淺議混凝土U型渠道施工技術(shù)

關(guān)鍵詞：渠道防滲 渠道設(shè)計(jì) 施工技術(shù) U型 

　　渠道防滲是我國(guó)目前應(yīng)用最廣泛的節(jié)水工程技術(shù),常用土料、水泥土、砌石、混凝土、瀝青混凝土和土工膜料等材料作為渠道防滲層,達(dá)到防止渠道滲漏的目的。U形渠目前系采用底部為半圓或弧形,上部為一定傾角的直線段的斷面形式,近年來又改進(jìn)為拋物線斷面,比U形斷面更接近于最優(yōu)水力斷面。 

　　1、常用的防滲材料 

　　1.1 土料防滲 

　　土料防滲一般是指以粘性土、粘砂混合土、灰土、三合土和四合土等為材料的防滲措施,它是我國(guó)沿用已久的、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的防滲措施。土料防滲有如下優(yōu)點(diǎn):能就地取材,料源豐富;可以充分利用現(xiàn)有的碾壓機(jī)械設(shè)備;技術(shù)比較簡(jiǎn)單;造價(jià)低廉,投資少。由于它的突出優(yōu)點(diǎn),我國(guó)在早期采用較多,特別是在一些中小型渠道工程中應(yīng)用更多。但是土料防滲也有一些缺點(diǎn):允許流速較低(壤土的允許流速僅為0.7m/s左右);土料防滲層的抗凍性能較差。因此,不宜用于流速較高或氣候寒冷的地區(qū)。 

　　1.2 水泥土防滲 

　　水泥土為土料、水泥和水拌合而成的材料。因其主要靠水泥與土料的膠結(jié)與硬化,故水泥土硬化后的強(qiáng)度類似混凝土。水泥土防滲的主要優(yōu)點(diǎn)如下：料源豐富,可以就地取材,水泥土中的土料占80%～90%,而土料的來源異常豐富,可以就地取材進(jìn)行水泥土防滲工程建設(shè)；防滲效果較好。水泥土防滲較土料防滲效果好,一般可減少漏量80%～90%；技術(shù)比較簡(jiǎn)單；投資少,造價(jià)較低；可以利用現(xiàn)有的拌和機(jī)、碾壓機(jī)等施工設(shè)備施工,能充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的作用。 

　　1.3 砌石防滲 

　　砌石防滲按結(jié)構(gòu)形式分有：護(hù)面式、擋土墻式兩種。按材料及砌筑方法分有：干砌卵石、干砌塊石、漿砌塊石、漿砌料石、漿砌石板等多種。砌石防滲有如下優(yōu)點(diǎn)：在沿山渠道和石料豐富地區(qū)就地取材；抗沖擊流速大,耐磨能力強(qiáng)；抗凍能力強(qiáng)；具有一定的防滲效果；具有較強(qiáng)的穩(wěn)定渠道的作用。由于砌石渠道具有明顯的優(yōu)點(diǎn),加之我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平較低,資金有限,同時(shí)我國(guó)勞動(dòng)人民具有豐富的砌石技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),故砌石防滲是我國(guó)采用最早、應(yīng)用較廣泛的一種渠道防滲措施。 

　　1.4 瀝青混凝土防滲 

　　瀝青混凝土防滲是以瀝青為膠結(jié)劑,與礦粉、礦物骨料(碎石或礫石和砂)經(jīng)過加熱、拌和、壓實(shí)而成的防滲材料。它有如下優(yōu)點(diǎn)：防滲效果好(一般可以減少滲漏90%～95%)；具有適當(dāng)?shù)娜嵝院驼掣叫?有一定的自我愈合能力；能適應(yīng)較大的變形,抗凍能力強(qiáng)；易修補(bǔ)。由于瀝青混凝土具有上述優(yōu)點(diǎn),國(guó)外在本世紀(jì)30年代即用它作大壩防滲斜墻,50～70年代各國(guó)已廣泛將其應(yīng)用于渠道、水庫大壩和蓄水池等防滲工程上。 

　　2、混凝土襯砌U形槽渠道設(shè)計(jì) 

　　2.1 設(shè)計(jì)要求 

　　U型混凝土渠道是簿殼反拱結(jié)構(gòu),背面上以土基為模,要求澆筑、震搗、穩(wěn)定、收漿一次成形,達(dá)到混凝土震搗密實(shí),表現(xiàn)出漿不離析,離模后不塌落,機(jī)械機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,裝拆方便,有利于小型渠道施工。 

　　2.2 橫斷面尺寸 

　　U型渠道橫斷面如附圖所示,橫斷面尺寸選擇滿足H:2R≈1這樣既能接近水流最佳斷面,又便于施工,且節(jié)約材料,成型后的渠道有較好的抗凍能力。 

　　2.3 工作原理 

　　應(yīng)用U一160型渠道襯砌機(jī)，進(jìn)行混凝土U形槽襯砌渠道施工，分兩個(gè)階段進(jìn)行，即土模的形成與制作，襯砌機(jī)進(jìn)行襯砌。砂壩外殼成形之后，用馬車、四輪車往砂壩內(nèi)殼填粘土，與砂壩齊平。往砂壩內(nèi)殼填粘土，最好是秋天填滿土，到明年春季施工，有利于土模的形成。在半開挖的粘土槽內(nèi)，用58.8kw鏈軌拖拉機(jī)進(jìn)行碾壓5遍以上，使之達(dá)到夯實(shí)之目的.碾壓標(biāo)準(zhǔn)用土攘午容重控制，土壤干容重必須達(dá)到巧kN/m3以上。混凝土U形槽襯砌渠道高為135cm，半開挖上部分已經(jīng)挖深75cm，還剩60cm粘土，需用人工整理成圓弧形溝槽。土模制作分為兩部分，下部分是由人工挖成的弧形槽，上部分則用鋼板做成外形與U形槽外形尺寸一致的鋼模，長(zhǎng)5.4m，高1.25m，共3節(jié)，每節(jié)長(zhǎng)1.8m。用鑲絲連結(jié)在一起,移入挖成的弧形槽內(nèi)。在弧形槽放入鋼模之后，上部分有75cm需分層填土夯實(shí)，每層填土30～40cm，用石夯進(jìn)行夯實(shí)。夯的體積是20cmx20cmx80cm。打夯的辦法是四、三、二、一，即打四排夯，靠近鋼模第一排打四遍夯，第二排打三遍夯，第三排打兩遍夯，第四排打一遍夯。 

　　3、混凝土U形槽渠道技術(shù)新發(fā)展 

　　許多灌區(qū)項(xiàng)目的渠道工程,由于施工導(dǎo)流存在難度,因此往往是利用非灌溉期搶修。而現(xiàn)澆U型渠槽機(jī)械施工，存在工期長(zhǎng)、質(zhì)量不易保證、抗凍性能差的點(diǎn)，所以預(yù)制U型渠槽成為首選。它便于施工、密實(shí)度高、抗壓抗?jié)B、抗凍脹性能較好。U型預(yù)制件的設(shè)計(jì)主要參考廠家提供的定形模具,槽板厚度3.0～5.0cm不等,下部為半圓曲面,上部為與地面垂線成一定傾角的平面,與半圓連接成斜壁,構(gòu)件分為整體式和組裝式。規(guī)格根據(jù)構(gòu)件下部半圓弧形斷面的直徑區(qū)分。新疆地區(qū)常用的整體式規(guī)格有D60、D80、D100、D120、D140等5種;組裝式規(guī)格1/2D60、1/2D80、1/2D100、1/2D120、1/2D140,由2塊1/2U型槽和底部的預(yù)制混凝土平板組成,預(yù)制混凝土平板的寬度在30～60cm不等。 

　　在渠道工程設(shè)計(jì)中,許多規(guī)模較小的灌區(qū)內(nèi)部渠道,在受占地、資金、工期等條件的制約下,可以選擇預(yù)制U型渠槽,同時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)仡A(yù)制廠家的產(chǎn)品,選擇合適的渠道斷面,充分利用2種U型預(yù)制構(gòu)件的特點(diǎn),來調(diào)整渠道斷面的統(tǒng)一性,使U型渠槽規(guī)格的選擇盡可能的常見、單一,這樣給以后的施工過程減少很多不必要的麻煩。 

　　4、結(jié)語 

　　混凝土U形槽渠道技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了水利工程建設(shè)的作用，提高了農(nóng)業(yè)抵御自然災(zāi)害能力。許多地區(qū)利用了這一契機(jī),加大了對(duì)0.1m3/s以上的渠道的防滲配套工作，小型農(nóng)田水利工程的建設(shè)獲得了較快的發(fā)展。