于會玲,嚴學剛
(吉林市水利水電勘測設計研究院,吉林132013)
吉林省永舒灌區(qū)規(guī)劃灌溉面積2.41萬hm2,目前有效灌溉面積1.95萬hm2,水分生產(chǎn)率0.57,灌溉水利用系數(shù)0.54,實際灌溉定額14 490 m3/hm2,灌溉保證率為65.7%。灌區(qū)節(jié)水續(xù)建配套項目工程從1999年開始被國家發(fā)改委(原國家計委)、水利部批復列項。工程實施以來,已完成干渠整治64.4 km,干渠襯砌6.94 km,干渠襯砌率8.04%,支渠襯砌38.58 km,支渠襯砌率44.66%,分干護岸0.6 km,渠系建筑物497座,其中完好340座,完好率為68.4%,配套率為86.14%。
永舒灌區(qū)有許多建筑物年久失修,帶病運行,部分渠道上缺少必要的交叉建筑物,使建筑物的完好率、配套率仍然很低。渠道長度不夠,斷面不達標,灌區(qū)土質(zhì)不好,滲漏嚴重,渠道的襯砌率低。經(jīng)過這幾年的節(jié)水續(xù)建項目陸續(xù)實施,有了很大的改善。因此,建好渠道防滲工程提高現(xiàn)有水利工程效益,提高渠系水利用系數(shù),實現(xiàn)灌區(qū)配套設計灌溉面積的目標具有重要的意義。
永舒灌區(qū)渠道防滲主要作用有以下4個方面:
1)提高渠系水利用系數(shù),擴大有效灌溉面積。
2)減少渠道滲漏對地下水的補給,有利于灌區(qū)土壤浸沒的防治。
3)渠道防滲后,渠道斷面和建筑物尺寸相對可以縮小,渠床穩(wěn)定性得到加強,從而節(jié)約工程投資和運行費用。
4)防止渠道沖刷、淤積、坍塌及雜草滋生,保證輸水能力。
永舒灌區(qū)干、支、斗、農(nóng)渠數(shù)量較多,流量大小各異,因渠道襯砌都是在已建工程的基礎上進行的。因此,選擇合理的斷面形式,既可減少工程回填量,縮短工期,降低成本,改善水流條件,減少淤積,同時減輕凍脹破壞,延長工程壽命。
近年來,灌區(qū)渠道防滲斷面結(jié)構形式是根據(jù)工程具體情況確定的,主要考慮因素有工程附近的回填土料來源、施工工期、設計要求、施工質(zhì)量及施工機械等條件,并結(jié)合灌區(qū)多年防滲實踐經(jīng)驗和渠道流量大小確定。
1)“U”形渠槽襯砌斷面形式,宜在斗農(nóng)渠及小斷面支渠上推廣應用。目前,已有這種形式的小斷面“U”形襯砌機,機械化施工程度較高,質(zhì)量有保證。
2)混凝土弧形坡腳斷面形式,宜在分干、支渠上推廣應用。
3)對分干、干渠設計流量在10 m3/s以上渠道宜用梯形和平底弧角梯形斷面。
灌區(qū)渠道襯砌結(jié)構形式的設計,主要從渠道襯砌斷面的形式和抵抗破壞等角度出發(fā),采用現(xiàn)澆混凝土板,混凝土板厚度6~10 cm,邊坡系數(shù)1∶1~1∶2,混凝土標號為150#。但對于采取措施也難以降低渠道基土水分的挖方渠道,還應從提高基土溫度、降低基土水分、施工及質(zhì)量要求等方面考慮,可在混凝土板下鋪設防滲膜料和坡角處設無沙混凝土塊排水,并按規(guī)范要求合理分縫。
對原有渠道進行護砌時,施工程序為:伐樹挖根→清淤去雜→測量放線→土方粗略開挖、回填夯實→斷面放線、精確作出基面→鋪設伸縮縫、立?!崆盀⑺疂櫇窕妗炷琉B(yǎng)護。每道工序施工單位按規(guī)范的要求實行“三檢制”自檢合格后報監(jiān)理簽驗,上道工序檢查驗收合格后 ,方可進行下道工序。
灌區(qū)渠道防滲斷面多為梯形,混凝土澆筑采用“三次澆筑成形法”和“一次澆筑成形法”。即干渠、分干渠斷面較大,坡底設有縱縫,先澆底;支渠斷面較小,可不設縱縫,一次澆成。成為確?;炷翂K面平、線直,原漿抹光,做到整齊、美觀,提出了以下4條具體要求:
1)合理分縫:沿渠方向每5 m設一橫縫,底寬超過3 m在坡角設兩道縱縫,坡長>5 m,在坡上設一道縱縫,伸縮縫采用防滲性能好的團孔沫塑料板,厚度1.5~2 cm,寬度6~10 cm?;炷翝仓r,將其與鋼模用卡子固定好,避免混凝土入倉振搗過程中閉孔塑料板向上移動。
2)混凝土護砌基面:為保證混凝土坡面平整,確保設計厚度均勻,經(jīng)土方回填后的土渠坡面即建基面,平整度< ±5 mm。
3)模板為防止混凝土澆筑模板變形,引起邊線不直,選擇強度高、剛度大、表面光潔的槽鋼,高度同襯砌厚度。
4)外觀工藝:混凝土護砌要跳倉澆筑,既能保證伸縮縫平直,也便于檢查質(zhì)量,順渠方向在兩坡角線、襯砌頂、渠堤內(nèi)外分肩分別掛線,控制上面高程,確保8條線順直,同時采用圓形鋼質(zhì)滾桿平倉,長度比分塊尺寸長1 m左右,結(jié)合手工電動小型泥抹抹面,做到上面平整,原漿收光。
1)開挖土方須提前排水涼曬,而后清淤除去雜草及有機質(zhì)腐殖土等,開挖土方時要精確放線,準確開挖,嚴禁超挖。
2)回填夯實土方前,渠坡部位要先做成臺階狀,分層夯實,夯實厚度20~30 cm,超填寬度視渠道斷面及回填方量,一般控制在20~50 cm,確保削坡后建基面不出現(xiàn)虛方,干密度達到規(guī)范要求。
3)混凝土進行水灰比、配合比、塌落度和易性試驗,各項指標須符合規(guī)范要求。
4)混凝土澆筑前,要提前對土基面進行灑水濕潤,用細沙漬縫,再用掃帚清除倉面浮土等,防止混凝土入倉后失水提漿困難,不能原漿抹面。
5)混凝土振搗器應使用表面振動器。振動器的功率在1.5~2 kW,混凝土振搗時采用上行振搗下行不振的方法,振動板應勻速前進,行進速度1.52.0 m/min,振搗遍數(shù)為2~3遍,振動板重疊寬度15cm左右,振動出漿后先用水泥抹或電動手工泥抹抹面,后用鐵泥抹收光,待23 h后再進行光潔度處理。要求隨振、隨抹、隨光,嚴禁水泥砂漿粉面。確?;炷恋拿軐嵍?、強度、平整度和光潔度。
6)嚴把混凝土養(yǎng)護關,防止混凝土發(fā)生干旱或凍害。
國家對灌區(qū)進行續(xù)建配套與節(jié)水改造,無疑對灌區(qū)注入了活力,帶來了發(fā)展機遇。但是,能干幾年,沒有明確指示,致使灌區(qū)在搞年度規(guī)劃時,本著先急后緩的原則,對滲漏、滑坡嚴重渠段及卡脖子工程先施工,遍地開花,沒有系統(tǒng)性。應該先上后下,先干渠后支渠,干一片成一片,配套一片,這樣才能發(fā)揮工程整體效益。
渠道防滲是按原設計斷面襯砌,還是按新設計斷面襯砌,必須進行方案比選。因為我們的續(xù)建配套,不是新建灌區(qū),渠道已經(jīng)不存在,這就是實情。如果渠道按新設計斷面襯砌,是必會存在回填土源、渠道與原建筑物協(xié)調(diào),投資增加這些問題;如果按原設計斷面襯砌,同樣流量和比降下,渠道水位降低,下一級渠道引水流量難以滿足要求,只要有辦法來滿足各級渠道輸水、配水要求,可采用原設計斷面襯砌。
渠道防滲是節(jié)水灌溉重要工程措施之一,節(jié)水效益顯著,但渠道防滲工程面大量多,投資巨大,在目前國家投資十分有限的條件下,灌區(qū)內(nèi)所有渠道不可能進行襯砌防滲。那些渠道進行防滲襯砌,具體采用什么樣的工程措施進行防滲,應嚴格進行科學論證和試驗,以取得最大的經(jīng)濟效益和社會效益。
渠道防滲襯砌超高應本著節(jié)約的原則規(guī)范計取,不應保守,更不應該按渠深定襯砌高度,雖然這樣做整體效果較好,但從經(jīng)濟上是不可取的,我們可以利用節(jié)約的工程投資多做些防滲工程。
渠道防滲工程中混凝土護坡有時會出現(xiàn)縱向裂縫現(xiàn)象(順渠道方向),位置偏下靠近坡角(0.5~1.0 m),裂縫呈波紋狀,多發(fā)生在挖方渠道,陰坡重于陽坡,主要原因是地下水滲透壓力和地下水積于坡角處凍膨破壞。因此,在設計時要充分考慮挖方渠道地下水的處理,將地下水合理地導入渠道。
結(jié)合吉林省永舒灌區(qū)渠道防滲設計與施工的探討,它的實施對其它灌區(qū)的防滲設計和施工都具有重要的指導意義。
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