梯形渠道水利工程施工技術(shù)

蒼越

摘 要：近些年在南水北調(diào)或其他長距離輸水工程中，由于渠道輸水的經(jīng)濟(jì)性比較好，因此很多水利工程都選擇渠道輸水，其中梯形渠道施工較為簡單，經(jīng)常被廣泛應(yīng)用。本文以北方某輸水工程為例，介紹了梯形渠道的施工技術(shù)方法，主要內(nèi)容包括：地質(zhì)條件勘察、梯形渠道施工方法、防滲處理和等相關(guān)技術(shù)信息，并提出渠道輸水工程的一些注意事項。

關(guān)鍵詞：梯形渠道；輸水；施工

中圖分類號：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

梯形渠道是輸水工程中常見的渠道形式，由于施工技術(shù)簡單和優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性，此技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水利輸水工程中。本文以北方某輸水工程為例，介紹了梯形渠道施工的地質(zhì)條件勘察、梯形渠道施工方法、防滲處理等相關(guān)信息。

1 梯形渠道施工技術(shù)

1.1 地質(zhì)條件勘察

本文以北方某輸水工程項目為例，進(jìn)行了地質(zhì)條件勘察。場地淺部地層主要為第四系全新統(tǒng)（Q4）和晚更新統(tǒng)（Q3）海相、湖沼相和陸相交互相沉積層，除表層有人工填土外，主要為粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土和粉砂，具體各地層情況如下：

①1層雜填土（Q4ml）：雜色，松散～稍密，飽和，結(jié)構(gòu)性差，主要以粘性土和工程碎屑為主，主要為近期堆填，填齡小于10年，該層主要分布于居民生活區(qū)和施工區(qū)內(nèi)，鉆探揭露層厚0.4m～0.8m，層頂標(biāo)高2.67m～3.68m。

①2層素填土（Q4ml）：黃褐色，松散～稍密，稍濕～飽和，結(jié)構(gòu)性差，主要以粘性土、粉土為主，主要為近期堆填，填齡小于10年，鉆探揭露層厚0.6m～3.5m，層頂埋深0m～0.8m，層頂標(biāo)高1.84m～5.64m。

②層粉質(zhì)黏土（Q4mc）：黃褐色，流塑～軟塑狀態(tài)，干強(qiáng)度、韌性中等，切口有光澤，無搖震反應(yīng)，含鐵、錳氧化物，局部夾粉土薄層，鉆探揭露層厚0.9m～4.8m，層頂埋深0m～2.8m，層頂標(biāo)高0.74m～3.26m。

③1層粉砂（Q4mc）：灰色，松散～稍密，飽和，主要礦物成分以石英、長石為主，級配差，可見小貝殼，夾淤泥質(zhì)黏土，鉆探揭露層厚0.5m～6.9m，層頂埋深2.5m～11.2m，層頂標(biāo)高-7.24m～0.42m。

③2層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土（Q4mc）：灰黑色，流塑～軟塑狀態(tài)，干強(qiáng)度、韌性中等，切口有光澤，無搖震反應(yīng)，局部夾粉土薄層，鉆探揭露層厚1.1m～13.3m，層頂埋深0m～13.8m，層頂標(biāo)高-9.84m～2.12m。

③3層粉質(zhì)黏土（Q4mc）：灰色～深灰色，軟塑～可塑狀態(tài)，干強(qiáng)度、韌性中等，切口有光澤，無搖震反應(yīng)，土質(zhì)不均勻，含鐵、錳氧化物，局部夾粉砂，鉆探揭露層厚1.30m～4.8m，層頂埋深10.5m～16.9m，層頂標(biāo)高-16.4m～-7.78m。

③4層粉砂（Q4mc）：灰色，中密～密實，飽和，主要礦物成分以石英、長石為主，級配差，可見小貝殼，夾淤泥質(zhì)黏土，鉆探揭露層厚1.6m～6.6m，層頂埋深10.3m～17.8m，層頂標(biāo)高-15.76m～-7.48m。

③5層粉質(zhì)黏土（Q4h）：灰黃色～灰色，軟塑狀態(tài)，局部流塑狀態(tài)，干強(qiáng)度、韌性中等，切口有光澤，無搖震反應(yīng)，含鐵、錳氧化物，夾粉砂和粉土薄層，鉆探揭露層厚0.80m～5.05m，層頂埋深10m～21.3m，層頂標(biāo)高-19.96m～-6.84m。

③6層粉砂（Q3al）：灰黃色～黃褐色，級配差，可見小貝殼，粉質(zhì)黏土薄層，鉆探揭露層厚3.1m～11.4m，層頂埋深12.9m～23.4m，層頂標(biāo)高-24.56m～-9.74m。

④層粉質(zhì)黏土（Q3al）：黃褐色，可塑狀態(tài)，局部軟塑狀態(tài)，干強(qiáng)度、韌性中等，切口有光澤，無搖震反應(yīng)，含鐵、錳氧化物，夾粉砂和粉土薄層，鉆探揭露層厚2m～12.4m，層頂埋深11.2m～28.2m，層頂標(biāo)高-28.66m～-7.78m。

1.2 梯形渠道施工方案

根據(jù)項目地質(zhì)條件和設(shè)計方案，為減少征地費(fèi)用，考慮對原地基土進(jìn)行處理后再開挖成渠，地基土從表層依次為素填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層，重點(diǎn)需要處理淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層，地基和邊坡處理采用局部換填方案，即采用三合土對淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層進(jìn)行局部換填。處理后開挖邊坡取1∶1.5。

渠道的護(hù)面、護(hù)底采用六邊形螺母塊護(hù)面，下設(shè)中粗砂墊層（50mm厚）、土工膜、中粗砂墊層（50mm厚）。底部位于淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層段，基礎(chǔ)設(shè)置土工格柵。兩側(cè)設(shè)混凝土擋塊，擋塊上安裝欄桿。持久和短暫狀況時，整體穩(wěn)定均滿足規(guī)范要求。當(dāng)遇到有腐蝕性要求時，可更換部件的混凝土標(biāo)號滿足海港混凝土防腐蝕要求，嚴(yán)格控制氯離子的摻入量；其余混凝土采用耐久性混凝土。

1.2 防滲處理

1.2.1 瀝青混凝土防滲

瀝青混凝土防滲技術(shù)是將瀝青、碎石和砂一起進(jìn)行加熱，然后進(jìn)行攪拌，壓實成混合材料，一般能夠得到良好的防滲性能，而且造價和混凝土接近，主要應(yīng)用于水利渠道工程。瀝青混凝土防滲技術(shù)常用的結(jié)構(gòu)包括兩種，無整平膠結(jié)層防滲結(jié)構(gòu)和有整平膠結(jié)層防滲結(jié)構(gòu)。對于有整平膠結(jié)層防滲結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定系數(shù)一定要超過4.5，滲漏系數(shù)必須超過0.001cm /s，這種防滲結(jié)構(gòu)比較適用在巖石地基； 而對于無整平膠結(jié)層防滲結(jié)構(gòu)，水穩(wěn)定系數(shù)一定要超過0.9 mm，斜坡流淌值不能超過 0.8mm，孔隙率一定要小于 4% ，這種防滲處理方式更加適用于土質(zhì)地基。

1.2.2 膜料防滲

膜料防滲是這些年比較流行的一種防滲技術(shù)，其中應(yīng)用最廣泛的兩種技術(shù)為塑料防滲技術(shù)和土工膜防滲技術(shù)。對于塑料防滲技術(shù)，塑料薄膜防滲技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在國內(nèi)外渠道防滲施工工程，將塑料薄膜均勻地攤鋪在渠道下表面，能夠達(dá)到非常好的防滲效果； 對于土工膜防滲技術(shù)，土工膜防滲技術(shù)是水利渠道工程應(yīng)用廣泛的另一種防滲技術(shù)，由高分子聚合物加工形成的土工膜，具有非常好的防滲性能，滲透系數(shù)一般介于 10～14，厚度一般控制在 0.1mm～0.4mm，可以將土工膜在施工中當(dāng)做一種不透水的材料，土工膜防滲技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于具有非常好的穩(wěn)定適應(yīng)性、定性效果良好、成本較低、工期較短以及耐久性良好等，但是也存在一定缺陷，主要是使用年限相對較短。

1.2.3 砌石防滲

砌石防滲技術(shù)是把石料鋪設(shè)在渠道底面，形成一個石料防滲層，進(jìn)而達(dá)到防滲的作用。在進(jìn)行砌石防滲施工之前一定要將水利渠道清理干凈，然后把砂漿墊層攤鋪在水利渠道底面，將石塊安放在砂漿墊層上，可以用碎石將空隙進(jìn)行填補(bǔ)完全。在進(jìn)行塊石砌筑施工時，一定要控制厚度，通常將厚度控制在 20cm～ 40cm，可以用水泥砂漿進(jìn)行處理。砌石防滲技術(shù)的材料來源非常廣，經(jīng)濟(jì)性非常好，能夠顯著提高水利渠道的防滲性能和防凍性能。

結(jié)語

梯形渠道水利工程除了地形勘察和防滲處理，還有很多需要重點(diǎn)關(guān)注的施工技術(shù)，例如：地基處理在遇到地基情況復(fù)雜時，需要進(jìn)行專項研究和設(shè)計，制定施工方案等。因此，設(shè)計單位和施工單位都應(yīng)當(dāng)在節(jié)約項目投資成本的前提下，確保施工安全，盡可能地優(yōu)化施工方案和相關(guān)組織設(shè)計，保證項目順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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