李清貴

摘要：本文作者主要針對(duì)漿砌石的湖面結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以期漿砌石護(hù)面能夠擁有更好的特性和力學(xué)條件，并且最大限度的降低其造價(jià)。

關(guān)鍵詞：漿砌石；改進(jìn)；混凝土貼面；應(yīng)用

農(nóng)田灌區(qū)的節(jié)水工程改造的過(guò)程中，其渠道的防滲所采用的襯砌結(jié)構(gòu)和方式會(huì)直接影響到整個(gè)農(nóng)田水利工程的壽命以及實(shí)際的使用效果。本文中列舉的案例工程是地處于寒冷地區(qū)的一個(gè)灌區(qū)，該灌區(qū)在長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月的冬季下，其灌區(qū)的防滲襯砌結(jié)構(gòu)受到天氣影響所產(chǎn)生的凍脹破壞已經(jīng)成為了一個(gè)嚴(yán)重質(zhì)量隱患。

1 混凝土貼面漿砌石防滲結(jié)構(gòu)

漿砌石面板之所以能夠被廣泛應(yīng)用在農(nóng)田水利的建設(shè)中，主要是由于漿砌石施工極為簡(jiǎn)單、便捷，能夠適應(yīng)各種情況下的農(nóng)田渠道建設(shè)，但是一般的漿砌石防護(hù)面有著較大的缺陷，糙率大、并且表面石料的要求極高，使得建設(shè)過(guò)程中對(duì)石料的利用率不充分，其防護(hù)面的斷面造型不靈活，較為呆板。在對(duì)該案例渠道進(jìn)行改進(jìn)之前，該灌區(qū)的渠道都是在我國(guó)60-70年代之間使用漿砌卵石來(lái)進(jìn)行建造的，而在我國(guó)80年代之時(shí)，又在該地區(qū)內(nèi)修建了一批混凝土預(yù)制板的斗渠以及支渠，從這兩種材料建造的水渠運(yùn)行狀態(tài)來(lái)看，采用漿砌石的方法來(lái)所修建的水渠抗凍性能明顯要高于采用混凝土預(yù)制板制造的水渠，但是采用漿砌石施工方法糙率大，并且對(duì)于護(hù)層石料的材質(zhì)要求極高，對(duì)于石材沒(méi)有較高的利用率；而混凝土預(yù)制板所構(gòu)造的水渠之所以性能上不如漿砌石，其主要原因就是混凝土預(yù)制板的抗凍性能較差，各個(gè)板間的縫隙受到凍脹效應(yīng)后，就會(huì)發(fā)生擠壓的現(xiàn)象，從而使得預(yù)制板開(kāi)裂，并出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，水渠便失去了防滲的功能。

這種現(xiàn)象在北方較為普遍，而針對(duì)這些現(xiàn)象，在對(duì)灌區(qū)進(jìn)行改進(jìn)的過(guò)程中，需要水渠實(shí)際的地質(zhì)狀況、水流狀況、抗凍脹效果、施工難易程度等方面來(lái)進(jìn)行全局的考慮，不同級(jí)別的水渠必須要使用不同級(jí)別的混凝土貼面漿砌石所制造的防滲湖面層，其斷面也必須要選擇弧形邊底梯形等弧線形的構(gòu)造，從而使得渠道的斷面由最佳的曲線形組合起來(lái)，使得渠道的抗凍、水力學(xué)等方面的能力有明顯的提升。

1.1 混凝土貼面漿砌石防滲結(jié)構(gòu)

防滲結(jié)構(gòu)厚度的確定須同時(shí)滿足抗凍、抗?jié)B要求。對(duì)于Ⅰ、Ⅱ類強(qiáng)凍脹土基，渠底部及渠頂以下渠深的2/3 處總厚度按渠道類別干渠取35cm；支渠、斗渠取30～28cm；漸變到封頂為25～20cm。面層混凝土厚度根據(jù)灌區(qū)節(jié)水改造工程實(shí)踐，取值一般在3～5cm，厚度過(guò)大，一是不經(jīng)濟(jì)，二是漿砌石和混凝土的線脹系數(shù)不一致，會(huì)因溫度不均造成溫度應(yīng)力疊加致使面層混凝土開(kāi)裂。在側(cè)向排水條件好的Ⅲ、Ⅳ類弱凍脹土基、透水性強(qiáng)的沙土類及砂礫石基礎(chǔ)上，總厚度以滿足現(xiàn)行規(guī)范要求為宜。

對(duì)于Ⅰ、Ⅱ類強(qiáng)凍脹土基，進(jìn)行換基處理，置換材料為φ30～50mm河卵石，置換厚度分兩種情況：平行于等高線（東西向）布置的渠道考慮陰坡的遮蔭，渠底部65cm，陰坡上部40cm，陰坡下部70cm，陽(yáng)坡上部30cm，陽(yáng)坡下部50cm。垂直于等高線（南北向）布置的渠道，坡面上部30cm，坡面下部、渠底部50cm。

1.2 砌筑材料

砌筑材料采用細(xì)?；炷疗鲋?，混凝土骨料最大粒徑20mm，強(qiáng)度等級(jí)C15，使用標(biāo)號(hào)為R425 普通硅酸鹽水泥，水灰比控制在0.5- 0.55 之間。貼面混凝土與漿砌石砌筑材料相一致，強(qiáng)度等級(jí)C15，水灰比控制在0.45- 0.5 之間。

2 主要施工工藝

該工程的砌筑方法與普通的渠道施工工序一致，都是通過(guò)渠道來(lái)進(jìn)行開(kāi)挖，并且對(duì)邊坡進(jìn)行整理，之后才對(duì)渠道的底部材料進(jìn)行置換，并且運(yùn)用夯筑的手段，水渠的渠坡進(jìn)行置換料工作的時(shí)候，必須要隨著邊坡砌筑的高度而不斷進(jìn)行填補(bǔ)，避免占用砌體空間的情況出現(xiàn)，最大限度的避免砌體空間被占用，從而使得砌體厚度得到保障，渠道的底部在置換料進(jìn)行夯填之后就可以進(jìn)行混凝土貼面漿砌石的施工工序，在進(jìn)行漿砌石施工的過(guò)程中主要采用的施工工藝如下：

2.1 安置樣模

為保證設(shè)計(jì)的曲面輪廓幾何尺寸準(zhǔn)確，在實(shí)踐中總結(jié)了樣模掛線法，即根據(jù)渠道的設(shè)計(jì)尺寸，將曲線部分（圓弧形或拋物線等）加工成預(yù)制樣模，樣模寬度10～12cm，高度以設(shè)計(jì)渠底厚度的1/2 為宜，強(qiáng)度等級(jí)不低于面層混凝土標(biāo)號(hào)，每隔10m～15 放置一個(gè)，以不拖線為宜，用同標(biāo)號(hào)混凝土固定。樣模作為結(jié)構(gòu)的一部分不拆除。

2.2 砌石施工

渠底曲線部分砌石用灌漿法砌筑，渠坡采用座漿法，渠底、渠坡砌石連續(xù)完成不留施工冷縫。砌石頂面以上預(yù)留面層混凝土厚度。砌筑前洗凈石料，自下游向上游方向襯砌，先中間，后兩邊沿圓弧切線砌石，每一塊砌石要于相同位置的圓弧切線垂直，大頭向下，小頭向上，三角縫，六面靠、垂直于弧面不傾斜；頂面要平整，起伏誤差不得大于5mm。細(xì)礫砼一次性灌漿，要求灌漿飽滿、密實(shí)。

2.3 面層混凝土施工

將砌筑好的砌石表面清理浮渣，用清水濕潤(rùn)然后刷素水泥漿一道，將拌和好的面層混凝土按先渠底后渠坡的施工順序一次澆筑成型，然后在樣模上掛線手工修坡修園。面層混凝土拌和要嚴(yán)格控制水灰比，流動(dòng)性不可過(guò)大。

3 應(yīng)用條件與技術(shù)方法

3.1 干渠混凝土貼面漿砌石防滲護(hù)面

干渠流量在5～12m3/s之間，在水力學(xué)計(jì)算滿足《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》SL18- 91 規(guī)定的不沖流速的條件下，斷面宜選擇弧形底梯形斷面，弧形底弦長(zhǎng)1.8～2.2m，邊坡系數(shù)m=1～1.25，圓心角90O～77O，圓弧半徑127.3～176.1 cm，弓高37.3～38.6cm，斜邊長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際流量確定。當(dāng)弧形底梯形斷面不能滿足不沖流速的條件下，可選用梯形圓弧坡角形斷面，底寬2.0～2.4m 邊坡系數(shù)m=0.75～1。

3.2 支、斗渠混凝土貼面漿砌石

防滲護(hù)面支、斗渠流量在0.5～1.2m3/s 之間，在Ⅲ、Ⅳ類弱凍脹土基條件下，選擇弧形底梯形斷面，弧形底弦長(zhǎng)0.5～1.0m，邊坡系數(shù)m=0.5～0.9，圓心角127O～96O，圓弧半徑27.95～67.27 cm，弓高15.45～22.27cm，斜邊長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際流量確定。Ⅰ、Ⅱ類強(qiáng)凍脹土基，推薦使用拋物線形斷面，拋物線方程y=0.05x2（單位：cm）。在側(cè)向排水條件好、透水性強(qiáng)的沙土類及砂礫石基礎(chǔ)上，建議使用“U”形或混凝土預(yù)制塊等其他形式的防滲護(hù)面。

4 應(yīng)用情況

通過(guò)已建工程運(yùn)行情況看，混凝土貼面漿砌石防滲護(hù)面具有如下特點(diǎn)：a.施工簡(jiǎn)單，材料利用率高，相對(duì)于普通漿砌石造價(jià)低。以益民東干十一支為例，在流量、砌石厚度相等的條件下，貼面式漿砌石護(hù)面（弧形底梯形斷面）與普通漿砌石護(hù)面（梯形斷面）相比；過(guò)水面積減小41.89%，渠內(nèi)流速增大88.61%，每米造價(jià)降低15.01%。b.抗?jié)B效果優(yōu)于普通漿砌石。每公里滲漏損失流量小50%。c.外觀上石面不外露，適宜于成型各種流線型造型，水力學(xué)條件優(yōu)越。d.較普通漿砌石渠道而言，輸水時(shí)間短，灌水輪期平均縮短1.5d。

5 結(jié)束語(yǔ)

貼面式的漿砌石防滲技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出了較高的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠廣泛的應(yīng)用我在過(guò)的農(nóng)田節(jié)水水利工程改造工程中，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)田水利工程的發(fā)展，進(jìn)一步提高我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孟麗萍.漿砌石土工膜防滲技術(shù)在渠道防滲中的應(yīng)用[J].節(jié)水灌溉，2006，（2）：50-53.

[2] GB50288-99，灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].