胡軍（新疆額河建管局合同處，新疆 烏魯木齊市 830000）

渠道襯砌混凝土封閉養(yǎng)護裝置應(yīng)用分析

胡軍
（新疆額河建管局合同處，新疆 烏魯木齊市 830000）

渠道工程存在既要提高養(yǎng)護水平，把裂縫控制在允許范圍，保證混凝土的強度，又要減少用水之間的矛盾。為了解決這一技術(shù)難題，經(jīng)過深入研究，已成功研制了一套大型渠道襯砌混凝土封閉養(yǎng)護裝置，特別適合渠坡混凝土工程養(yǎng)護。解決了渠坡混凝土因不容易養(yǎng)護到位而產(chǎn)生裂縫的技術(shù)難題，提高了混凝土養(yǎng)護質(zhì)量，并且該裝置技術(shù)簡單，成本優(yōu)勢明顯。

封閉養(yǎng)護裝置；混凝土養(yǎng)護；經(jīng)濟效益

1　概述

北疆某引水渠道工程線路全長110 km，渠深4.8 m，渠底寬6 m，梯形斷面，內(nèi)邊坡為1∶2.5，渠道邊坡設(shè)計為小二級C20混凝土，襯砌厚度10 cm，襯砌混凝土工程量約30萬m3，混凝土下再設(shè)置兩布一膜防滲，膜下設(shè)膠結(jié)砂礫石層，層厚8 cm，工程量約27萬m3，為大（2）型水利工程。該工程共劃分四個渠道標段，通過招標，選擇了四家承建單位，全部建設(shè)工期約3.5年，每個標段采用兩臺膠結(jié)砂礫石成型機和兩臺混凝土襯砌機，實現(xiàn)機械化流水作業(yè)施工。該工程適合襯砌的時間段為每年4月中旬至10月中旬，襯砌任務(wù)緊、混凝土養(yǎng)護強度大。

該工程所在地氣候干燥，夏季炎熱，晝夜溫差大，全年風多風大，還存在水源地較少，平均運水距離達12 km，用水成本高，養(yǎng)護工作必須考慮節(jié)約用水，并且混凝土強度高，級配少，水泥標號高，為42.5，單方混凝土水泥用量大，早期水化熱大等不利因素，容易造成襯砌混凝土板裂縫。

由于水利工程用途的特殊性，混凝土結(jié)構(gòu)不僅要承受相關(guān)荷載，一般還須具備防沖、抗凍融、防滲等要求，所以相比其他工程而言，對混凝土的養(yǎng)護更為重要。因此，工程存在既要提高養(yǎng)護水平，把裂縫控制在允許范圍，保證混凝土的強度，又要減少用水之間的矛盾。

2　常見養(yǎng)護措施的不足

當前，混凝土常見養(yǎng)護措施主要有：①線毯、草簾等材料覆蓋，人工灑水養(yǎng)護；②塑膜包裹養(yǎng)護；③刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護；④蒸汽養(yǎng)護；⑤滿水法養(yǎng)護。

采用覆蓋物（主要有線毯、蘆葦草簾、麻袋片、編制布等）遮蓋，人工灑水養(yǎng)護，是目前水利工程中最主要的自然養(yǎng)護方式，比較適合大面積、平面的混凝土養(yǎng)護。在渠坡混凝土養(yǎng)護中，由于坡面存不住水，線毯、稻草等覆蓋材料在斜坡面保水性差，若要保持混凝土表面的濕潤狀態(tài)，必須安排人工頻繁灑水，不僅浪費水資源，提高了養(yǎng)護成本，還將造成渠底大量積水，造成影響渠道質(zhì)量的次生災(zāi)害；若減少灑水，混凝土養(yǎng)護質(zhì)量又難以滿足要求，在該工程中由于風多風大，還存在覆蓋物容易被風刮跑的實際情況，增加了覆蓋灑水養(yǎng)護的難度。

塑膜包裹養(yǎng)護比較適合混凝土土體較厚，體表面積不是太大，自身存在較多水分，又易于包裹密實的獨立建筑物。而渠道護坡屬于薄壁結(jié)構(gòu)，且存在沒法包裹或包裹不嚴的實際情況，所以不適合渠道混凝土工程養(yǎng)護。

刷養(yǎng)護劑比較適合建筑物的立面養(yǎng)護。在該工程中，存在渠坡混凝土刷養(yǎng)護劑后，還需要人工切縫，切縫機械及人工會對養(yǎng)護劑成膜形成踩踏、磕碰等破壞，所以涂刷養(yǎng)護劑不適合襯砌機襯砌渠坡混凝土的養(yǎng)護。

蒸汽養(yǎng)護成本非常高，適合冬季施工、早期強度要求高、工期緊或可移動的、重要的工程構(gòu)件，對于渠道工程大面積混凝土養(yǎng)護不適合。

滿水養(yǎng)護是適合較大面積的平面的混凝土養(yǎng)護，必須具備在建筑物混凝土表面存貯一定深度水量的必要條件，渠道混凝土由于是斜面，保存不住水，所以不適合渠道護坡工程養(yǎng)護。

綜上所述，在目前的養(yǎng)護成本下，現(xiàn)有的養(yǎng)護措施不是費用高，就是不具備養(yǎng)護條件，難以達到渠坡混凝土規(guī)范要求的質(zhì)量，均不太適合渠坡混凝土工程的養(yǎng)護。

3　封閉養(yǎng)護裝置技術(shù)及其特點

為了解決渠道護坡混凝土工程常規(guī)養(yǎng)護技術(shù)的不足，該工程經(jīng)過深入實踐，已研制出了一套利用滴灌技術(shù)灑水、一布一膜覆蓋養(yǎng)護的實用新型專利技術(shù)。該項技術(shù)綜合利用了自然灑水養(yǎng)護和塑膜包裹養(yǎng)護共同優(yōu)點：即用材便宜、技術(shù)簡單，克服了獨自使用的不足，變一次性塑膜包裹使用為一布一膜覆蓋循環(huán)使用。其設(shè)施主要由儲水箱（或直接利用水車）、管路、閥門、覆蓋膜四部分組成。

3．1技術(shù)主要優(yōu)點

1）利用了渠道工程線路長，施工采用流水作業(yè)，養(yǎng)護設(shè)施可以循環(huán)多次使用，同時，膜下膠結(jié)砂礫石的養(yǎng)護也可以使用同一設(shè)施，從而較大程度的降低了材料成本。

2）利用了水流在斜坡可以形成自流的特性，變不利條件為有利條件，并且節(jié)約了灑水人工費用。

3）采用膜厚2 mm的一布一膜覆蓋，無紡布在材料上，塑膜在下，可以有效防止紫外線對膜的破壞，延長了膜的使用壽命，并有效防止養(yǎng)護用水被縱橫切割縫節(jié)流而不從混凝土表面流動情況發(fā)生。

4）膜下水分在高溫下形成水蒸汽，有蒸汽養(yǎng)護效果，早期強度提高快，現(xiàn)場實驗數(shù)據(jù)顯示，混凝土7日齡即達到15日齡設(shè)計強度。

5）一布一膜很好的起到了保溫、保濕作用，減少了溫升梯度對混凝土的影響，并有效降低了蒸發(fā)量，節(jié)水效果明顯，灑水一次，最大保濕時間長達60 h，若24 h灑水一次可以保證渠道護坡混凝土表面處于非常明顯濕潤程度，養(yǎng)護效果非常好。3．2技術(shù)要點

1）管徑需滿足澆灌控制長度的需要，為了節(jié)約費用，可設(shè)計成二至三級變徑，距離進水口越遠管徑越小。

2）孔距、孔徑要滿足全坡面都能灑上水的需要，在此條件下距離進水口越近，孔距可稍大，反之越小。

3）噴管距離渠頂邊線距離要適中，距離太近容易向渠底滑落，距離太遠，水流易從渠頂流失，不能噴灑到渠坡面。

4）由于密封的需要，覆蓋膜間使用成本較低的膠帶粘接，保證覆蓋膜連為一體，密封完好，并便于拆裝。

5）為防止覆蓋膜在渠坡滑落，需用卵石或沙袋把堤頂口沿壓實，為防止大風吹開，覆蓋膜上還需適當放置一些壓重。

6）由于選材不同其價格也不盡相同，所以對一布一膜、管材、閘閥的材質(zhì)、造價及使用次數(shù)的綜合比較尤為重要，選擇的材料應(yīng)是性價比最優(yōu)的材料。

4　經(jīng)濟效益對比分析

封閉養(yǎng)護裝置養(yǎng)護效果好，在經(jīng)濟方面與當前水利工程渠坡混凝土養(yǎng)護經(jīng)常使用的氈毯覆蓋灑水養(yǎng)護、刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護分析比較如下：

1）封閉養(yǎng)護裝置成本主要包括如下：①聚乙烯塑料管材及配件、一布一膜費用；②養(yǎng)護用人工費用，包括一布一膜覆蓋、粘接密封、壓蓋、養(yǎng)護完成后轉(zhuǎn)運人工費用；③水車及轉(zhuǎn)運材料車輛費用。

2）灑水養(yǎng)護成本主要包括：①灑水用軟管費用；②氈毯或草簾費用；③養(yǎng)護人工費用；④水車費用。

3）刷養(yǎng)護劑主要成本包括：①刷養(yǎng)護劑人工費用；②養(yǎng)護劑材料費用。

與傳統(tǒng)灑水養(yǎng)護比較。從表面上看：防滲膜比氈毯或草簾，聚乙烯管材較軟管購置費用要高，在人工費用方面，增加了覆蓋、密封、壓蓋、轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)人工費用，還增加了轉(zhuǎn)運機械費用，僅節(jié)約了養(yǎng)護用水量和養(yǎng)護人工，好像增加了投資；但實際上：封閉養(yǎng)護裝置材料循環(huán)使用次數(shù)多，并且大大節(jié)約了用水及養(yǎng)護用工，而養(yǎng)護用水是常規(guī)灑水養(yǎng)護的主要成本，所以綜合成本還是最少，該技術(shù)并且提高了養(yǎng)護效率，節(jié)約了大量人工，特別適合配合機械化襯砌混凝土的養(yǎng)護工作。

4．1封閉養(yǎng)護裝置費用計算

養(yǎng)護用人工：封閉式養(yǎng)護每臺襯砌設(shè)備現(xiàn)場組織3個專職養(yǎng)護人員，專職負責一布一膜覆蓋、壓蓋、養(yǎng)護和養(yǎng)護材料轉(zhuǎn)運工作，養(yǎng)護期人工費用僅為0.37元/m2。

養(yǎng)護用材料：①管材及組件主要采用聚乙烯塑料管，與廠家談妥的安裝及材料單價為平均35 元/m，循環(huán)使用在八次以上，攤銷后成本為0.3 元/m2；②覆蓋膜采用一布一膜，可循環(huán)使用六次左右，攤銷后單位面積費用僅0.74元/m2；③養(yǎng)護用水，由于封閉養(yǎng)護裝置技術(shù)，營造了一個比較封閉的小環(huán)境，有效降低了風吹、日曬等自然因素對混凝土養(yǎng)護面的影響，減少了養(yǎng)護用水的蒸發(fā)，還有效減緩了混凝土內(nèi)部水分的流失速度。10 m3水罐車水量每次養(yǎng)護500 m左右渠坡，灑水一次混凝土面可保濕24 h以上（夏季），節(jié)水達75%以上，養(yǎng)護期水費0.21元/m2；④其他材料費0.2元/m2；養(yǎng)護期材料費合計1.28元/m2。

養(yǎng)護用機械：1臺三輪農(nóng)用車車，倒運防滲膜、管件、壓重、水箱等設(shè)備費用為0.48元/m2。

4．2覆蓋灑水養(yǎng)護費用計算

養(yǎng)護用人工：傳統(tǒng)的覆蓋灑水養(yǎng)護一般為待混凝土終凝后，首先用氈毯、草簾等材料覆蓋，然后兩人一組養(yǎng)護，一人灑水、一人配合拖拽水管，根據(jù)風力大小及氣溫高低每天養(yǎng)護6～8遍，養(yǎng)護距離一般單坡面200 m左右，養(yǎng)護人工費在0.15 元/m2，整個養(yǎng)護期（14 d）費用在2.05元/m2。

養(yǎng)護用材料：①養(yǎng)護用水費用。渠道混凝土養(yǎng)護用水非常大，根據(jù)部頒《水利建筑工程預(yù)算定額》-定額編號40061、40062，明渠襯砌厚度15 cm和25 cm時，土壤基礎(chǔ)上每100 m3混凝土養(yǎng)護期標準用水量126 m3，該工程襯砌厚度10 cm，養(yǎng)護用水量按增加30%后為168 m3，由于定額反映的是全國平均水平，在新疆沙漠干旱地區(qū)，在實際施工中，此用水量還不能滿足混凝土養(yǎng)護質(zhì)量要求。經(jīng)現(xiàn)場測定10 m3水罐車一次最多保證灑水養(yǎng)護150 m左右渠坡，日平均最少養(yǎng)護4次（春秋兩季：2次/日，夏季：6次/d），100 m3混凝土養(yǎng)護期用水量最少達到268 m3以上；并且適合本工程使用的水源地較少，運距較遠，平均運水距離在12 km左右，每輛水車日拉水最多8趟，用水成本高達10.55元/m3，養(yǎng)護用水費用為2.83元/m2；②氈毯、草簾市場價在2.8元/ m2；可循環(huán)使用3次，攤銷后單位面積費用0.93元/ m2；③使用內(nèi)加筋聚乙烯軟管灑水，按每組養(yǎng)護100 m渠道長度，使用軟管長度50 m，單價2.5元/m，使用壽命按養(yǎng)護兩周期-28 d計算，灑水養(yǎng)護軟管費用為0.05元/m2；④其他材料費0.08元/m2；材料費合計3.89元/m2。

4．3養(yǎng)護劑養(yǎng)護費用計算

養(yǎng)護劑一般可采用滾筒、噴霧器及噴漆槍三種操作工藝。經(jīng)過現(xiàn)場試驗，采用農(nóng)藥噴霧器及噴漆槍容易堵塞槍頭，采用滾筒工藝，先縱向一遍，再橫向一遍刷養(yǎng)護劑，進度快，可滿足質(zhì)量要求。

1）養(yǎng)護用人工。人工用滾筒刷養(yǎng)護劑，刷一遍，可以完成200 m2/d左右，刷兩遍僅能刷100 m2/d，人工費用達到2.03元/m2。

2）材料費用。養(yǎng)護劑采用新疆生產(chǎn)的某品牌kN養(yǎng)護劑，優(yōu)惠價格為5 300元/t（不含運費），在渠坡上刷養(yǎng)護劑6～8 m2/kg，當刷兩遍養(yǎng)護劑時可刷3～4 m2/kg，養(yǎng)護劑成本平均為1.60元/m2；滾筒單價5元/個，平均每天耗量一個，滾筒平均成本在0.03元/m2，其他材料費材0.03元/m2，料費用合計1.66元/m2。

渠道護坡混凝土主要幾種養(yǎng)護方式費用表　　元/m2

從上表對比分析可知：適合渠坡混凝土養(yǎng)護的方式中，封閉養(yǎng)護裝置技術(shù)費用最低，覆蓋灑水養(yǎng)護費用最高。在該工程中采用封閉養(yǎng)護裝置比傳統(tǒng)覆蓋灑水養(yǎng)護，可節(jié)約1 500萬元，比噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護可節(jié)約620萬元，若要達到封閉養(yǎng)護裝置養(yǎng)護的渠坡混凝土養(yǎng)護質(zhì)量水平，節(jié)約費用應(yīng)該更多。

5　結(jié)語

封閉養(yǎng)護裝置在渠坡混凝土養(yǎng)護中的應(yīng)用，是大型渠道工程混凝土養(yǎng)護技術(shù)的一項重要革新，最大限度的解決了渠坡混凝土因不容易養(yǎng)護到位而產(chǎn)生裂縫的技術(shù)難題，養(yǎng)護質(zhì)量達到了混凝土防滲體所要求的性能指標，在理論上甚至可以取消渠底兩布一膜防滲施工工藝。并且該裝置技術(shù)簡單，成本優(yōu)勢明顯。

TV91

B

1002－0624（2016）08－0022－03

2016-02-14