涇惠渠灌區(qū)渠道防滲抗凍脹預(yù)制混凝土空心板襯砌為技術(shù)初探

姚琳

（陜西省涇惠渠灌溉管理局 陜西省 713800）

1 概況

陜西省涇惠渠灌區(qū)位于八百里秦川腹地，北依仲山和黃土高原，清峪河自西向東穿過，西、南、東三面臨涇、渭、石川河河谷，是一個(gè)從涇河自流引水的大型灌區(qū)，灌溉著涇陽、三原、高陵、閻良、臨潼、富平六縣（區(qū)）146.5萬畝農(nóng)田。

灌溉渠系有干渠6條，長(zhǎng)92.3km，襯砌率63.8%。支渠、分支渠25條，長(zhǎng)336.2km，襯砌率46%。灌區(qū)干支渠道共有各類建筑物2020座。

渠道襯砌經(jīng)歷了一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展過程，渠道襯砌的目的主要是降低渠道輸水損失，減少淤積，便于渠道運(yùn)行管理。經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)際應(yīng)用，渠道防滲工程逐步得到發(fā)展和提高，通過工程實(shí)際運(yùn)用還存在不少問題。

2 灌區(qū)渠道襯砌中出現(xiàn)的不足

渠道防滲襯砌技術(shù)經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，雖然有了很大發(fā)展提高，但是抗凍脹問題還是沒有得到徹底解決，存在問題主要是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工工藝沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，工程運(yùn)用中存在著施工縫脫落，預(yù)制板鼓起，裂縫，甚至錯(cuò)臺(tái)，脫落等凍脹問題，特別是南北走向的渠道陰坡凍脹破壞相當(dāng)嚴(yán)重?；羶雒浭且r砌破壞的首要因素，基土凍脹的主要因素是密實(shí)度不夠，含水量大，保溫性能差，施工縫脫落嚴(yán)重，以致形成滲漏、凍脹、破壞。渠道的防滲效果又與凍脹破壞密切相關(guān)，混凝土襯砌的渠道如果不進(jìn)一步采用有效措施，其防滲效果是很難達(dá)到理想的目的。

3 不同襯砌形式防滲抗凍運(yùn)用情況調(diào)查

涇惠渠灌區(qū)經(jīng)過世行項(xiàng)目和灌區(qū)更新改造項(xiàng)目等，對(duì)灌區(qū)各級(jí)渠道進(jìn)行了大量的襯砌防滲襯砌工程建設(shè)，對(duì)防滲襯砌技術(shù)進(jìn)行不斷的試驗(yàn)、總結(jié)和提高。防滲襯砌采用主要材料為卵石、塊石，混凝土現(xiàn)澆板（預(yù)制板），肋梁板、中部加厚板、楔形板、楔形加肋板，空心樓板等。斷面形式主要為梯形，矩形，U形渠、弧底梯形和弧腳梯形等。結(jié)構(gòu)形式推廣膜板結(jié)合的防滲形式。填縫材料由最初的油氈、瀝青砂漿等發(fā)展到采用聚氯乙烯或焦油塑料膠泥。

依據(jù)實(shí)地調(diào)查和運(yùn)用實(shí)踐證明，空心樓板的防滲抗凍效果最好，其他斷面形式都在防滲抗凍漲效果上多少都存在預(yù)制板鼓起，裂縫，甚至錯(cuò)臺(tái)，脫落等問題。

產(chǎn)生問題的原因：

（1）基礎(chǔ)處理沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求：①土方密實(shí)度不夠，由于現(xiàn)在渠道襯砌基本上是在老渠道上進(jìn)行襯砌改造，襯砌時(shí)，只是對(duì)原來的渠堤進(jìn)行削坡整理，很少進(jìn)行從新夯填。②土方含水量較大，尤其是在秋季施工時(shí)遇到淋雨天氣，由于土方密實(shí)度較小，致使土方基礎(chǔ)含水量較大。

（2）在老渠道上進(jìn)行襯砌改造，工期短，任務(wù)重。

（3）對(duì)結(jié)構(gòu)形式采用膜板結(jié)合的弧腳梯形渠渠道，采用預(yù)制板安裝的，在預(yù)制板的安裝、校正過程中，對(duì)防滲膜的損傷較為嚴(yán)重，施工縫和伸縮縫清理不徹底，尤其是水平縫勾縫達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，防滲效果嚴(yán)重下降；采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑的尤其是坡面澆筑，由于襯砌板厚度較小，混凝土水灰比難以控制，水灰比過大，稍加振搗容易產(chǎn)生鼔肚，滑塌，產(chǎn)生斷縫；水灰比過小，振搗不實(shí)，表面不光，混凝土強(qiáng)度不夠，防滲效果不好，渠道防滲技術(shù)規(guī)范，5.2.3《現(xiàn)澆混凝土防滲渠道，宜用機(jī)械化施工技術(shù)》，但是現(xiàn)場(chǎng)施工，多用人工振搗棒振搗與規(guī)范不符。

4 渠道襯砌技術(shù)總結(jié)

通過工程實(shí)際運(yùn)用效果調(diào)查及設(shè)計(jì)規(guī)范要求，采用偏心空心混凝土預(yù)制板，采用版膜結(jié)合結(jié)構(gòu)，弧腳梯形斷面能較好起到渠道防滲抗凍的要求。

4.1 防滲要求

混凝土越密實(shí)，水灰比越小，其抗?jié)B性越好。原采用的樓板為房建專用樓板，斷面尺寸為58cm×12cm，每板6孔，孔徑6cm，樓板的防滲層厚度為6cm。根據(jù)渠道防滲技術(shù)規(guī)范《4.2.4混凝土防滲層的厚度為未配置鋼筋6～12cm，配置鋼筋6～10cm；渠道防滲技術(shù)規(guī)范5.5.2，最小防滲厚度，小型渠道6.0cm，中型渠道8.0cm，大型渠道10.0cm》。對(duì)于不同級(jí)別的渠道，可將空心板改為偏心板，空心斷面可為圓形、矩形或長(zhǎng)方形；迎水面厚度根據(jù)不同的渠道級(jí)別可選擇不同的孔徑和迎水面厚度，滿足防滲要求。密封孔兩頭預(yù)留6cm長(zhǎng)稍大孔徑作為密封段，3cm厚預(yù)制塊填堵，3cm厚高標(biāo)號(hào)砂漿密封。制作混凝土空心板的混凝土防滲標(biāo)號(hào)達(dá)s4以上，滿足防滲要求。為了便于吊裝、運(yùn)輸，空心板設(shè)4根架立筋。具體尺寸可參照表1。

4.2 抗凍要求

混凝土的抗凍標(biāo)號(hào)滿足規(guī)范要求，達(dá)到D50以上即可。

基土保溫，為了防止基土凍脹，采用空心板作為襯砌面板，能起到很好的保溫效果。空心面積占空心板面積的8～20%，根據(jù)有關(guān)資料，混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為1.2（千卡/m·度·h），而密封空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.02（千卡/m·度·h），密封空氣的保溫性能是混凝土的的60倍，混凝土空心板的保溫性能比混凝土板提高約20%，因此采用混凝土空心板進(jìn)行渠道防滲襯砌能較好的防止基土凍脹，從而防止渠道防滲襯砌板的破壞。

4.3 防滲抗凍空心板的優(yōu)點(diǎn)

（1）工廠化生產(chǎn)，混凝土配合比、水灰比好控制，尤其是混凝土的振搗比較密實(shí)，保證質(zhì)量。

（2）提前生產(chǎn)，便于施工，保證工期。

（3）節(jié)省工程量，降低投資，使用空心板比實(shí)心板減少工程量8～20%。

（4）根據(jù)坡長(zhǎng)可以選定空心板長(zhǎng)度，避免了施工水平縫，防滲抗凍，使用壽命長(zhǎng)，降低維護(hù)費(fèi)用。

4.4 施工要點(diǎn)

首先按設(shè)計(jì)要求，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行夯填、削膜，鋪設(shè)防滲膜料，現(xiàn)澆混凝土渠底，坡腳預(yù)留一定的空心板調(diào)整間距，吊裝、校正混凝土空心板，現(xiàn)澆混凝土弧腳，對(duì)施工縫和伸縮縫進(jìn)行徹底清理，施工縫和伸縮縫處理質(zhì)量的好壞是渠道防滲、抗凍的關(guān)鍵，必須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，現(xiàn)澆混凝土渠頂板，按設(shè)計(jì)要求整理渠岸邊坡。

5 建議及結(jié)論

通過大量的運(yùn)用實(shí)踐調(diào)查證明，采用預(yù)制混凝土空心板作為防滲面板，面板下鋪設(shè)防滲膜料的弧腳梯形斷面形式具有很好的防滲抗凍脹作用，值得大量推廣運(yùn)用。