作者：黄志刚刘淑珍白桂华
摘要从u型槽制作、施工、安装、维护等方面对u型槽防渗渠工程施工技术进行了详细介绍,以期为该工程的推广应用提供参考。
关键词u型槽;防渗渠;施工技术
近些年建平县节水工程建设得到持续迅猛发展,目前全县节水工程面积2.27万hm2,占总耕地面积的16%,包括低压管道输水灌溉工程、喷灌工程、防渗渠工程等。其中,由于u型槽防渗渠工程水力学性能好、防渗效果好,近些年发展u形槽防渗渠工程3 000 hm2,其在推动农业发展和改善农村面貌方面取得了一定成效。现将该技术总结如下。
1u型槽优点
一是水力学性能最好,用料最省。因为u形槽下部为半圆形,是水力最佳断面,所以输水能力强。由于u形槽湿周最短,较其他断面形成的等厚度衬砌节省材料[1-2]。二是力学性能好,避免冻胀破坏。u型槽下部呈反拱型,半圆形外的土体基本处于稳定状态,直立段土侧压力很小。对来自外部的冻胀力有较强的抵抗力,冻胀程度仅为梯形渠的1/4～1/3,当冻胀力较强时,u型渠道将会整体上抬,解冻后多数可以复位。实践中,未发现因冻胀等原因而产生裂缝或破坏[1-3]。三是防渗效果好,减少占地。由于槽体湿周短,裂缝少,因此防渗效果较好。同时,u型槽还可减少占地面积,一般较梯形断面渠道节省渠道占地1/2左右。四是施工简易,进度快,整体性强。底缝具有可调性,可根据流量和纵坡的大小,对衬砌底缝做适当调节,最大可调节到24 cm,渠道过水流量可达到0.4 m3/s [3]。
2u型槽的制作
一是制作要求。根据设计流量确定u型渠槽断面尺寸。混凝土配合比、外加剂合理选择是影响u型渠槽成型与质量的主要因素,混凝土要采用425号普通硅酸盐水泥,砼的配合比应满足强度、抗冻、抗渗及和易性要求。要根据砂浆自身含水量严格控制水灰比,其允许值要控制在0.60~0.65。砼的坍落度控制在1~3 cm。低温季节或天气湿润时,坍落度可适当减小。高温季节或较干燥天气时,坍落度宜适当增大[4]。二是混凝土拌合。使用搅拌机拌合,拌合均匀后,先立边挡架,浇筑底部中间部分,再立内模架,安设弧面部分模板,两边同时浇筑,最后立直立段模板直至顶部。三是养护。为了使混凝土正常硬化和防止其干缩裂缝,应特别注意养护工作。正常气温下,混凝土浇筑后12 h左右开始养护,养护时间不少于14 d。
3u型槽渠槽挖填
一是基础土方挖填。渠槽断面应挖成u型,土方开挖前要先放开挖线,按开挖线进行开挖,尽量避免超挖。挖填过程分为3步,第1步先挖圆弧以上的土;第2步挖u槽至渠底高程;第3步挖出圆弧面。挖的过程中,应勤用样板校验。用少量u型槽由人工抬运至挖填成型的土渠中作样板,每10 m安放1块。并以此为样板,在2个标准断面间纵向拉紧线绳,将线绳逐渐沿半圆周上下水平移动检查。土槽上口宽一般比构件要宽2 cm左右。二是渠槽处理。基础土壤密实度是u型槽寿命长短重要因素。有的渠段r 渠床土壤较松软,为防止透水、湿陷或不均匀沉陷,开挖时可预留厚20~30 cm的土,衬砌施工前必须进行渠床土层压实处理。压实程度一般要求达到最佳密实度的0.95左右。过田地段要加渠底垫层,尽量避免渠内水位低于田面水位和渠水倒流现象。三是机械开挖。有条件的可采用挖土机、u型开渠机等机械开挖基槽。但机械开挖以后,仍要辅以人工进行最后的检查和修整。四是半填半挖式渠道基槽开挖。此种基槽开挖必须与填方施工相结合,即开挖基槽挖方部分的粗土,开挖时预留足够厚度土层,按填方建筑的方法填筑渠道两岸的填方部分,至设计高程。然后再整修渠槽,直至达到设计要求。
4u型槽安装
一是浇筑垫层。在开挖成型的基槽上,浇1层宽20 cm、厚4 cm的细石混凝土作垫层。垫层厚度要均匀,要经振捣或夯击使其压实。二是安装。在安装过程中,应按设计比降,每隔10 m定1个控制点,并在控制点安装1块u型槽。槽底高程符合比降在此高程的要求。然后从渠首至渠尾逐块进行安装。每10 m要预留3~4 cm伸缩缝,用沥青或沥青砂浆填充,用小铁抹子压实抹光。三是接头缝口处理。u型槽接头缝口是整条渠道的薄弱部位,渠槽在运行中出现渗漏或位移现象均发生在接缝上,因此缝口处理是安装关键。在填缝前,要将缝内土和其他杂物清除干净,并洒水充分湿润,然后用水泥砂浆填满接缝,将其压实后覆盖草帘或草袋洒水养护。接缝要平整、光滑、无裂缝。
5u型槽渠道管理维护
管理养护的任务是:维护衬砌工程的完整,进行合理地运用,发挥并扩大其效益,延长使用年限,保证行水安全。同时,要验证原衬砌工程设计、施工的正确性,检验质量的好坏,为以后工作积累经验和资料。混凝土衬砌的渠道在运用前,应制定衬砌工程管理与控制运用办法。建立衬砌渠段(特别是滑坡、填方和隐患较多的一些险工渠段)的档案卡片。记载存在问题和处理情况,以便将来查考。在衬砌渠道投入运用前,应先放小水、后放大水,逐段进行泡水试渠。发现问题及时处理。在试渠过程中,必须严密组织分工,逐段落实巡渠人员,加强巡回检查;并准备好通讯、交通运输、测验、检修、安全措施等设备。试水无问题或有问题已作妥善(下转第266页)
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处理,确保安全时,即可开始运用。运用中,特别是早期运用,必须按养护段的范围,成立巡渠队,分段包干,昼夜巡查,并做好抢险准备。在放水前后均应检查衬砌混凝土是否有剥落或裂缝破坏;伸缩缝是否完好;缝下有无淘刷;基础有无沉陷、冻胀和洞穴隐患;渠槽内有无堆积物;有无冲刷、淤积等。放水期间应检查:水流是否平顺、均匀、有无壅水现象;渠槽两岸有无重大变形(如塌岸、裂缝等)情况;填方外坡是否有渗水、浸湿等现象,冬季放水是否有冰凌拥阻现象。对检查发现的严重病害或险工,应及时寻找原因和组织人力进行修补。对于安全输水影响不大的问题,可在每年季节性整修中进行,并详细记载整修处理过程的情况。渠道两岸坡顶平台的截水沟或排水沟、纳水口等防洪设施,应修好并保持畅通,以免暴雨时地面径流灌入或淘空衬砌基础而造成破坏。混凝土衬砌板和伸缩缝的裂缝是衬砌渠道渗漏的主要通道,也是造成衬砌板破坏的主要原因之一。故对伸缩缝和裂缝的维修养护和处理更要认真对待。每年利用渠道停水间隙对渠道进行全面检查和整修。
6参考文献
[1] 李国安,建功.渠道防渗工程技术[m].北京:中国水利水电出版社,1998.
[2] 汪志农.灌溉排水工程学[m].北京:中国农业出版社,2000.
[3] 吴普特,牛文全,郝宏科.现代高效节水灌溉设施[m].北京:化学工业出版社,2002.
[4] 李龙昌,王彦军,李永顺,等.管道输水工程技术[m].北京:中国水利水电出版社,1998.
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