新疆105團(tuán)總干渠改擴(kuò)建施工方案比選

（阜康市水利局，新疆 阜康 831500）

1 工程概況

新疆105團(tuán)總干渠長(zhǎng)15.7km （-11+300～4+400），最初設(shè)計(jì)流量6.5m3/s，經(jīng)2007年第1次擴(kuò)建后設(shè)計(jì)流量達(dá)8.5m3/s，加大流量10.0m3/s。隨著近年來(lái)西線(xiàn)團(tuán)場(chǎng)節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展，灌溉保證率從75%增加到了90%，對(duì)水資源要求不斷提高，現(xiàn)有渠道過(guò)流能力已不能保證灌溉需求［1］。105團(tuán)總干渠作為西延干渠項(xiàng)目中的骨干水利工程之一。設(shè)計(jì)改擴(kuò)建后設(shè)計(jì)流量達(dá)到15.0m3/s，工程級(jí)別和主要建筑物均為4級(jí)。

2 渠道工程地質(zhì)

新疆105團(tuán)總干渠主要形式為：漿砌石梯型防滲渠和弧形底梯型混凝土防滲渠。兩種干渠參數(shù)如表1。

表1 原渠道主要參數(shù) 單位：m

經(jīng)地質(zhì)勘查，項(xiàng)目渠道沿線(xiàn)渠基土主要為低液限粉土和低液限黏土，厚度在0～2.0m范圍。兩者承載力允許值均為130kPa，不具濕陷性；渠道沿線(xiàn)地下水水位普遍較低，可不考慮地下水對(duì)建筑物的影響；土壤對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)晶類(lèi)腐蝕等級(jí)為輕腐蝕；渠道沿線(xiàn)最大凍土深1.46m，綜合判定渠基土類(lèi)別為凍脹性土［2］。

3 渠道工程設(shè)計(jì)方案

本次對(duì)105團(tuán)總干渠改擴(kuò)建只對(duì)現(xiàn)有渠道渠堤加高，原有渠底高程不變，防滲型式采用“現(xiàn)澆混凝土板+一布一膜”。具體橫斷面設(shè)計(jì)有兩種方案。

3.1 方案1

本工程采用“現(xiàn)澆混凝土直墻”型式，將現(xiàn)有渠深加高至2.6m（其中直線(xiàn)段加高至2.45m，轉(zhuǎn)彎段加高至2.55m）。底部埋深0.6m，寬0.4m；加高部分寬0.25m，高0.40～0.84m。

直墻與現(xiàn)有邊坡相交處下填M15砂漿，上澆2cm厚聚氨酯。直墻每7.5m設(shè)縫，縫寬2.0cm，采用高壓閉孔板填塞，臨水面灌2cm厚聚氨酯。高出渠堤部分的混凝土與底部的混凝土之間預(yù)埋鋼筋，間距60cm，直徑為6mm?，F(xiàn)澆混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，抗?jié)B等級(jí)為W6，抗凍等級(jí)為F200，如圖1［3］。

圖1 渠道斷面設(shè)計(jì)

3.2 方案2

采用“預(yù)制混凝土板”型式，沿現(xiàn)狀坡比1∶1.75向上鋪設(shè)，將現(xiàn)有渠深加高至2.67m（方板加高至2.62m），加高0.57m（方板加高0.52m）。預(yù)制混凝土板下鋪2cm厚M10砂漿加0.3mm厚一布一膜加25cm砂礫墊層［4］。

加高段一布一膜與現(xiàn)狀渠道的膜采用黏接方法銜接，規(guī)格為450g/m2，其中膜厚0.3mm，布重150g/m2。加高段與現(xiàn)有邊坡相交處設(shè)縱縫，加高段邊板每4.825m設(shè)一道橫向伸縮縫，縫寬2.5cm，焦油膏灌縫。板縫寬2.5cm，M15砂漿勾縫。預(yù)制混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，抗?jié)B等級(jí)為W6，抗凍等級(jí)為F200，如圖2［5］。

圖2 渠道斷面設(shè)計(jì)

經(jīng)對(duì)比分析：方案1優(yōu)點(diǎn)為施工簡(jiǎn)單、投資較低，缺點(diǎn)是后期維修不便，不利于遠(yuǎn)期渠道擴(kuò)建。方案2優(yōu)點(diǎn)是工期較短，后期維修方便；缺點(diǎn)是投資較高，施工難度大，土料需求大?？紤]到渠線(xiàn)附近無(wú)合適土料廠(chǎng)，大大增加成本。本工程確定方案1作為最終設(shè)計(jì)方案。

4 施工

4.1 土方工程施工

土方工程包括土方開(kāi)挖和填筑，其中開(kāi)挖采用“機(jī)械+人工”方式進(jìn)行，小型挖掘機(jī)對(duì)覆蓋雜物和土層進(jìn)行清理，預(yù)留20cm保護(hù)層，由人工進(jìn)行找平，不得出現(xiàn)超挖欠挖現(xiàn)象。

本項(xiàng)目渠道工程施工工序主要為：①施工準(zhǔn)備；②拆除壓頂板；③人工土方開(kāi)挖；④一布一膜鋪設(shè)；⑤一期現(xiàn)澆混凝土砌筑；⑥鋼筋預(yù)埋；⑦二期混凝土澆筑；⑧人工土方回填夯實(shí)；⑨填縫；⑩清理場(chǎng)地。

土方回填是土方工程的重點(diǎn)，需選擇符合要求的土料，如表2。

表2 回填土技術(shù)參數(shù)

土料含水量在2%～5%范圍，為防止降水影響，需在土料場(chǎng)周?chē)O(shè)截、排水溝等措施。如含水量超過(guò)規(guī)定時(shí)，應(yīng)采取人工或機(jī)械翻曬措施。本項(xiàng)目土方回填采用“分層填筑、分層碾壓”方式，每層鋪設(shè)厚度不得多于25cm，壓實(shí)度應(yīng)不小于96%，

為確保土方填筑質(zhì)量及壓實(shí)度指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，施工前應(yīng)按規(guī)范規(guī)定對(duì)土料特性、壓實(shí)度等指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)。根據(jù)碾壓試驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定符合現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)碾壓參數(shù)。本項(xiàng)目由于渠道斷面小，利用小型碾壓機(jī)進(jìn)行作業(yè)，遵循“多分層、薄填層、多碾壓”原則。

4.2 一布一膜施工

“一布一膜”是由一層土工織物和一層高分子材料（HDPE膜、LDPE膜、EVA膜等）經(jīng)壓延、熱熔等復(fù)合而成。本項(xiàng)目一布一膜規(guī)格要求是300g/m2，膜厚0.3mm，采用搭接形式，要求搭接寬度不小于30cm；布采用縫接形式，縫合長(zhǎng)度不小于30cm。

（1）土工膜按照“先下游后上游”順序鋪設(shè)，要求上游幅壓下游幅，搭接方向垂直于渠道走向，可最大限度降低水流的影響。

（2）鋪設(shè)時(shí)為防止土工膜走位，先將其一端焊接固定，且要留有適量的小褶皺，為防止后期土工膜的局部變形和膜下氣體未完全排除而造成損壞。

（3）搭接面不得含有污垢、積水等雜質(zhì)，焊接牢固度由技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)抽檢，遇到不合格情況需進(jìn)行全線(xiàn)檢查。土工膜損壞后要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)或更換。首先調(diào)查損壞原因，若是保護(hù)層因素，則需將該區(qū)域保護(hù)層清除，補(bǔ)充合格填充物。填充物尺寸應(yīng)大于損壞部位1m以上。土工膜鋪設(shè)完成后應(yīng)盡快施工，避免暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

4.3 鋼筋混凝土工程施工

4.3.1 預(yù)制混凝土板施工

本工程渠道預(yù)制混凝土板的標(biāo)準(zhǔn)要求如表3。安裝混凝土板時(shí)要求地基平整堅(jiān)固，不得含有雜物，不得出現(xiàn)晃動(dòng)。各混凝土板之間留設(shè)縫隙寬2cm，采用高壓閉孔板加聚氨酯填縫。在灌縫時(shí)用刷子或高壓氣泵將縫內(nèi)塵土及雜物清理干凈，并保持混凝土表面干燥。伸縮縫鋪墊23cm寬高壓閉孔板，再用聚氨酯灌縫，聚氨酯厚2cm。

表3 預(yù)制混凝土板標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)要求

4.3.2 澆筑混凝土施工

土工膜鋪好后部分渠段需進(jìn)行澆筑混凝土施工，首先澆筑下部并埋設(shè)鋼筋，鋼筋標(biāo)準(zhǔn)為φ6mm，長(zhǎng)20cm，埋深10cm，每隔60cm預(yù)埋1根；鋼筋預(yù)埋完成后澆筑上部混凝土，一次性澆筑至設(shè)計(jì)厚度 （8～10cm）。直墻與原渠道邊坡混凝土板采用 “聚氨酯+M15砂漿”封縫；直墻每隔7.5m分縫，縫寬2cm，采用高壓閉孔板加聚氨酯填縫。

5 結(jié)語(yǔ)

新疆105團(tuán)總干渠經(jīng)改擴(kuò)建后各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，渠道輸水能力及防滲問(wèn)題得到徹底解決。預(yù)制混凝土板方案提高了施工速度，保證了工期和成本，而土方開(kāi)挖填筑、土工膜、鋼筋混凝土等工程作為各分項(xiàng)施工重點(diǎn)，其質(zhì)量也都得到保證，為工程順利投入使用奠定了良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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