新疆乌鲁木齐高新技术产业开发区(新市区)建设局(交通局、水务局、人防办)新疆乌鲁木齐 830000
摘要:农田水利渠道工程防渗设计要点的全面掌握对于渠道工程高质量运行具有重要意义。本文将紧密结合实际情况,对农田水利渠道工程的防渗设计要点以及相关注意事项展开分析,希望可以对业内起到一定参考作用。
关键词:农田水利;渠道工程;防渗设计
农田水利渠道工程建设对于我国现代农业发展具有重要意义,现阶段,在我国农田水利渠道工程建设运行中,渠道渗漏问题依然普遍存在,相关单位需对此予以高度重视。
1农田水利渠道工程的防渗设计要点
1.1混凝土防渗设计要点
无论是在国内还是国外,混凝土防渗技术均得到了广泛应用,主要是将混凝土铺设在渠床表面,让防渗层得以形成,进而减少渗漏损失,实现防渗漏目的。混凝土防渗漏技术优缺点如表1所示。
表1 混凝土防渗漏优缺点
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现阶段,混凝土防渗设计形式主要包含楔形板、等厚板、弧形肋梁板等,在应用混凝土防渗技术时,关键设计要点可以归纳为:
首先,应对等厚板进行优先选择,等厚板自身具有施工开展方便、质量控制简单特点,如果农田水利渠道地质并无特殊,此种设计方式的有效应用可以让防渗要求、安全要求得到满足;其次,如果渠基存在一定沉陷变形、膨胀变形,需要对地基进行科学处理,与此同时,针对大型渠道,可以对肋梁板、楔形板、中部加厚板进行选择使用;再次,可以将矩形渠道、U形渠道应用在小型渠道防渗设计中;最后,针对特种土基情况,可以对板膜复合结构进行选择使用。值得注意的是,在混凝土防渗设计过程中,设计工作者还可以使用添加剂、保护剂,让混凝土性能得以增强,保证混凝土防渗设计与其他防渗工艺的有效融合[1]。
1.2膜料防渗设计要点
膜料防渗主要应用埋铺式方法,膜料防渗设计优缺点如表2所示。
表2 膜料防渗漏优缺点
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现阶段,如无过渡层防渗结构、有过渡层防渗结构为主要形式,前者主要使用土渠基、黏性土保护层、复合土工膜;后者主要使用砂砾石、岩石、土渠基、现浇碎石混凝土。在使用膜料防渗技术时,关键设计要点为:
首先,可以使用聚乙烯膜应用在严寒、寒冷地区,使用聚氯乙烯膜应用在穿透植物地区;其次,可以使用0.2mm到0.3mm的深色塑膜应用在中型农田渠道、小型农田渠道,使用0.3mm到0.6mm深色塑膜应用在大型渠道;最后,可以使用复合土工膜应用在特殊渠基。
1.3砌石防渗设计要点
砌石防渗设计技术主要包含块石衬砌、卵石衬砌两种主要类型,砌石防渗本身具有施工操作简单、抗冲击能力强、坚固性、耐久性强的优点,同时具有劳动需求大、材料厚度大、材料用量多的缺点。在使用砌石防渗技术时,关键设计要点可以归纳为:
首先,应对砌石防渗厚度进行严格管控,结合挡土墙设计要求、构造要求,可以选择使用15cm到25cm的浆砌料石厚度,选择使用20cm到30cm的浆砌块石厚度,并控制浆砌石板厚度在3cm以上,结合当地料源情况、使用要求,可以设置15cm到30cm的浆挂淤护面防渗层厚度;其次,应做好渠基淘刷的预防设计,针对浆砌石板渠道,可以将2cm到3cm砂料铺设在砌石层下放,利用低标号水泥砂浆设计垫层,针对干砌卵石挂淤防渗渠道,可选择铺设复合土工膜料层技术,针对大中型渠道,如果防渗要求相对较高,需要将土工膜料层铺设在砌石下。
1.4沥青防渗设计要点
在北方农田渠道防渗设计工作中,沥青防渗技术得到了广泛应用,此技术具有透水性差、适应性强、耐久性强的优点,现阶段,沥青防渗技术主要为埋藏沥青薄膜技术、沥青混凝土技术等。
在使用埋藏式沥青薄膜技术时,关键设计要点为:在平整压实处理渠床后,需要洒少量水,并使用机械技术喷洒200℃沥青,喷洒遍数为2遍以上,让4mm到5mm不透水薄膜得以形成。在使用沥青混凝土防渗技术时,关键设计要点为:需要对沥青、砂、碎石加热拌和予以高度重视,进行压实成形,如果防渗结构没有整平胶结层,那么需要控制孔隙率在4%以下,如果防渗结构具有平胶结层,那么需要控制热稳定系数在4.5以内[2]。
1.5土料防渗设计要点
土料防渗具有历史悠久特点,此技术具有施工方便、造价低的优点,但同时具有抗冻性差、质量难以保证缺点,现阶段,土料防渗主要包含四种类型,不同防渗技术具有差异化设计要点:
在使用土料夯实技术时,关键设计要点可以归纳为:应明确夯实程度会对防渗效果造成直接影响,需要对人工夯实、机械碾压方法进行合理使用,保证土料夯实可以让土壤密度得以增强,在渠床表面,可以设计防渗层。在使用粘土护面技术时,关键设计要点为:应在渠床表面铺设粘土,保证粘土选择合理。在使用三合土护面技术时,关键设计要点为:应保证砂、粘土、石灰配比合理、搅拌均匀,对其进行夯实处理,保证防渗层厚度在10cm到20cm。在使用灰土护面技术时,需要保证石灰、粘土比例科学,对铺设厚度进行严格管控,对渠道断面形式进行合理选择[3]。
2农田水利渠道工程的防渗设计其他注意事项
2.1确定重要力学参数
在农田水利渠道工程防渗设计中,需要对重要力学参数进行科学确定,主要包含:(1)流量。农田排水力量等于排水模数、排水面积乘积,结合排水面积、暴雨洪水特点、土壤性质以及地面覆盖,可以计算排水模数,与此同时,结合灌水率、灌溉面积,也可以计算灌溉渠道设计流量,设渠道水利用系数是
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,灌水率是q,灌溉面积是A,那么设计流量为:
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(1)
(2)流速。依照渠床泥沙、土质、水力因素,可以对渠道流速进行科学设计,设渠道设计流量是Q,不冲流速系数是K,那么不冲流速为:
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(2)
设渠道过水断面水力半径是R,不淤流速系数是Ci,那么不淤流速为:
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(3)
(3)渠床糙率。渠道表面粗糙程度与阻力具有正比例关系,可以让流速减少。(4)伸缩缝。依照填料性能、缝间距以及施工要求,可以对施工缝进行确认[4]。
2.2设计横纵断面
在横断面设计中,需要对不同边坡系数、宽深比进行综合考量,保证断面尺寸设计合理,做到少占地、少开挖,让工程投资得以减少,设渠道糙率是n,过水断面面积是A,水利半径是R,渠道底宽为b,水深是h,渠道比降是i,那么渠道横断面设计流量为:
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(4)
依照渠道边坡水平投影深度、投影长度可以确认边坡系数,依照渠道地下水深度、冻胀严重性可以设计渠道宽深比。
在纵断面设计中,需要做好水力计算工作,对各个桩号水位高程进行合理设计,依照设计水位,可以对渠底高程、堤顶高程进行科学确认,完成渠道纵断面图绘制工作,具体包含渠道设计水位线、渠底高程线以及堤顶高程线等[5]。
2.3防冻胀设计
在防冻胀设计中,关键设计要点为:首先,应积极使用压实处理方法、换填法、加筋土法以及化学处理法,对渠基土质进行改善;其次,应积极使用排水措施、隔水措施以及植树措施,对渠基水分环境进行改善;再次,应采用隔热保温材料铺设措施,对渠道衬砌层起到保温效果;最后,可以对不同纵缝进行设置,对科学断面形式进行合理选择,让整体受力条件得到改善。
结束语
综上所述,设计单位通过全面掌握混凝土防渗设计要点、膜料防渗设计要点、砌石防渗设计要点、沥青防渗设计要点以及土料防渗设计要点,并对重要力学参数进行科学确认,完成横纵断面设计工作、防冻胀设计工作,可以让农田防渗设计工作得以高质量完成。
参考文献
[1]黄生.灌溉渠道防渗设计与技术分析[J].吉林农业,2017(23):72.
[2]高绍涌.中小型渠道防渗新技术的设计与研究[J].建材与装饰,2016 (43):262-263.
[3]古丽格娜·托乎达.高标准农田渠道防渗工程设计与施工探析[J].地下水,2016,38(04):201+225.
[4]曹朝阳,刘福鼎.浅谈农田水利工程中防渗渠道及衬砌的设计施工[J].农业与技术,2015,35(16):56.
[5]李春梅.农田水利工程防渗渠道及衬砌设计施工[J].农业与技术,2015, 35(18):50.