水利工程施工中渠道防滲技術(shù)的應(yīng)用

水利工程施工中渠道防滲技術(shù)的應(yīng)用

1渠道施工的原料及優(yōu)缺點(diǎn)首先是土壤材料。使用年限一般在5~25年之間,其中包含素土、三合土、四合土、灰土以及黏砂混合土,原材料為砂、石、素土以及石灰等。優(yōu)點(diǎn)主要是可以就地取材且造價(jià)低,施工簡(jiǎn)便;缺點(diǎn)是抗凍能力差,耐久性差,而且比較費(fèi)勞動(dòng)力,最主要的是質(zhì)量不能保證等。適用于氣候溫和地區(qū)的中、小型渠道。第二種為水泥土類(lèi):使用年限在8~30年之間,包含干硬性水泥土和塑性水泥土,主要原材料是壤土、砂壤土、水泥等。適用于氣候溫和地區(qū)同時(shí)附近有壤土和砂壤土的渠道。優(yōu)點(diǎn)同樣是可就地取材且造價(jià)比較低,施工較容易;缺點(diǎn)是抗凍性較差。第三種為石料類(lèi):使用年限在25~40年之間。包含漿砌料石、漿砌塊石、漿砌卵石、漿砌石板,主要原材料是水泥、卵石、料石、塊石、石板以及石灰等。適用于石料來(lái)源豐富、有抗凍與抗沖要求的渠道。優(yōu)點(diǎn)是抗凍性和抗沖性好,施工簡(jiǎn)便且耐久性強(qiáng);缺點(diǎn)是防滲性能差,需勞動(dòng)力多等。第四種為膜料類(lèi):使用年限在20~30年之間。包含土料保護(hù)層、剛性保護(hù)層,主要原材料是石、砂、膜料、土料以及水泥等。適用于中、小型低流速渠道。優(yōu)點(diǎn)主要是防滲能力強(qiáng)且質(zhì)輕,同時(shí)運(yùn)輸也比較便利。第五種為瀝青混凝土類(lèi):使用年限在20~30年之間。包含現(xiàn)場(chǎng)澆筑、預(yù)制鋪砌,主要原材料是水泥、石以及砂等。適用于有凍害地區(qū)且附近有瀝青料源的渠道。優(yōu)點(diǎn)主要是防滲能力強(qiáng)且凍脹變形能力較好;缺點(diǎn)是造價(jià)高且料源少。第六種為混凝土類(lèi):使用年限在30~50年之間。包含預(yù)制鋪砌、現(xiàn)場(chǎng)澆筑以及噴射法施工,主要原材料是水泥、砂、石和速凝劑等。適用于不同地形、氣候和運(yùn)用條件的大、中、小型渠道和基巖及風(fēng)化巖基的渠道。優(yōu)點(diǎn)主要是防滲,抗沖性能好且耐久性強(qiáng);缺點(diǎn)是需較多的施工設(shè)備,而且施工比較復(fù)雜。2渠道防滲措施分析2.1后分層鋪設(shè)材料土料防滲有素土夯實(shí)、灰土、三合土、四合土護(hù)面等。(1)土料夯實(shí)——這種方法投資少而且施工簡(jiǎn)便,其防滲效果與夯實(shí)程度及影響深度有關(guān)。該方法主要是采用人工夯實(shí)法來(lái)增加土壤的密度,在渠床表面建立透水性很小的防滲層。夯實(shí)前必須清除渠床雜草并嚴(yán)格控制土料的含水量,以便提升夯實(shí)程度和防滲效果。夯實(shí)深度一般不小于30~40cm,例如可以把渠床表面土壤挖松,然后分層夯實(shí)擾動(dòng)土,防滲效果和耐久性都可以提高,但耐沖性仍較差。這種防滲措施可用于小型渠道,各土壤最佳含水率見(jiàn)表1。(2)灰土、三合土以及四合土護(hù)面——灰土護(hù)面的抗沖能力比較強(qiáng),但抗凍性能差,適用于氣候溫和地區(qū)。灰土護(hù)面主要是灰石和黏土拌和料夯實(shí)而成的防滲層。土與石灰的配合比常用1:3~9。三合土護(hù)面是用石灰、砂、黏土經(jīng)均勻拌和后,夯實(shí)成渠道的防滲護(hù)面。黏土、砂、石灰的配合比常用1∶1∶3~1∶1∶6,性能和灰土相近。在素土夯實(shí)或灰土、三合土、四合土護(hù)面夯實(shí)時(shí)必須控制其含水量,以便達(dá)到最大夯實(shí)干容重。四合土護(hù)面是在三合土配合比基礎(chǔ)上加入25~35%的卵石或碎石,其防滲性能更好。各種土料的含水量需用試驗(yàn)來(lái)確定。三合土、四合土施工時(shí)要先拌石灰和土,然后再加入砂石干拌,最后灑水拌和均勻,并悶料1~3d?；彝潦┕な菍⑹蚁膺^(guò)篩,并加水稀釋成石灰漿,灑在粉碎過(guò)篩的土上,拌和并悶料1~3d。灰土、三合土還有四合土最好按先渠坡后渠底的順序來(lái)進(jìn)行施工;素土以及黏砂混合土宜按先渠底后渠坡的順序施工。在防滲層厚度大于15cm時(shí),應(yīng)分層鋪筑。壓實(shí)時(shí),機(jī)械夯壓時(shí),不要大于30cm,層面間應(yīng)刨毛灑水,虛土每層鋪料厚度人工夯壓時(shí)不要大于20cm。2.2石岸的防滲砌石防滲方法具體包含干砌和漿砌兩種。該方法施工起來(lái)比較簡(jiǎn)單,同時(shí)具有抗磨、耐久、抗沖等諸多優(yōu)點(diǎn)。(1)卵石襯砌防滲——卵石襯砌的施工應(yīng)按先渠底、后渠坡的順序鋪砌卵石。卵石襯砌有漿砌和干砌2種。干砌卵石開(kāi)始有防沖作用,但用過(guò)一段時(shí)間以后,卵石間的縫隙會(huì)被泥砂充填,再經(jīng)水中礦物鹽類(lèi)的硬化和凝聚作用,便形成了穩(wěn)定的防滲層。卵石抗?jié)B層的厚度,可根據(jù)使用要求和當(dāng)?shù)亓显磥?lái)定,一般采用15~30cm。砌石防滲要防止渠基淘刷,提高防滲效果,可在砌體下放置砂礫石墊層或鋪設(shè)復(fù)合土工膜料層。(2)塊石襯砌防滲——砌石防滲要求不高時(shí),可采用干砌勾縫的護(hù)面防滲技術(shù),防滲要求高的時(shí)候,就要采用漿砌塊石護(hù)面防滲技術(shù),分為護(hù)面式和重力墻式兩種。石料的規(guī)格一般是長(zhǎng)40~50cm、寬30~40cm;塊石、料石厚度一般在15~30cm之間,石板不小于3cm,且要求有一面比較平整。襯砌的石料要質(zhì)地堅(jiān)硬沒(méi)有裂紋。前者工程量小,投資少,應(yīng)用較普遍;后者多用于容易滑坍的傍山渠段和石料比較豐富的地區(qū)。2.3混凝土襯砌層厚度混凝土襯砌廣泛采用板形結(jié)構(gòu),其截面形式有楔形、槽形、肋形和矩形等。矩形板適用于無(wú)凍脹地區(qū)的渠道,楔形和肋形適用于有凍脹地區(qū)的渠道,槽形板用于小型渠道的預(yù)制安裝?；炷烈r砌的防滲效果比較好,該技術(shù)可以提高渠道的輸水能力,同時(shí)減小渠道的斷面尺寸,便于養(yǎng)護(hù)管理且經(jīng)久耐用。大型渠道多采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑。在強(qiáng)凍脹地區(qū),U形槽在不均勻凍脹力作用下易整體上移和產(chǎn)生裂縫,不宜采用?，F(xiàn)場(chǎng)整體澆筑的U形槽具有水力性能好、斷面小、占地少、整體穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),適用于無(wú)凍脹或弱凍脹地區(qū)的中小型渠道。渠基土穩(wěn)定無(wú)壓力一般采用素混凝土,渠基不穩(wěn)定或存在較大壓力時(shí),采用鋼筋混凝土?；炷烈r砌層的厚度與施工氣候、方法以及混凝土標(biāo)號(hào)等因素有關(guān)?，F(xiàn)場(chǎng)澆筑的襯砌層比預(yù)制安裝的厚度稍大,有凍脹破壞地區(qū)的襯砌層厚度比無(wú)凍脹破壞地區(qū)的襯砌層要厚一些,其最小允許厚度見(jiàn)表2?；炷烈r砌層在施工中要預(yù)留伸縮縫,以適應(yīng)溫度變化、凍脹、基礎(chǔ)不均勻沉陷等原因所引起的變形。伸縮縫一般用瀝青砂漿、聚氯乙烯膠泥填充。渠道邊坡上一般不設(shè)縱伸縮縫,縱向縫一般設(shè)在邊坡與渠底連接處,當(dāng)渠底寬度超過(guò)6~8m時(shí),可在渠底中部另加縱縫。2.4渠底瀝青的鋪設(shè)目前最常見(jiàn)的瀝青材料護(hù)面有以下3種:(1)瀝青混凝土——主要是把碎石或礫石、瀝青、砂經(jīng)加熱、拌和、壓實(shí)而成的防滲材料,該材料具有良好的穩(wěn)定性、耐久性以及防滲效果。中、小型渠道護(hù)面厚度一般為4~6cm,大型渠道可以加厚到10~15cm,并設(shè)反濾層。(2)埋藏式瀝青薄膜——將渠底壓實(shí)、平整然后清除雜草,灑少量的水,再將200℃的熱瀝青用機(jī)械噴灑兩遍以上,形成一層不透水的薄膜,厚度在4~5mm。為了防止瀝青老化和機(jī)械破壞,常鋪設(shè)素土保護(hù)層。(3)瀝青席——是指用石棉氈、葦席、玻璃絲布、麻布、油氈等材料涂瀝青層后制成的卷材。鋪設(shè)時(shí)互相搭接,接縫用熱瀝青粘結(jié)。2.5層壓厚度的確定塑料薄膜防滲采用0.18~0.22mm深色塑料膜,在寒冷地區(qū)優(yōu)先選用聚乙烯膜。一般都采用埋藏式,保護(hù)層可用素土夯實(shí)或加鋪防沖材料,在寒冷地區(qū)凍土深度較大,保護(hù)層厚度應(yīng)大于凍土深度的1/3~1/2。在渠底鋪