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关于对灌区供水渠道防渗衬砌施工技术的探讨

发表时间：2020/9/27 来源：《基层建设》2020年第17期作者：杨颖峰赵现娥

[导读] 摘要：供水渠道衬砌和防渗处理是灌区节水灌溉推广中重要的工程措施，根据渠道设计流量、渠道断面尺寸选择防渗形式和质量标准，科学选择渠道衬砌形式，使新衬砌渠道达到提高水利用系数之目的。

        陕西省交口抽渭灌溉管理局渭南临渭 714000
        摘要：供水渠道衬砌和防渗处理是灌区节水灌溉推广中重要的工程措施，根据渠道设计流量、渠道断面尺寸选择防渗形式和质量标准，科学选择渠道衬砌形式，使新衬砌渠道达到提高水利用系数之目的。
        关键词：灌区；供水渠道；施工环节；探索
        1、供水渠道现状
        灌区供水渠道有干渠、支渠、斗渠和分渠及渡槽、倒虹、抽水站等。多数灌区供水工程按照“先骨干，后配套，边建设，边受益”的原则进行。先期建设以斗渠、道路、渠树为骨架的雏形，再次建设分渠、引渠和腰渠，形成大型方田套中型方田、中型方田套小型方田的整体格局。灌区在干、支、斗渠在流量和断面尺寸方面大小差异较大，均为梯形渠道，经过四十多年运行，渠道冲刷和损毁严重，灌溉中渗漏现象普遍，导致水资源大量浪费。其中斗渠以下工程由于渠系建筑物配套差，斗分渠衬砌率低，采用单一的砼现浇或砼预制板等防渗材料，其抗冻抗渗性能差，造成水资源不必要浪费，本着减少渗漏、提高效益的原则，渠道防渗是减少水量损失，发展节水型农业行之有效的节水技术，灌区在续建配套项目中要加强渠道衬砌改造，做好渠道防渗工程是关键。
        2、灌区渠道防渗衬砌形式和方式选择
        2.1渠道衬砌形式。灌区节水是要满足输水流量条件和减少渠道渗漏，达到减少工程回填量，改善水流条件，减轻冻胀破坏，延长工程寿命。做为渠道防渗工程技术除了减少渠道渗漏损失、节省灌溉用水量、更有效地利用水资源外，还有减小渠床糙率系数，加大渠道内水流流速；提高渠道输水能力。防止渠道长草；减少泥沙淤积，节省工程维修费用；降低灌溉成本，提高灌溉效益的作用。
        2.2渠道衬砌方式选择。目前灌区渠道改造采用弧脚梯形、弧底梯形和U型断面。其中弧脚梯形、弧底梯形因其水流条件好，减少淤积，具有一定的抗冻涨能力，这种断面主要用于干渠和流量较大的支渠。而目前灌区推行的U型渠道输水输沙能力强，冻胀程度仅为梯形的1/3-1/4，便于机械化施工，加之土工布覆膜技术应用，渠底现浇，坡板可在灌溉行水期提前预制，在非灌溉期施工，这样以来可以缩断工期，降低投资，U型断面成为供水渠道改造的首选技术。目前灌区渠道衬砌采用翻板浇筑法、滑膜施工法和衬砌机施工法。在总结各施工方法优缺点的基础上，针对小型U型渠道，按照每2km左右将全渠划分为若干区段，在区段中间设置砼搅拌站，按照施工工序流程由前到后进行流水线作业，同时推进，渠道衬砌一次成型，此为整体连续浇筑施工方法，其技术在灌区供水渠道施工得到推广与应用。
        3、渠道衬砌整体连续浇筑法施工技术
        3.1渠道基槽的填筑与开挖。首先对原渠槽进行清除，拆除破损衬砌板，清基后用素土或灰土换填，土方回填采用全断面回填，每层厚度控制在20cm左右，用机械逐层夯实达到设计密实度0.93以上，然后用小型挖掘机开挖渠槽并保留保护层，并按照衬砌断面精修土模，土模平整度控制在１cm内，断面误差在5mm以内，砼衬砌前如果土模干燥，采用洒水湿润保证砼衬砌质量。
        3.2土工膜加工和铺设。土工膜采用膜厚大于0.22mm、150g/m2一布一膜PE复合土工膜，施工中采用一布一膜形式，膜料根据基槽断面尺寸的大小及每段长度剪裁。

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纵向铺设时按基槽的断面尺寸计算所需膜料的幅数，将膜料叠成“琴箱”式，先横向放在下游槽内，再将一端与先铺好的膜料或原建筑物在现场连接，再拉展铺开。横向铺设时，以铺设基槽断面的长度为一幅，由渠道一岸经渠底向另一岸铺设，供水渠道一般为50m-60m，大中型渠道可选用20m-40m。膜料连接用搭接法和粘接法进行处理，搭接宽度一般不小于20cm。当天浇筑当天铺膜，避免膜料裸露时间过长，影响其性能。
        3.3模具制作和安装。按照设计断面，用角钢制作模具拱架，角钢两端应长出砼封顶板20cm，再用纵向角钢分别连接拱架上下两端，用短角钢横向连接拱架下端，用长角钢横向连接拱架上端形成模具主骨架。为了便于浇筑渠道底部，将圆弧段圆切角25－30°以下部分留空，以上部分外包2.5mm厚钢板，并用扁钢作肋，间距15－20cm，形成整体模具；按照伸缩缝形状制作伸缩缝夹板，按照伸缩缝间距和操作要求确定每件模具的长度，在拱架上钻孔，位置应一致，便于用钢销或U型环定位连接，模具重量控制在160kg左右，长度1.5m，模具用料要具有一定的强度和刚度。砼浇筑前，平整渠槽两岸平台，沿渠两边平台纵向摆放支垫角钢，其一边支垫模具，另一边作为封顶板的外模。将模具放入渠槽中，支撑在角钢上，调整模具中线和渠道中线重合，并处于设计高程位置后，打钢钎将模具与渠岸固定。一般3－4件模具连接为一体成为一个仓段，经检查合格后浇筑砼。
        3.4施工中原材料要求。施工砼优先选用PC32.5普通硅酸盐水泥，采用C15和C20强度等级，抗冻标号D50－D100，抗渗标号S2－S4，砼衬砌板厚度一般为7－10cm；骨料采用天然级配的中粗砂，最大粒径不超过20mm，含泥量不超过3％，针片状含量不大于25％，水灰比不大于0.5，塌落度在1－3cm较适宜，为了使其有较好外观质量和防渗能力，砂率一般在0.4-0.55；可掺加不大于20％的粉煤灰，用来改善砼和易性，C15砼每立方用量不小于310kg，C20不小于350kg。
        3.5砼浇筑。按照立模的先后顺序逐仓浇筑，一仓完成后再浇筑下一仓。首先浇筑边坡部分，并使砼从模具底部挤出，待边坡浇满后再浇筑渠底，并用振捣器充分振捣避免出现冷缝。如果先浇筑渠底，当边坡浇筑完成后，渠底砼将变得干硬而无法收面，使外观质量较差。边坡砼在浇筑渠底的同时逐渐“硬化”，可减少滑塌的可能性，加快模具周转。砼应用搅拌机集中拌和，人工均匀入仓，用插入式震动器逐层振捣密实。根据气温情况，浇筑砼前，紧贴模具表面铺设塑料膜并可靠固定，作为脱模措施。一般待20～30分钟即可逐段抬去模具，在前面继续支模。拆模后立即人工原浆收面两遍，其作用可以及时处理砼质量缺陷，提高渠道表面平整度和光洁度，增加砼抗渗能力。
        3.6伸缩缝灌填。伸缩缝是砼衬砌渠道的主要渗漏途径，以前灌区渠道衬砌多采用跳仓的方式施工，伸缩缝处理滞后时间较长，导致伸缩缝中填满了泥水、砂土等杂物，砼表面很难清理干净，防渗效果并不理想。采用整体连续浇筑施工，砼衬砌渠道应每隔4－5米设置伸缩缝，形状应为梯形或矩形，砼浇筑完成24小时，即可灌填伸缩缝，缝内用热熔的802型聚氯乙烯胶泥灌填，用厚度不小于2cm的水泥砂浆封口。处理完成后即可与砼同时、同条件养护，防止其出现漏洞、裂缝等为题。在完成安装工作后，重视在十二小时内，及时进行表面撒水工作，保证其表面温度适中、表面湿度符合基本要求。当温度较低时则需要及时停止洒水工作。覆盖材料，发挥养护工作的针对性。
        4、结论
        采用定型模具整体连续浇筑，改变了灌区传统的支斗渠砼衬砌施工技术，使建设工期大为缩短，达到了衬砌一段即可投入运行一段，同时渠道改造不影响灌溉，农田灌溉不牵制施工的理想效果，也对提高灌区抗御自然灾害的能力、促进灌区农业结构调整和农业增产、农民增收，实现灌区水资源的合理配置，对经济可持续发展起到了一定的作用。