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干渠維護中漿砌石在節(jié)水改造中的應(yīng)用

2013-07-18 03:20依巴代提·力提甫
大陸橋視野·下 2013年5期
關(guān)鍵詞:改進(jìn)應(yīng)用

依巴代提·力提甫

摘 要 漿砌石由于其原材料取材方便,施工簡單,在渠道建設(shè)中被廣泛采用。但普通漿砌石防滲護面主要缺點是糙率大,石料的利用率不高,斷面造型呆板。節(jié)水改造實施過程中,對普通漿砌石防滲護面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。通過實際運用,改進(jìn)后的護面結(jié)構(gòu)造型美觀,防滲、抗凍及水力學(xué)條件優(yōu)于普通漿砌石防滲護面,而每米造價相對降低15.01%。

關(guān)鍵詞 漿砌石 改進(jìn) 混凝土貼面 應(yīng)用

在灌區(qū)節(jié)水改造實施過程中,渠道防滲襯砌形式直接影響工程的壽命和防滲效果,而新疆各地區(qū)大多地處北方寒冷地區(qū),冬季長達(dá)幾個月之久,渠道防滲襯砌結(jié)構(gòu)的凍脹破壞是一個較突出的問題。在干渠改建前,灌區(qū)內(nèi)的渠系均為20世紀(jì)六七十年代修建的漿砌卵石渠道。2004年后,各地區(qū)新建了一批混凝土預(yù)制板支渠和斗渠,從運行情況分析,漿砌石渠道抗凍性能優(yōu)于混凝土預(yù)制板,其主要缺點是糙率大(糙率系數(shù)在0.023~0.0275之間),對面層石料的選料要求較高,石料的利用率不高;底腳縫易淘刷進(jìn)而破壞渠底,維修頻繁?;炷令A(yù)制板渠道抗凍性能差,板間縫受凍脹應(yīng)力易開裂,造成混凝土預(yù)制板脫落,防滲效果下降,渠道耐久性差。針對上述問題,節(jié)水改造渠道防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計上,我們本著因地制宜的原則,對普通漿砌石進(jìn)行了改進(jìn):即利用豐富的卵石資源,根據(jù)各級渠道渠床的地質(zhì)條件、水流條件、抗凍脹效果、施工難易程度、結(jié)構(gòu)美觀等方面綜合考慮,在不同級別的渠道上采用改進(jìn)后的混凝土貼面漿砌石防滲護面,斷面選型以弧形底梯形、梯形圓弧坡角形、拋物線形為主,形成了渠道曲線形的最佳斷面組合,渠道的抗凍、抗?jié)B、水力學(xué)條件得到了明顯提高。

一、混凝土貼面漿砌石防滲結(jié)構(gòu)

1.混凝土貼面漿砌石防滲結(jié)構(gòu)。防滲結(jié)構(gòu)厚度的確定須同時滿足抗凍、抗?jié)B要求。對于Ⅰ、Ⅱ類強凍脹土基,渠底部及渠頂以下渠深的2/3處總厚度按渠道類別干渠取35 cm;支渠、斗渠取30 cm~28 cm;漸變到封頂為25 cm~20 cm。面層混凝土厚度根據(jù)灌區(qū)節(jié)水改造工程實踐,取值一般在3 cm~5 cm,厚度過大,一是不經(jīng)濟,二是漿砌石和混凝土的線脹系數(shù)不一致,會因溫度不均造成溫度應(yīng)力疊加致使面層混凝土開裂。在側(cè)向排水條件好的Ⅲ、Ⅳ類弱凍脹土基、透水性強的沙土類及砂礫石基礎(chǔ)上,總厚度以滿足現(xiàn)行規(guī)范要求為宜。對于Ⅰ、Ⅱ類強凍脹土基,進(jìn)行換基處理,置換材料為φ30 mm~φ50 mm河卵石,置換厚度分兩種情況:平行于等高線(東西向)布置的渠道考慮陰坡的遮陰,渠底部65 cm,陰坡上部40 cm,陰坡下部70 cm,陽坡上部30 cm,陽坡下部50 cm。垂直于等高線(南北向)布置的渠道,坡面上部30 cm,坡面下部、渠底部50 cm。渠道每5 m設(shè)伸縮縫一道,縫寬2 cm,瀝青水泥砂漿嵌縫(重量配合比:水泥∶瀝青∶砂子=1∶2∶4),縫面灌2 cm厚聚氯乙烯泥止水。

2.砌筑材料。砌筑材料采用細(xì)?;炷疗鲋炷凉橇献畲罅?0mm,強度等級C15,使用標(biāo)號為R425普通硅酸鹽水泥,水灰比控制在0.5~0.55之間。貼面混凝土與漿砌石砌筑材料相一致,強度等級C15,水灰比控制在0.45~0.5之間。對于有推移質(zhì)泥沙的渠道,為提高渠道的抗沖、抗磨性能,護面混凝土強度等級采用C20。

二、主要施工工藝

和常規(guī)渠道施工工序一樣,首先進(jìn)行渠道開挖和邊坡整理,然后進(jìn)入渠底置換料,并夯筑,渠坡置換料隨邊坡砌筑高度隨砌隨填,以免占用砌體空間,以保證砌體厚度。渠底置換料夯填后,即可進(jìn)入混凝土貼面漿砌石施工,主要工藝如下:

1.安置樣模。為保證設(shè)計的曲面輪廓幾何尺寸準(zhǔn)確,在實踐中總結(jié)了樣模掛線法,即根據(jù)渠道的設(shè)計尺寸,將曲線部分(圓弧形或拋物線等)加工成預(yù)制樣模。樣模寬度10 cm~12 cm,高度以設(shè)計渠底厚度的1/2為宜,強度等級不低于面層混凝土標(biāo)號,每隔10 m~15 m放置一個,以不拖線為宜,用同標(biāo)號混凝土固定。樣模作為結(jié)構(gòu)的一部分不拆除。

2.砌石施工。渠底曲線部分砌石用灌漿法砌筑,渠坡采用坐漿法,渠底、渠坡砌石連續(xù)完成不留施工冷縫。砌石頂面以上預(yù)留面層混凝土厚度。砌筑前洗凈石料,自下游向上游方向襯砌,先中間后兩邊,沿圓弧切線砌石,每一塊砌石要于相同位置的圓弧切線垂直,大頭向下,小頭向上,三角縫、六面靠、垂直于弧面不傾斜;頂面要平整,起伏誤差不得大于5 mm。細(xì)礫砼一次性灌漿,要求灌漿飽滿、密實。

3.面層混凝土施工。將砌筑好的砌石表面清理浮渣,用清水濕潤然后刷素水泥漿一道,將拌和好的面層混凝土按先渠底后渠坡的施工順序一次澆筑成型,然后,在樣模上掛線手工修坡修園。面層混凝土拌和要嚴(yán)格控制水灰比,流動性不可過大。

三、應(yīng)用條件與技術(shù)方法

1.干渠混凝土貼面漿砌石防滲護面。干渠流量在5 m3/s~12 m3/s之間,在水力學(xué)計算滿足《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》SL18-91規(guī)定的不沖流速的條件下,斷面宜選擇弧形底梯形斷面,弧形底弦長1.8 m~2.2 m,邊坡系數(shù)m=1~1.25,圓心角90°~77°,圓弧半徑127.3 cm~176.1 cm,弓高37.3 cm~38.6 cm,斜邊長度根據(jù)實際流量確定。當(dāng)弧形底梯形斷面不能滿足不沖流速的條件下,可選用梯形圓弧坡角形斷面,底寬2 m~2.4 m,邊坡系數(shù)m=0.75~1。

2.支、斗渠混凝土貼面漿砌石防滲護面。支、斗渠流量在0.5m3/s~1.2m3/s之間,選擇弧形底梯形斷面,弧形底弦長0.5 m~1.0 m,邊坡系數(shù)m=0.5~0.9,圓心角127°~96°,圓弧半徑27.95 cm~67.27 cm,弓高15.45 cm~22.27 cm,斜邊長度根據(jù)實際流量確定。建議使用“U”形或混凝土預(yù)制塊等其他形式的防滲護面。

四、應(yīng)用情況

通過已建工程運行情況看,混凝土貼面漿砌石防滲護面具有如下特點:施工簡單,材料利用率高,相對于普通漿砌石造價低;抗?jié)B效果優(yōu)于普通漿砌石,每公里滲漏損失流量少50%;外觀上石面不外露,適宜于成型各種流線型造型,水力學(xué)條件優(yōu)越;較普通漿砌石渠道而言,輸水時間短,輪灌周期平均縮短1.5d(據(jù)灌區(qū)調(diào)查)。

由此可見,貼面式漿砌石護面技術(shù)具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢,在灌區(qū)節(jié)水改造中具有一定的應(yīng)用前景和推廣價值。

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