混凝土防渗渠道的设计施工运行与管理技术

[论文关键词]防渗渠道 结构形式 地基 管理工作

　　[论文摘要]通过对新疆寒冷地区影响混凝土防渗渠道质量的几个主要因素，提出防治措施与处理建议。
　　
　　　　
　　一、引言
　　
　　近年来，随着新疆昌吉州、县农田水利基本建设“天山杯”竞赛活动的不断深入开展，在防渗渠道建设、喷灌、滴灌节水灌溉建设，重点水利工程建设和改水防病工程建设方面，都取得了显著的成效。特别是以“天山杯”工程竞赛为契机的混凝土防渗渠道建设，在我县发展得很快，更新换代也很快。据统计，玛纳斯县现有混凝土防渗各级渠道，占全部防渗渠道的85%以上，控制面积达100万亩。经多年实践证明，防渗渠道不仅可以节约用水，控制地下水，而且能够减少清除淤泥工程量，节省劳动力，达到提高灌溉效益，增产、增收的目的。混凝土衬砌是一种理想的渠道防渗措施，具有防渗效果好，糙率小，允许流速大，强度高，使用年限久，可适应不同地质条件和各级渠道。但是它造价相对比较高，投资大。
　　
　　二、合理选择结构型式是渠道防渗的基础
　　
　　合理选择结构型式是混凝土防渗渠道设计的基础工作，防渗渠道设计是根据灌溉面积、作物布局并结合地形、土质、地下水自然条件确定断面尺寸。因此，渠道断面型式直接影响渠道的强度，整体性及使用年限。玛纳斯县在1995年以前的混凝土防渗渠道断面型式主要是梯形，梯形断面的防渗渠道具有施工方便，维修简捷的特点，但是它衬砌断面大，工程量多，整体性差，强度不高，对防止冻涨破坏不利，稳定性相对比较差，不适应填方或软基渠道。施工中勾缝多，质量不能达到设计要求。1995年以后，玛纳斯县引进了先进的混凝土U板成型机，对玛纳斯县已建成而且达到使用年限的各类梯形断面防渗渠道进行了更新改造。U型断面渠道，具有整体性好，强度高，各部位受力较均匀，产生裂缝少，施工勾缝少，断面尺寸小，占地少，施工方便，防止冻涨效果好的优点。U型防渗渠道，一般采用单层护面衬砌，在板与板之间设横向或纵向连接缝，自成一体，可有效地增加强度，防止冻涨。在防渗渠顶部设有15－30cm的土壤顶板，可有效地防止雨水灌溉溢水渗入渠基，带走泥沙，破坏渠道。
　　
　　三、加强施工管理确保工程质量
　　
　　（一）地基处理
　　基础处理是防渗渠道的根本，做好混凝土防渗渠道的地基基础，可以减少防渗体裂缝，避免渠道因基床沉陷而破坏。在选择渠道线路时，应尽量避开湿陷性、膨胀性粘土及地下水位高的不良地段，对于新建渠道在防渗体工程铺筑之前，先要将渠基整平，然后夯实，最好能提前开挖使基土的水份在自然风干下尽量降低，以增强土基强度，减轻冬季冻涨破坏。对于改建渠道，应尽早停止放水，并扒松渠基风干。
　　（二）冬季施工技术措施
　　防渗渠道土方工程一般都在秋冬时开挖，为了不影响下一年的灌溉，大部分只有在秋冬季进行，主体铺设在来年春季进行勾缝，这样渠基经过一个冬季的沉降，基土比较稳定，而且春季勾缝能保证质量。有的因工期要求，必须在冬季施工的，要注意采取合理的措施，确保施工质量，切不可在强冻涨地基上浇筑混凝土，现浇混凝土防渗工程和预制板勾缝工作在连续5日平均气温在5℃以下，或最低气温在－5℃以下施工，应采取必要的技术措施，必须保证拌制所需的原料及制作和养护期内不结冰，不受冻，水泥应选用硅酸盐水泥，标号不得低于425号，水灰比不应大于0.6。冬季施工常用的保温方法：即在砼内加适量的早强剂，采取覆盖保温，充分利用蓄热养护，采用氯化钙及其它早强减水剂，以提高砼及砂浆的早期强度，防止冻害，一般氯化钙最大参用量是水泥重量之比的3%，且每立方米总用量不提超过6kg，若用加热法，首先应考虑加热拌和用水，当达不到要求时，再考虑加热砂，但水泥不得直接加热，且拌和水温不宜超过60℃。（三）选择合理的施工方式
　　混凝土防渗渠道一般有两种施工方式：一是预制板衬砌，它常用于沉陷未定的一般渠道，这种方法接头比较多，整体性差，容易被破坏，预制砼板的大小，应根据施工条件决定。实践证明，平板梯形砼防渗渠道，因板小砌缝多，防渗整体性差，防渗效果不如U型防渗体好，U型防渗体，整体性好，接缝少，可以防止冻涨，而且相对断面小，过流量大，糙率小，但是它只能用于小流量支斗农渠，断面尺寸过大，一是施工困难，重量大，运输费用高。二是断面超过强度极限，容易断裂。三是开挖断面要求高，基础处理严格。另一种施工方法为现浇砼，它多用于地基较稳定的情况，这种施工方法操作比较困难，施工费用高，要求工期长，但施工质量好，防渗整体性好，强度高，施工缝少，容易管理。
　　（四）伸缩缝施工
　　为了适应温度变化，砼收缩，地基湿涨，冬季冰涨及不均匀沉陷等因素引起裂缝，砼护面应设置伸缩缝，可分为纵向缝和横向缝两种，垂直水流方向的横缝，一般间距3－5米，缝宽2cm左右，若底宽太大，则要设顺水方向的纵缝。伸缩缝，多采用梯形或矩形，在填筑缝时，首先要清理缝内泥土杂物，使缝壁清洁、干燥，接着在缝壁刷上一沥青一柴油混合物，再将拌合好并保持在110℃的焦油塑料胶泥灌入缝内，迅速向缝壁抹压，使胶泥与缝壁充分粘结，最后用热烙铁沿缝口压烙，使表面平整并粘牢。

　　
　　四、运行管理与维护
　　
　　（一）用水管理
　　在一定的范围内，应根据水源、供水量、渠道情况及有效灌溉面积，作物种植计划，用水情况，编制合理的调配水计划，并根据计划输水送水，使工程充分发挥其效益。
　　（二）维护管理
　　在渠道的日常运行中，应加强观测，及时排除故障。在过水期间要观测各段水流是否平稳正常，渠道内水位是否变化、是否漫过防渗体顶部的封顶板，若漫顶，则水流入防渗层背后，带走泥沙影响土基稳定。在停水期间，检查渠内有无阻水障碍物，渠道有无裂缝，有无漏水，混凝土表面有无剥离、磨损、气蚀现象，接头是否脱落，伸缩缝内充填物是否流失和漏水，以便维护处理。
　　（三）冬季管理
　　混凝土防渗渠道常发生冻涨破坏，从而缩短渠道使用寿命，因此必须采取一些管理措施：①冬季输水灌溉宜在平均气温高于0℃时进行，防止渠水结冰涨破防渗体；②冬季雪后融化，要及时将积水排出渠道，以防在渠内结冰；③要经常检查，发现破坏地方要及时维修，防止渠水渗入渠基反复冻融，导致大量防渗体的破坏；④对于与挖方渠道相邻的农田，应在气温降至0℃以下，前半个月停止灌水，以防渠基土因含水量高结冰，引起防渗体的破坏。
　　（四）技术档案管理
　　对新建的防渗渠道要建立技术档案，以备维修研究、查阅。技术档案包括以下内容：①基本情况、地基土质、地下水埋深、水源情况及田间作物耕作措施等；②设计资料、设计流量、断面、结构型式、长度、厚度及控制面积等；③施工资料、渠道施工季节时间、混凝土水灰比、标号、主要材料用量、工程投资、基土密实度以及何处采取过何种特殊处理；④维修资料：指维修地点、维修时间、处理问题、处理效果；⑤用水管理记录、时间流量、灌水次数。
　　加强防渗渠道管理，除了必要的管理措施外，必须落实管理人员管理责任、奖惩办法、依法管理、科学管理才能将已建好的工程管好、用好，延长使用年限，充分发挥工程效益。