現(xiàn)澆PP纖維砼渠道在大型灌區(qū)節(jié)水改造中的應(yīng)用

李紅剛

白城市水利勘測設(shè)計院,吉林省137000

現(xiàn)澆PP纖維砼渠道在大型灌區(qū)節(jié)水改造中的應(yīng)用

李紅剛

白城市水利勘測設(shè)計院,吉林省137000

現(xiàn)澆PP纖維砼渠道是白沙灘灌區(qū)節(jié)水改造中的主要防滲節(jié)水措施，該技術(shù)和方法應(yīng)用于大型灌區(qū)的節(jié)水改造中，不僅安全可靠，而且經(jīng)濟(jì)可行，取得了令人滿意的效果，其作法可為類似灌區(qū)節(jié)水改造工程提供借鑒。

PP纖維砼；渠道防滲；灌區(qū)；節(jié)水改造

渠道防滲是提高水的利用率的一項(xiàng)重要措施。渠道防滲措施種類很多，根據(jù)白城市鎮(zhèn)賚縣白沙灘灌區(qū)渠道特點(diǎn)，在續(xù)建配套與節(jié)水改造中采用了現(xiàn)澆PP纖維混凝土板塊防滲措施?；炷烈r砌防滲的主要優(yōu)點(diǎn)有：防滲效果好，渠道水利用系數(shù)可達(dá) 0.95以上；耐久性好，使用壽命長；抗沖能力強(qiáng)，允許流速大；糙率小，能夠縮小渠道斷面；強(qiáng)度高，便于養(yǎng)護(hù)管理，減少管理費(fèi)用。

1.工程概況

白沙灘灌區(qū)興建于1972年，1974年灌區(qū)開始灌溉，經(jīng)過多年建設(shè)改造，現(xiàn)已初具規(guī)模。工程主要有渠首泵站工程、灌區(qū)渠系灌排工程及田間工程。

根據(jù)白沙灘灌區(qū)地質(zhì)勘察結(jié)果表明：表層土壤薄，一般為20～60cm，下層為細(xì)砂層，滲透系數(shù)大，總干渠、干渠及支渠部分渠段為半挖半填渠道，并通過砂層地段，滲水嚴(yán)重?，F(xiàn)渠系水利用系數(shù)低，為0.53左右，灌溉水利用系數(shù)僅為0.5，因此不能實(shí)現(xiàn)計劃用水和節(jié)約用水，水資源不能合理利用，限制了灌區(qū)發(fā)展。

本次設(shè)計對白沙灘灌區(qū)二干渠進(jìn)行防滲襯砌。二干渠渠底堤身巖性為低液限黏土，滲透系數(shù)為1.0×10-2cm/s屬中等透水，該段堤身、渠底需要采取防滲措施。

2.工程設(shè)計

2.1 設(shè)計方案比較

根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)條件及氣候特點(diǎn)，做防滲方案的選擇選取時，擬定兩種方案。一是砼板下設(shè)土工膜防滲、二是PP纖維砼板下設(shè)兩布一膜方案。兩種方案投資及防滲效果見表1。

表1 防滲方案比較

通過以上方案比較，砼板是在本地區(qū)普遍采用的防滲材料，防滲效果明顯，但投資大。近幾年，經(jīng)過大量的科學(xué)試驗(yàn)，摸索出一套適合本地條件的防滲措施，即pp纖維砼防滲，在板下設(shè)兩布一膜。此種防滲不但節(jié)省大量砼，降低費(fèi)用，加入纖維后，砼板的抗變形增強(qiáng)。白城市洮北一分干試驗(yàn)段，經(jīng)幾年運(yùn)行，狀況良好。

采用pp纖維混凝土板防滲，其施工工藝簡單、管理方便、耐久性好、可靠性好、投資合理、并有一定的成功經(jīng)驗(yàn)。滿足灌區(qū)防滲的要求。所以本次防滲襯砌方案選定為pp纖維砼板下鋪設(shè)兩布一膜（400g/m2）的防滲形式。

2.2 防滲工程設(shè)計

二干渠在歷年節(jié)水續(xù)建配套工程中已進(jìn)行部分渠道襯砌。二干渠堤坡部分為低液限黏土，滲透系數(shù)為1.0×10-2cm/s，屬中等透水。設(shè)計采用兩布一膜防滲。渠底兩布一膜上回填30cm土并夯實(shí)，邊坡采用6cm厚現(xiàn)澆PP纖維砼護(hù)砌。渠道的斷面尺寸為，內(nèi)坡比1：2，外坡比1：1.5；堤頂寬2m；渠底寬6m。坡頂壓頂與坡底齒槽皆為現(xiàn)澆混凝土。PP纖維砼板塊間設(shè)縱、橫向分縫，縫寬為2cm，縫間嵌瀝青木板。

3.工程施工

6cm厚現(xiàn)澆PP纖維砼板塊護(hù)坡施工方法與要求如下：

（1）采用經(jīng)防腐處理的木板進(jìn)行分塊，幾何尺寸為200cm×150cm×6cm；

（2）混凝土性能指標(biāo)為C20、F200；

（3）施工要求：采用攪拌機(jī)拌和，為達(dá)到要求的混凝土強(qiáng)度，配制時可加適量的外加劑。

（4）渠道襯砌工程施工前，先清理修整渠底和邊坡，清除雜草，按設(shè)計要求修整渠底和邊坡?；媲謇硗戤吅螅丛O(shè)計邊坡及比降支設(shè)模板，模板采用寬度10cm的槽鋼，混凝土澆筑前，先在原砌石表面鋪一層厚度為1～2cm的水泥砂漿，邊坡與渠底的襯砌均采用平板振動器搪振搗，振扳行距重疊5～10cm，振搗邊坡時，采用單向上行振動，靠近模板的邊角部位輔以人工搗固。澆注完畢混凝土初凝后蓋濕草簾養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期14～28天。

（5）防滲膜鋪設(shè)：防滲土工膜采用兩布一膜，鋪設(shè)施工應(yīng)遵循《堤防工程施工規(guī)范》（SL—260—98）要求，并參照《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（SL/T—225—98）規(guī)定執(zhí)行。渠底兩布一膜鋪設(shè)時，必須將兩布一膜伸入坡底齒槽底部，與坡面的兩布一膜搭接，搭接長度為20cm。渠道邊坡兩布一膜防滲鋪設(shè)時，坡頂?shù)膬刹家荒け仨毶烊肫马攭喉數(shù)撞?，用于固定邊坡上兩布一膜；防滲土工膜鋪設(shè)時應(yīng)留有一定的寬松度，以適應(yīng)不均勻沉陷等變形要求。

（6）防滲渠道上下游和土渠交界處，應(yīng)進(jìn)行防沖淘、加固的工程處理。具體方法是，在上下游與土坡交接處，作寬25cm，深40cm的混凝土防沖槽，將兩側(cè)兩布一膜鋪入槽內(nèi)固定。

4.常見質(zhì)量問題及原因分析

混凝土邊坡和渠底的主要質(zhì)量問題是混凝土表面的干縮裂縫,原因是養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，致使水分散失過快，體積收縮，引起混凝土開裂。

5.質(zhì)量控制的主要措施

5.1 水泥、砂子、碎石等原材料的質(zhì)量必須符合設(shè)計和規(guī)范要求。施工前對水泥取樣做物理性能試驗(yàn)，對砂子、碎石做級配及配合比試驗(yàn)。

5.2 施工過程中，使用材料的配合比隨時抽檢復(fù)查，各種材料的稱量偏差值水泥為±2.0%，砂子、碎石為±3.0%。

5.3 施工中的各道工序，嚴(yán)格檢查驗(yàn)收，以施工、監(jiān)理、業(yè)主三方簽字為準(zhǔn)，前一道工序末驗(yàn)收合格.不得進(jìn)行下一道工序施工，施工單位按監(jiān)理要求對隱蔽工程適時進(jìn)行報驗(yàn)。

5.4 邊坡及渠底混凝土襯砌層厚度滿足設(shè)計規(guī)定要求，襯砌層厚度允許偏差≤±5 %。

5.5 混凝土施工完成12～18h后及時養(yǎng)護(hù)，以提高混凝土早期強(qiáng)度和最終強(qiáng)度，減少表面水分蒸發(fā)與細(xì)微裂縫。

6.結(jié) 語

白沙灘灌區(qū)節(jié)水改造工程自2002年4月開工，至今已完成7個年度投資計劃，工程效益已初步顯現(xiàn)，在工程施工期間，穿插進(jìn)行多次放水灌溉，白沙灘灌區(qū)管理局對改造完成的二干渠17km進(jìn)行了試驗(yàn)，二干渠輸水時間由改造前的3h縮短為1h，干渠渠道水利用系數(shù)由改造前的0.62提高為0.96，灌溉效率顯著提高，節(jié)水效果十分明顯，工程運(yùn)行安全無任何質(zhì)量事故。

李紅剛，男，大學(xué)，工程師。工作單位：白城水利勘測設(shè)計院。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.14.034