驗(yàn)一共對(duì)十二中結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行試驗(yàn)，并且結(jié)合具體的環(huán)境情況，使用梯形的斷面進(jìn)行整個(gè)渠道的襯砌，就如圖1所示。在山坡的坡腳使用漿砌石，而漿砌石的尺寸要控制在100×80cm之內(nèi)，邊坡的地步使用長(zhǎng)度為160cm，厚度為30-60cm的漿砌石。這樣可以加強(qiáng)整個(gè)底部的穩(wěn)定程度。同時(shí)上部分可以使用標(biāo)號(hào)為C15的混凝土預(yù)制板，不同板的連接之間縫隙的寬度需要控制在10cm之間。而填筑材料則選擇使用C20的細(xì)石混凝土。在混凝土班之下，需要鋪設(shè)一部分的放送材料，一般防凍材料主要選擇砂礫、土工布以及一些乙烯材料混合在一起制成的，將乙烯塑料膜作為基礎(chǔ)鋪在整個(gè)渠道的最底部。

2.2 具體試驗(yàn)方法

2.2.1 首先要使用密度和厚度不同的聚苯乙烯板來(lái)作為主要的保溫材料進(jìn)行保溫，從而能夠減輕整個(gè)渠道底部的凍深量和凍脹量。選擇適用厚度的聚苯乙烯板，本次主要選擇的為5厘米、6厘米和7厘米。現(xiàn)階段市場(chǎng)上一般都是使用1m×6m的大尺寸聚苯乙烯板，并且密度也只有20kg/m3和16kg/m3兩種。

2.2.2 其次，要降低整個(gè)渠道基層土內(nèi)的含水量，降低一旦出現(xiàn)凍脹而引起的變形情況，分別使用30厘米厚的砂礫石和30至60厘米厚的砂礫石。本次試驗(yàn)所使用的砂礫石中含土量要控制在5%以下，并且全體砂礫石的直徑都要控制在50mm之內(nèi)。并且再上面鋪一層土工布。另外，確保防滲，要在砂礫石和混凝土板之間多鋪設(shè)一層聚苯乙烯塑料薄膜。另外，在混凝土板以及漿砌石邊坡連接處，設(shè)置排水管，排水管的尺寸規(guī)定為直徑在20mm，長(zhǎng)度約為80cm左右。這些排水管一層要深入到石層內(nèi)部，另一層要深入到邊坡內(nèi)部。在排水管要進(jìn)行二次加工，在不同位置上打眼，留空，并且在外部使用土工布進(jìn)行包裹。另一側(cè)，則是要將單向逆止閥埋入邊坡之中。安裝單向逆止閥的主要目的是保證整個(gè)渠道中的水都流向指定位置中區(qū)，從而降低整個(gè)渠道內(nèi)部的需水量，從而避免在寒冷的冬天出現(xiàn)凍裂的現(xiàn)象，對(duì)整個(gè)工程的穩(wěn)定和安全產(chǎn)生威脅。

2.2.3 槽形板的具體厚度要控制在12cm之內(nèi)，肋寬和肋高的規(guī)格分別為7.5cm和6cm，并且兩種槽形板的規(guī)格分別為500mm×200mm和500mm×500mm。整個(gè)槽形板的凹面要朝下，之所以這樣安排，首先是為了保證空氣能夠留在整個(gè)凹面之內(nèi)，從而保證溫度。其次是使用這種模板可以抵御在整個(gè)冬天寒冷的環(huán)境中出現(xiàn)一些材料的變形。因?yàn)橐话闶褂玫木匦位炷磷鞅容^，凹形槽型板不會(huì)增加整個(gè)混凝土量，從而減少施工成本的投入。

3 防凍效果對(duì)比

3.1 不同襯砌類(lèi)型的防凍脹效果

（1）7cm苯板+7cm混凝土板比較。雖然保溫效果良好，但是由于苯板的厚度增加，導(dǎo)致工程造價(jià)增加。（2）6cm苯板和8cm混凝土板比較。和1相比防凍指標(biāo)比接近，最高凍脹量為1.15cm。沒(méi)有剩余凍脹量。相比其他類(lèi)型，地溫度更高，具有良好的保溫效果，苯板結(jié)構(gòu)形式良好。（3）5cm苯板+8cm混凝土板。這種型式相比于1和2，防凍脹效果稍差，凍脹最大剩余量為0.162cm，最大凍脹量為2.41。和第2種苯板形式相比，工程造價(jià)較低。（4）30cm的砂礫石+5cm苯板+8cm混凝土板。在所有的襯砌類(lèi)型中，這種襯砌形式的凍脹量變化最低。雖然地穩(wěn)比其他類(lèi)型的苯板要低，但是有較強(qiáng)的變形適應(yīng)能力。（5）30～60cm的砂礫石+12cm的槽形板。混凝土的使用量變化不大。（6）30cm砂礫石++12cm槽形板。這種類(lèi)型凍脹量的剩余值最高為1.78cm，剩余凍脹量和凍脹量比較高，凍脹回位不均勻。（7）30～60cm砂礫石+8cm六邊形板。這種結(jié)構(gòu)的防凍效果和5類(lèi)似，凍結(jié)融化后板面會(huì)回到原位。剩余的凍脹量很小。（8）30cm砂礫石+8cm六邊形。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，這種類(lèi)型的防凍效果是最不好一種。（9）5cm苯板+8cm六邊形板。這種類(lèi)型主要在渠道的陽(yáng)坡應(yīng)用。（10）5cm苯板+8cm六變形板。這種結(jié)構(gòu)主要在渠道陽(yáng)坡應(yīng)用，通過(guò)觀測(cè)沒(méi)有出現(xiàn)凍脹變位的情況。（11）0.3mm塑模+8cm混凝土板。這種結(jié)構(gòu)主要在渠道陽(yáng)坡使用，相交于9，10來(lái)說(shuō)，防凍脹效果稍差?；炷涟鍟?huì)產(chǎn)生橫向凍脹裂縫，并且出現(xiàn)輕微的凍脹位移。（12）0.3mm塑膜+8cm混凝土板+5cm苯板。試驗(yàn)證明，此種類(lèi)型的襯砌凍脹力要低于其他類(lèi)型的凍脹量，具有良好的防滲效果。

3.2 評(píng)價(jià)防凍脹效果

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，類(lèi)型1，2，3中，類(lèi)型1的斷面要比類(lèi)型2的斷面差，而類(lèi)型3的斷面要比類(lèi)型1的斷面差。不過(guò)，類(lèi)型3的斷面雖然凍脹效果稍差一些，但是工程造價(jià)比較低，投資小。4，5，7.12襯砌類(lèi)型比較好。其中4由于剩余凍脹量和最大凍脹量最低，可以更好的適應(yīng)凍脹變形，具有較高的防凍脹效果。并且砂石的厚度不大，施工方便。是非常理想的一種襯砌結(jié)構(gòu)類(lèi)型。類(lèi)型12中由于使用了塑料薄膜，凍脹量顯著降低，防凍效果良好。而類(lèi)型5和7由于凍脹量比較大，剩余凍脹量也比較大。會(huì)降低工程的使用年限，并且預(yù)制混凝土的工藝較為復(fù)雜，施工難度較高。類(lèi)型9，10，11處于渠道的陽(yáng)坡，基本9和10已經(jīng)將凍脹變形基本消除，防凍效果良好。類(lèi)型11只是鋪設(shè)了塑料膜，并沒(méi)有使用保溫苯板，雖然有一定的凍脹量，但是變化很小。比較適用于東西走向的渠道。根據(jù)觀測(cè)結(jié)果來(lái)看，在苯板結(jié)構(gòu)中增加塑料防滲薄膜，會(huì)取得更高的防滲效果和防凍脹效果。并且，可以省下粘結(jié)苯板的工序。

4 結(jié)論

本文結(jié)合工程所在具體地區(qū)的實(shí)際氣候、環(huán)境情況，使用分析對(duì)比的方法確定了具有良好防凍脹和防滲效果的高填方襯砌類(lèi)型，提高了渠道的使用壽命，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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