紀立民

(黑龍江墾區(qū)蛤蟆通灌區(qū)管理站，黑龍江 寶清 155811)

淺析混凝土固腳在渠道襯砌運用中存在的問題及對策

紀立民

(黑龍江墾區(qū)蛤蟆通灌區(qū)管理站，黑龍江 寶清 155811)

在灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程過程中，渠道襯砌中混凝土固腳起到重要的作用。文章通過在施工現(xiàn)場對混凝土固腳的運用，分析了混凝土固腳不同尺寸產(chǎn)生的不同效果，歸納總結了混凝土固腳在施工過程中遇到的問題以及解決的經(jīng)驗辦法。

灌區(qū)；渠道；襯砌；混凝土板；混凝土固腳

1 灌區(qū)概況

蛤蟆通灌區(qū)位于黑龍江省寶清縣境內(nèi)，隸屬于黑龍江省農(nóng)墾紅興隆管理局八五二農(nóng)場，灌區(qū)總?cè)丝?.5萬人，農(nóng)業(yè)人口1.2萬人，共有4個管理區(qū)、19個管理站和1個村，灌區(qū)年GDP總量為13.7億元，糧食總產(chǎn)為16.5萬t，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值為3.16億元，人均純收入27 024元。灌區(qū)總面積2.97萬hm2，設計灌溉面積2.08萬hm2，其中：設計水田灌溉面積1.27萬hm2，旱田噴灌面積0.81萬hm2。

自2006年開始，蛤蟆通灌區(qū)列入國家大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目，經(jīng)歷了2006、2008、2009、2010、2011、2012年六個年度的節(jié)水改造，灌區(qū)工程狀況得到了很大程度上的改善，增強了水利工程的調(diào)控能力，提高了工程運行的安全性和可靠性，提高了供水的時效性，改善了渠道輸水能力、灌溉條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件。根據(jù)調(diào)查分析，節(jié)水改造前渠系水利用系數(shù)和灌溉水利用率分別為0.59和0.53，改造后分別提高到0.6和0.58。渠道襯砌后糙率由原來的0.0275降到改造后0.017，提高了渠道灌水效率，對農(nóng)作物生長起到了保駕護航的作用。

2 混凝土固腳在灌區(qū)渠道襯砌中的運用及效果

渠道襯砌后糙率的降低可以提高渠道灌水效率。而渠道襯砌后糙率的降低，離不開混凝土固腳的正確運用[1]。在灌區(qū)渠道襯砌中，混凝土固腳被廣泛運用，一般起基礎穩(wěn)定作用。其工作原理是利用自身重量防止混凝土板脫坡滑落。制作主要是混凝土現(xiàn)澆，強度一般為C20F200，10～15 m有分縫?；炷凉棠_的形狀大小和襯砌的坡比、長度有關，坡比小、長度大采用大體積固腳，坡比大、長度小采用小體積固腳，地質(zhì)條件好可以采用全斷面護砌，省略混凝土固腳[2]。

在蛤蟆通灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造過程中，渠道襯砌采取過不同形狀和尺寸的混凝土固腳，主要形狀分梯形斷面和長方形斷面，根據(jù)實際應用看，兩種形狀的固腳效果有一定的差別，具體情況如下：

(1)梯形斷面。采用梯形斷面的有四種尺寸：①上口200 mm、下口600 mm、高700 mm的直角梯形。例如：灌區(qū)2009、2010年度工程，總干渠護砌6.4 km采用了這個尺寸，坡比1∶2，護砌混凝土板14層。施工完成運行幾年后發(fā)現(xiàn)，護砌有塌方和膨脹土質(zhì)的地方，再加上凍脹破壞，混凝土固腳有位移，倒塌現(xiàn)象，造成護砌崩塌。②上口500 mm、下口600 mm、高46.5 mm的直角梯形。例如：灌區(qū)2011年度工程五干渠護砌3.47KM采用了這個尺寸，坡比1∶1.75，護砌8層。施工完成運行幾年后發(fā)現(xiàn)，固腳沒有位移、倒塌現(xiàn)象。③上口300 mm、下口900 mm、高800 mm的等腰梯形。例如：灌區(qū)2012年度工程，總干渠護砌3.2 km采用了這個尺寸。坡比采用1∶2，護砌混凝土板11層，施工完成后，運行中發(fā)現(xiàn)其穩(wěn)定性非常好，至今沒有發(fā)現(xiàn)移位，倒塌現(xiàn)象。④上口300 mm、下口600 mm、高700 mm的等腰梯形。例如：2012年度工程第一標段實驗段護砌0.1 km。這100 m混凝土固腳底部有30 cm碎石，用做透水試驗，通過幾年的運行來看，效果非常好，有效的降低了冬季護坡內(nèi)的水位，對凍脹破壞起了非常好的作用。

(2)長方形斷面。采用了斷面長方形尺寸為300 mm×500 mm，例如：灌區(qū)2006、2008年度總干渠護砌1.35 km、2009年度二干渠護砌7.9 km，護砌工程設計混凝土板尺寸為0.7 m×0.5 m×0.1 m，護砌層數(shù)14層，坡比1∶2，對固腳的推力比較大，運行幾年后破壞點比較多，移位、倒塌現(xiàn)象嚴重。這說明混凝土固腳的尺寸、重量、穩(wěn)定性不能夠滿足實際需要。二干渠護砌層數(shù)較少處未發(fā)現(xiàn)破壞，2009年度總干渠護砌0.5 km，固腳也是同樣尺寸，坡比1∶2，混凝土板14層，運行后也產(chǎn)生了倒塌現(xiàn)象(從2009年度開始，護砌混凝土板尺寸改成0.5 m×0.5 m×0.1 m)。混凝土固腳的具體施工情況及效果見表1。

表1 2006—2012年混凝土固腳施工情況及效果一覽表

3 混凝土固腳在渠道襯砌中遇到的問題及解決辦法

在混凝土固腳施工中，支模完成后，一般采取溜槽輸送混凝土入倉，振動力根據(jù)模具材料來選擇，振動力過大容易起模跑模，24 h即可拆模成型，模具可重復利用，以減少施工費用，養(yǎng)護28 d后即可投入使用。由于是老灌區(qū)改造，渠道內(nèi)的地質(zhì)條件不同，同樣尺寸的混凝土固腳在不同地穩(wěn)定性是不同的，沙土地穩(wěn)定性非常好，黃黏土次之，草炭土穩(wěn)定性最差。護砌完成后，由于混凝土固腳基礎不穩(wěn)，混凝土固腳倒塌后，坡面會產(chǎn)生脫坡、滑坡現(xiàn)象。蛤蟆通灌區(qū)2006、2008、2009、2010年度護砌工程發(fā)生不同程度的脫坡、滑坡現(xiàn)象，就是由土質(zhì)較差、固腳基礎不穩(wěn)定造成的。所以，固腳尺寸的選擇應根據(jù)不同的地質(zhì)條件來確定。

混凝土固腳施工一般在秋天施工，完成后才修坡護砌。在施工中發(fā)現(xiàn)混凝土固腳完成后，坡面里殘留的積水都被混凝土固腳阻擋隔斷，無法排到渠底，混凝土固腳外側(cè)水位提高，混凝土板護砌后積水仍不斷通過混凝土固腳頂部向渠道內(nèi)滲水，冬季來臨時，渠道迎水面已經(jīng)封凍，坡面內(nèi)部積水仍向外部滲透，造成混凝土板凍脹[3]。針對這一問題，在灌區(qū)2012年度工程一標設置了100 m 試驗段，固腳基礎部位增加30 cm碎石，基本解決了坡面積水問題。

4 結 論

根據(jù)蛤蟆通灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目多年的渠道混凝土固腳工程施工資料,分析了混凝土固腳在渠道襯砌中遇到的問題及解決辦法。通過近年的應用證明，渠道襯砌混凝土固腳尺寸大小的選擇應滿足兩點要求：第一，應考慮土壤條件、渠底坡面土質(zhì)、坡面殘留積水、坡面凍脹的影響；第二，坡比與混凝土預制板層數(shù)的關系，坡比越小、層數(shù)越多，對固腳的推力就越大。如梯形斷面，是在工程實踐中比較合理的斷面。因此，合理的選擇固腳的形式和尺寸，既可減少投資、降低施工難度，也可保證工程質(zhì)量，使灌區(qū)真正發(fā)揮節(jié)水灌溉、增產(chǎn)增收的有利作用。

[1] 方永惠.淺談引大灌區(qū)渠道防滲襯砌的作用[J].甘肅農(nóng)業(yè)，2004，9(12)：1-2.

[2] 譚海森, 趙保華, 王瑞光. 不同渠道襯砌型式在鶴崗市應用中的比較[J]. 黑龍江水利科技, 2010, 38(1):235-236.

[3] 李國章. 石津灌區(qū)渠道防滲效果與灌溉用水效率關系分析[J]. 河北水利, 2015(5):26.

紀立民(1971-)，男，安徽蒙城人，工程師，主要從事灌區(qū)建設管理工作。E-mail:1751325007@qq.com。

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