李錦玉

(酒泉市泓坤水利水電工程有限公司,甘肅酒泉 735000)

灌區(qū)節(jié)水改造渠道防滲襯砌形式的探討

李錦玉

(酒泉市泓坤水利水電工程有限公司,甘肅酒泉 735000)

通過近幾年灌區(qū)節(jié)水改造工程中渠道襯砌的實(shí)施,探討了酒泉市幾種有代表性的渠道襯砌形式的運(yùn)用現(xiàn)狀和存在主要問題,并提出了解決途徑和措施。

渠道襯砌;形式;探討

0 引言

目前,全社會(huì)大力推行節(jié)水灌溉,渠道作為節(jié)水灌溉的重要組成部分,節(jié)水潛力很大。近年來,國(guó)家加大節(jié)水灌溉投入力度,大力實(shí)施灌區(qū)節(jié)水改造項(xiàng)目,在灌區(qū)節(jié)水改造實(shí)施的過程中,灌區(qū)防滲襯砌形式直接影響工程的壽命和防滲效果。筆者結(jié)合自身工作實(shí)踐,以酒泉市渠道防滲工作為例,從渠道防滲的形成入手,分析渠道砼襯砌中存在的問題,針對(duì)問題提出自己的解決見解,以共同探討。

1 渠道襯砌形成及運(yùn)行效果

1.1 土渠

土渠也就是沒有采取任何防滲襯砌措施的渠道。水利用系數(shù)較低,但是在酒泉市各灌區(qū)至今還有相當(dāng)大比例的土渠存在,主要是斗農(nóng)渠較多,目前普遍存在淤積和雜草叢生現(xiàn)象,直接影響著渠道過水能力。

1.2 漿砌石襯砌渠道

這種襯砌渠道多采用梯形斷面形式,如洪臨灌區(qū)大多采用漿砌石襯砌方案,這也是一種極其普遍的渠道襯砌形式。漿砌石襯砌以其能就地取材、抗沖流速大、耐磨能力強(qiáng)、抗凍和防凍害能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、維修改造方便,并具有較好的防滲效果和較強(qiáng)的穩(wěn)定性,在酒泉地區(qū)應(yīng)用相當(dāng)普遍,目前大部分漿砌石襯砌渠道運(yùn)行情況良好,只是一些襯砌年代較久遠(yuǎn)的渠道,如洪臨灌區(qū)東洞干渠、西干二支渠,已經(jīng)歷了多年的運(yùn)行,渠底及渠坡下部漿砌石已被沖刷破壞,塊石表明裸露,施工縫砂漿脫落,已起不到防滲的作用。從洪臨灌區(qū)東干渠、西干渠、營(yíng)爾河干渠襯砌的漿砌石渠道運(yùn)行情況看,凍脹對(duì)漿砌石渠道整體影響不明顯。

1.3 預(yù)制混凝土板襯砌渠道

從上世紀(jì) 60年代開始,酒泉各灌區(qū)就開始使用預(yù)制混凝土板襯砌渠道。一般預(yù)制板都用在渠道護(hù)坡上,采用的斷面形式有梯形、弧底梯形。防滲結(jié)構(gòu)形式有單一板和板膜復(fù)合防滲兩種。最初在施工的過程中,為了便于施工,一般采用小塊預(yù)制板護(hù)坡,而且對(duì)渠坡的凍脹性地基未進(jìn)行針對(duì)性的置換,經(jīng)過多年的運(yùn)行后,渠道預(yù)制塊大面積凍脹、開裂,伸縮縫數(shù)量太多,縫裂現(xiàn)象較嚴(yán)重。因此在灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目實(shí)施后,改用了較大的混凝土預(yù)制塊以減少縫的數(shù)量,同時(shí)加強(qiáng)渠基抗凍脹處理,采用置換渠基和加大渠基墊層的方法改善預(yù)制混凝土板襯砌的防滲和抗凍脹效果。同時(shí)受自然條件和春灌的影響,我市灌區(qū)的施工期受到很大的制約,往往在封凍前后一個(gè)月內(nèi)完成土方,翌年春解凍前完成面板的鋪設(shè)。在邊坡鋪設(shè)混凝土面板時(shí),尚未完全解凍,當(dāng)基土解凍后,則會(huì)造成坡面的不均勻沉陷。因此,在邊坡混凝土面板鋪砌時(shí),要合理地調(diào)整施工進(jìn)度,鋪設(shè)時(shí)間不宜太早。而且,鋪設(shè)面板時(shí)盡量先鋪陽坡,后鋪陰坡。

預(yù)制混凝土 U形槽襯砌渠道在酒泉灌區(qū)也極為普遍,特別是用于田間輸水的農(nóng)渠最為常見。U形斷面與梯形斷面相比,不僅具有濕周短,水力條件好,流速快,輸沙能力強(qiáng),省工省料,省地等優(yōu)點(diǎn)外,還由于能改善渠道坡腳附近凍脹產(chǎn)生的應(yīng)力集中情況,使凍脹應(yīng)力在渠道橫斷面上分布較為均勻,可適應(yīng)較大的凍脹力和融沉變位。

1.4 現(xiàn)澆混凝土板襯砌渠道

現(xiàn)澆板以其施工縫少,整體性強(qiáng)、現(xiàn)場(chǎng)澆筑振搗混凝土與基土結(jié)合較好,不易在混凝土與基土間形成空隙,有利于減少渠水滲漏和基土水分的增加、可有效的控制渠土凍脹等特點(diǎn)成為酒泉灌區(qū)采用較廣的一種襯砌方式,其主要斷面形式有梯形、弧底梯形以及 U形等。

梯形斷面的現(xiàn)澆混凝土板襯砌渠道是酒泉灌區(qū)最為常見的、也是使用比較廣泛的一種防滲結(jié)構(gòu)形式,像洪臨灌區(qū)西干渠、東干渠上段、營(yíng)爾河干渠上段、引討濟(jì)洪渠等。這種襯砌形式雖然斷面形式簡(jiǎn)單,便于施工,邊坡穩(wěn)定,在地形、地質(zhì)無特殊問題的地區(qū),可普遍使用,可是與弧底梯形相比存在相差最佳水力斷面較遠(yuǎn)、工程量大,適應(yīng)凍脹變形能力差等缺點(diǎn)。

弧底梯形現(xiàn)澆混凝土板襯砌形式,特別是現(xiàn)澆混凝土板下鋪設(shè)兩布一膜的土工織物的襯砌形式是近兩年我市灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目中應(yīng)用比較獨(dú)特的襯砌方式。這種斷面形式較梯形斷面更接近最佳水力斷面,有利于輸水輸沙,特別是其適應(yīng)凍脹變形能力強(qiáng),能在一定程度上減輕凍脹變形的不均勻性?；〉滋菪螖嗝嫘问侥壳霸邳h河灌區(qū)的干支渠道上運(yùn)用比較廣泛,采用現(xiàn)澆和預(yù)制混凝土板相結(jié)合的襯砌方式。從目前的已建成的襯砌渠道運(yùn)行情況看,大部分渠道襯砌基本完好。

2 渠道襯砌中存在的主要問題

2.1 凍脹問題

酒泉地區(qū)地處季節(jié)凍土區(qū),平均凍深在 1.4 m左右,屬凍脹區(qū)域,僅靠襯砌渠道自身結(jié)構(gòu)難以抵抗凍脹變形。按照SL23-91《渠系工程抗凍脹設(shè)計(jì)規(guī)范》:在季節(jié)凍土標(biāo)準(zhǔn)凍深大于 30 cm的地區(qū)襯砌渠道,必須進(jìn)行抗凍脹的設(shè)計(jì)。因此,在灌區(qū)實(shí)施渠道襯砌工程建設(shè)時(shí),必須要有防凍脹的措施。

2.2 裂縫問題

根據(jù)實(shí)際運(yùn)用情況看,在溫度較低的灌區(qū),主要存在邊坡水平裂縫和伸縮縫漏水。據(jù)調(diào)查,裂縫主要產(chǎn)生在陰坡,陽坡裂縫較少,渠道混凝土襯砌裂縫的原因很多,涉及到當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂?、地形地質(zhì)、設(shè)計(jì)的合理性、施工的季節(jié)、方法、質(zhì)量、以及渠道運(yùn)行條件。

2.3 沖刷問題

對(duì)于一條好的渠道要求,應(yīng)當(dāng)是不沖不淤,即在設(shè)計(jì)條件下,流速達(dá)到最大允許程度,使過水?dāng)嗝姹M量減小,這樣即可節(jié)省工程投資又可減少蒸發(fā)滲漏損失,提高水資源利用率。但是在實(shí)際運(yùn)作過程中,又經(jīng)常見到很多渠道修成后,受到不同程度沖刷,對(duì)工程造成破壞,造成渠道沖刷的原因,一是施工時(shí)基礎(chǔ)處理不好或施工質(zhì)量差等原因,達(dá)不到原設(shè)計(jì)流速;二是渠道設(shè)計(jì)不合理,縱坡過陡,渠道輸水流速大于不沖流速,從而發(fā)生沖刷。

3 解決措施

3.1 選取防凍脹措施,減少凍脹破壞

在襯砌渠道的設(shè)計(jì)中應(yīng)首選防凍脹的結(jié)構(gòu)形式,尤其是在對(duì)襯砌面板的支撐方式上,應(yīng)選取能夠避免產(chǎn)生凍拔的形式,比如齒墻形式等,同時(shí)在渠道襯砌時(shí)采取保溫措施、置換渠基和加大墊層厚度等措施,減少渠道的凍脹破壞,并制定合理的施工組織計(jì)劃和進(jìn)度控制計(jì)劃,消除施工期凍融造成的影響。

3.2 采取技術(shù)措施,預(yù)防裂縫產(chǎn)生

混凝土裂縫的產(chǎn)生貫穿于施工和使用全過程,跟材料的選用和配合比的設(shè)計(jì)緊密相關(guān),為了防止和減少混凝土裂縫,可采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施加以預(yù)防。把好原材料的選擇關(guān),選擇級(jí)配良好、性能好指標(biāo)高的原材料,確定合理的配合比,保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)密實(shí)平整,防止不均勻沉降引起混凝土的裂縫。

3.3 提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),減少渠道沖刷

在工程施工前,盡可能的做好項(xiàng)目前期工作,提高渠道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),合理確定襯砌斷面,科學(xué)選擇水力要素,把好施工質(zhì)量關(guān),制定切合實(shí)際的運(yùn)行管理制度,嚴(yán)格控制超過不沖流速及低于不淤流速的運(yùn)行時(shí)間,有目的、有計(jì)劃使沖淤變化在一個(gè)灌水周期內(nèi)達(dá)到年際的平衡,切實(shí)從設(shè)計(jì)、施工、管理等環(huán)節(jié)上降低渠道的沖刷破壞。

[1]韓蘇建等.關(guān)中灌區(qū)渠道襯砌結(jié)構(gòu)形式現(xiàn)狀綜述[J].防滲技術(shù),2002,2.

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Discussion on the form of Channel Seepage Prevention Lining in W ater Saving Rehabilitation Engineering

LI Jin-yu

(Hongkun Hyd raulic and Hydropower Engineering Lim ited Company of Jiuquan City,Jiuquan,Gansu Province 735000)

After recent years imp lementation for channels lining in Water Saving Rehabilitation Engineering,Application status and existent issues for several representative channels lining of Jiuquan were discussed,solution and measures were put forward.

channels lining;form;discussion

TV 52

B

1004-1184(2011)01-0093-02

2010-10-18

李錦玉(1955-),男,甘肅酒泉人,工程師,主要從事水利工程施工及管理工作。