張 帆
(駐馬店市板橋水庫管理局,河南 駐馬店 463715)
黨在“十三五”規(guī)劃中指出,要持續(xù)推動結(jié)構(gòu)性減稅,將更多財政支出傾向于民生、促進結(jié)構(gòu)調(diào)整及“三農(nóng)”領(lǐng)域。在這一規(guī)劃中,計劃投資水利1.8萬億元,這些資金主要圍繞 4個方面來開展水利建設(shè),其一為防洪工程建設(shè),其二是農(nóng)田水利建設(shè),其三為生態(tài)建設(shè)與水土保持,其四為水資源保障與城鄉(xiāng)供水能力方面的工程建設(shè)。混凝土水利渠道作為灌區(qū)提高水資源利用率及節(jié)水灌溉的重要手段,現(xiàn)階段,其在全國范圍內(nèi)均得到廣泛應(yīng)用,已經(jīng)成為灌區(qū)配水與輸水的重要渠道。因此,國家對水利渠道的建設(shè)尤為重視;其質(zhì)量的好壞直接決定了其使用效能的高低,因而需注重其施工質(zhì)量,提高防滲水平。
針對矩形水利渠道來講,其混凝土澆筑雙面立模、渠墻與渠底一次成型施工工藝,有著如下典型特點:較低的工程造價與維護成本,較好的防滲效果,較快的施工進度,較長的使用年限,除此之外,線形也比較美觀,彎道順彎等。針對傳統(tǒng)水利渠道而言,其大多采用的是U型槽防滲,或者是混凝土預(yù)制塊防滲,此種防滲方式的結(jié)構(gòu)比較單薄,受制于安裝運輸條件,厚度僅為2 cm~5 cm,在廣大農(nóng)村地區(qū),容易遭受羊、牛等牲畜的破壞;此外,此類防滲措施還有著較差的整體性,在實際施工中,往往出現(xiàn)各種各樣的地質(zhì)結(jié)構(gòu),因而會出現(xiàn)不均勻沉降情況,再者,由于其相鄰槽塊間運用砂漿勾縫來實現(xiàn)聯(lián)接,因此,易出現(xiàn)裂縫,進而導(dǎo)致渠道出現(xiàn)滲漏水情況。
而對于那些小型化的矩形水利渠道而言,其防滲結(jié)構(gòu)厚度一般為8 cm~12 cm,在施工過程中,大多采取的是渠底渠墻一次成型澆筑,針對伸縮縫來講,每5 m~8 m便用預(yù)埋瀝青板實施分縫處理,這樣一來,便可以較好的將傳統(tǒng)預(yù)制塊或者U型槽施工不足給克服掉,不僅能使渠道防滲效果得到大幅提升,而且還能達到延長工程使用年限的目的,因而在諸多地區(qū)得到大范圍推廣。
針對那些小型化的水利渠道混凝土防滲工程而言,其往往有著比較艱巨、復(fù)雜的施工條件,整個施工戰(zhàn)線不僅長,而且還比較分散;許多大型機械設(shè)備無法使用,僅能依靠人工方式來搬運材料或施工,所以,在相對有限的施工期限內(nèi),要想將施工任務(wù)順利完成,施工開始前做好各項準備工作必不可少。要依據(jù)事先制定好的設(shè)計圖紙,并結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況,將各項準備做好,尤其是攪拌場地與料場的布置,修剪施工便道等。
依據(jù)施工圖紙,用經(jīng)緯儀或者全站儀,將邊坡開挖線、渠道底腳線放出,在地面做好標識,然后利用水準儀將中樁的挖填高程給測出來。
對于水利渠道而言,尤其是小型化的水利渠道,在進行基礎(chǔ)開挖時,通常采取人工開挖方式。在開挖土方時,需提前操作,降低地基土當中的水分,使其被風(fēng)干,以此達到增強土基強度的目的,減輕凍脹情況。部分水利渠道是基于原先的土渠而修剪渠道防滲,針對此類渠道,需要盡早停止放水,并把渠床中的垃圾、淤泥等清理干凈。如果需要填方,那么需要采取人工方式進行分層夯實,以此使基礎(chǔ)達到或滿足襯砌所需要的密實度。
在建筑混凝土防滲渠道時,其模板大多選用的是膠合木板(雙面立模渠底渠墻一次澆筑成型施工)。而在襯砌矩形水渠時,需要做到渠墻與渠底雙面立模,并且還需做到一次成型施工,而要想達到此要求,需要借助鋼架對模板加以固定,若選用的是比較傳統(tǒng)的木支撐,那么在安裝內(nèi)模板時,需要先完成渠底混凝土澆筑,然后才能進行此操作。這樣一來,不僅會使施工量增加,而且還會對渠底與渠墻之間的粘結(jié)性能造成較大程度影響,最終會降低其結(jié)構(gòu)的剛度。如果采用的是鋼架固定模板,其優(yōu)點為:可以更加簡單、快速的完成模板安裝,水渠可以一次成型施工,普通工人便可完成安裝,如果是兩個人配合,那么其一天便可以安裝模板60 m,相比之前的模板安裝,速度是其的2倍。
如果是在彎道上安裝模板,那么可以選擇厚度為2.5 mm~3 mm的鋼板,還可結(jié)合現(xiàn)實情況,設(shè)計多個角度的拐彎型狀,但需要對固定的鋼架進行加密支撐,每間隔15 cm~20 cm,便設(shè)1個鋼架,這樣能夠有效預(yù)防混凝土澆筑變形。
1)選擇原材料。在選擇混凝土骨料時,可以采取就地取材原則。在選擇砂時,可選細度適當、質(zhì)地堅硬、清潔且級配良好的中砂;而在選擇石子時,其要求與砂的要求基本相同,不同的地方是:需控制有害物質(zhì)的含量,含硫化物需小于0.5%,含泥量小于0.5%~1%,遜徑小于10%,超徑小于5%。
2)選定配合比。在明確混凝土配合比時,需經(jīng)實驗來確定,不僅要滿足相關(guān)設(shè)計技術(shù)指標,還需滿足施工要求。而對于雙面立模一次成型施工,其在選擇骨料方面,有著比較特殊的要求,即粗骨料以二級配以內(nèi)為佳,究其原因,主要因為有著比較窄的施工倉面,僅8 cm~12 cm,如果所選擇的粗骨料粒徑太大,那么在施工過程中,混凝土便難以進倉,且易出現(xiàn)磨面與蜂窩。針對小型化水利渠道,如果其選用的是二級配混凝土,那么其選用5 mm~20 mm的骨料占比需達到45%~60%,而20 mm~40 mm的骨料占比需達到40%~55%。完成攪拌后,將混凝土運送至施工現(xiàn)場。
3)混凝土攪拌。在攪拌混凝土?xí)r,需嚴格依照試驗配合比來進行。配料順序:首先置入1/3的水,然后送入石子,再然后將砂、水泥加入,最后再加2/3的水,分散配料,攪拌時間大于3 min。
4)混凝土運輸。渠道由于受施工交通等因素的影響與限制,通常情況下,會選擇人工挑抬,或者是手推車送料的方式來實現(xiàn)入倉。在運輸時,需從根本上做到不漏漿、不分離、不初凝,不能出現(xiàn)嚴重泌水情況。
5)混凝土澆筑。在澆筑之前,需檢驗?zāi)0濉摷艿仍O(shè)施,合格后,方能進行混凝土澆筑;澆筑過程中,需保持其連續(xù)性,需依據(jù)SDJ 207—82中的具體要求,來確定混凝土允許間隙時間。進倉順序:首先進渠底混凝土,當快至設(shè)計厚度時,將邊墻混凝土鏟除,用小型插入式振搗器進行振搗,提升混凝土的密實度,入倉厚度每層需小于25 cm。針對邊角部位,或者是鋼筋預(yù)埋件周圍,需要實施人工振搗。完成澆筑后,在12 h~18 h內(nèi),用稻草或再生布進行覆蓋。如果是天氣比較炎熱、干燥的前提,那么需要提前養(yǎng)護工作。針對混凝土養(yǎng)護時間來講,以14 d~28 d為佳。
6)回填臺背土方。針對臺背回填土方而言,需要選擇那些有比較好透水性的非粘性土,以此來盡可能減少臺背填土壓力。另外,對于填土表面而言,需做到平整,高度一致,不能有積水。
比如C15強度及渠墻厚度為10 cm的混凝土渠道,由于C15混凝土的設(shè)計抗拉強度是0.9 N/mm2,考慮如下最不合適的荷載組合,從中對渠墻的適用高度加以明確:
1)當水渠處于正常運行狀態(tài)時,內(nèi)側(cè)水壓力為渠墻的主要荷載,此乃最不利荷載組合,依據(jù)渠底與渠墻之間交接位置處最大力矩應(yīng)小于混凝土的既定抗拉強度,將渠墻的高度計算出來,不可大于81 m。
2)如果水渠處于停運狀態(tài),那么用砂性土填滿渠墻外側(cè)背水面,且使其齊平于渠墻,渠墻僅承受外側(cè)土壓力為最不利組合,依據(jù)設(shè)計抗拉強度設(shè)計要求,可得出渠墻高度應(yīng)小于66 m。在一條渠道中,有可能同時出現(xiàn)上述兩種情況,此時,可以取下限的最小值作為渠道的高度。保證混凝土強度達到或滿足設(shè)計要求與相關(guān)標準。
在水利渠道防滲工程施工過程中,要想使其達到節(jié)約水資源及減少滲水的目的,需要注重施工方法與技術(shù)的應(yīng)用,根據(jù)施工地區(qū)實際情況,制定合理的施工方案,并做好維護工作,以此來最大程度提高水利渠道的防滲性能。