補(bǔ)償收縮混凝土在渠道防滲中的應(yīng)用

[摘要]混凝土防滲是最為廣泛的渠道防滲技術(shù)措施。因此,首先介紹渠道防滲的重要性,分析補(bǔ)償收縮混凝土工程應(yīng)用,最后探討麻江縣壩寨水庫(kù)的渠道防滲工程的設(shè)計(jì)。

[關(guān)鍵詞]混凝土防滲渠道防滲麻江縣壩寨水庫(kù)

中圖分類號(hào):TU4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1210149-01

一、渠道防滲的作用

渠道作為輸配水到田間灌溉的重要工程設(shè)施,其在灌區(qū)新建和續(xù)建配套技術(shù)中顯得尤為重要。渠道防滲的重要性主要表現(xiàn)在以下方面:

1.提高渠系水的利用系數(shù)。渠道防滲,提高了水的利用率,可擴(kuò)大灌溉面積,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展,從而使人造生態(tài)環(huán)境更加繁榮。2.防止土壤鹽堿化及沼澤化。渠道防滲,降低了地下水位,使鹽堿地和沼澤地得到改良,也就改善了生態(tài)環(huán)境。因此,渠道防滲有利于生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展。3.節(jié)約投資和運(yùn)行費(fèi)用,防止渠道沖刷、淤積及坍塌等。渠道防滲方法可分兩類。(1)改變?cè)餐寥罎B透性能,又可分為物理機(jī)械法和化學(xué)法。前者是通過(guò)減少土壤空隙達(dá)到減少滲漏的目的,可用壓實(shí)、淤淀、抹光等;后者是摻入化學(xué)材料以增強(qiáng)渠床土壤的不透水性。(2)設(shè)置防滲層,即進(jìn)行渠道襯砌,可用混凝土和鋼筋混凝土、塑料薄膜、砌石、砌磚、瀝青、三合土、水泥土和粘土等各種不同材料襯砌渠床。采用防滲措施后,渠道滲漏損失可以減少50%～90%。混凝土襯砌是一種較普遍的渠道防滲形式,防滲防沖效果好、耐久,但投資較大。塑料薄膜防滲國(guó)外在20世紀(jì)40年代已開(kāi)始應(yīng)用,中國(guó)60年代以來(lái)發(fā)展很快,防滲效果好,造價(jià)亦較低,一般應(yīng)用于流速小的渠道。三合土、水泥土等防滲材料可就地取材,造價(jià)較低,適于無(wú)凍害地區(qū)使用。70年代以來(lái),對(duì)瀝青玻璃纖維等防滲新材料以及機(jī)械化施工等方面的研究、推廣應(yīng)用,正逐步得到發(fā)展。在有凍害地區(qū)進(jìn)行渠道襯砌,需采取防凍措施。防治渠道凍脹破壞可采用改善土壤性質(zhì)和減少土壤水分,減輕基本凍脹強(qiáng)度,使襯砌結(jié)構(gòu)適應(yīng)基土的凍脹變形等方法。

渠道防滲后,渠床糙率顯著減小,渠中流速加大,輸水能力明顯提高,渠道斷面和建筑物尺寸相對(duì)可以縮小。因而,減少了占地,節(jié)省了工程量和投資。此外,防滲后渠床穩(wěn)定性加強(qiáng),有利于渠道的安全運(yùn)行和減少維修工作量。渠道防滲,效益顯著,適合國(guó)情,所以,在諸多節(jié)水灌溉技術(shù)中,起步最早,應(yīng)用比重最大。進(jìn)一步發(fā)展和推廣渠道防滲,對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)增長(zhǎng)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。

二、補(bǔ)償收縮混凝土工程應(yīng)用

(一)結(jié)構(gòu)自防水工程。結(jié)構(gòu)自防水在土木工程中占主導(dǎo)地位。普通混凝土屬脆性材料,抗裂能力較差。但摻入膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土卻能實(shí)現(xiàn)抗裂又防滲的雙重功效,用于澆筑地下室、水工構(gòu)筑物等,可補(bǔ)貼外防水層,起到了結(jié)構(gòu)承重和防水的作用。

(二)無(wú)縫設(shè)計(jì)施工。使用補(bǔ)償收縮混凝土以膨脹加強(qiáng)帶取代后澆縫的做法,實(shí)現(xiàn)了連續(xù)澆筑超常防水結(jié)構(gòu)的新方法。采用為膨脹混凝土所產(chǎn)生的膨脹力可以抵消不摻膨脹劑普通混凝土產(chǎn)生的收縮應(yīng)力。這種取消后澆帶的連續(xù)澆筑法,具有整體防水性好,工期短,稱為無(wú)縫設(shè)計(jì)施工技術(shù)。但是此種方法也必須根據(jù)情況,靈活慎重應(yīng)用。原因是膨脹劑品種與水泥適應(yīng)性限制,設(shè)計(jì)時(shí)具體施工因素都是不確定的。使用時(shí)必須經(jīng)試驗(yàn)確定最佳方案。

(三)剛性防水屋面。剛性防水屋面使用細(xì)石防水混凝土做防水層。用膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土在剛性防水屋面的抗裂防滲效果方面優(yōu)于防水劑。這是因?yàn)榕蛎泟┲械腁Ft具有填孔密實(shí)作用并且改善了混凝土中孔結(jié)構(gòu),使大孔變小。另外,在限制狀態(tài)下,改善了混凝土的應(yīng)力狀態(tài),使其具有補(bǔ)償收縮的能力,這是加防水劑的混凝土無(wú)法比擬的。用膨脹劑拌制成補(bǔ)償收縮混凝土澆筑晤面,增加了剛性屋面的抗裂能力,連續(xù)澆筑50m不留后澆縫,效果良好。除此之外,類似這種屋面構(gòu)造及環(huán)境條件下的結(jié)構(gòu)也廣泛應(yīng)用了補(bǔ)償收縮混凝土。

(四)大體積結(jié)構(gòu)混凝土。隨著補(bǔ)償收縮混凝土性能的不斷完善,研究人員根據(jù)大體積溫升特點(diǎn),將補(bǔ)償收縮混凝土具有干縮和冷縮的聯(lián)合補(bǔ)償作用成功運(yùn)用到大體積結(jié)構(gòu)中,較好的解決了大體積混凝土由于降溫冷縮引起的開(kāi)裂。

(五)預(yù)應(yīng)力混凝土工程。全預(yù)應(yīng)力混凝土、限制預(yù)應(yīng)力混凝土和部分預(yù)應(yīng)力混凝土三者的主要區(qū)別在于混凝土是否受拉或者受拉后是否出現(xiàn)不超過(guò)0.2mm寬的裂縫。將補(bǔ)償收縮混凝土用于預(yù)應(yīng)力混凝土,不但可以使其不受拉,還彌補(bǔ)了混凝土因收縮、徐變等因素對(duì)預(yù)應(yīng)力值的影響。近幾年,補(bǔ)償收縮混凝土大量用于無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),使混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)又一次新的飛躍。補(bǔ)償收縮混凝土還可用在漿錨接點(diǎn)、錨噴支護(hù)、混凝土補(bǔ)強(qiáng)、填縫工程中。

三、麻江縣壩寨水庫(kù)的渠道防滲工程設(shè)計(jì)分析

工程所在地自然砂石料等建筑材料極為豐富,渠道防滲均采用目前深受國(guó)內(nèi)外灌區(qū)青睞的現(xiàn)澆混凝土襯砌護(hù)面的方法。這種防滲形式不僅施工簡(jiǎn)單、造型美觀、造價(jià)低,而且防滲固坡、節(jié)水效果好,無(wú)需特別的管理養(yǎng)護(hù),經(jīng)久耐用,一般可使用40～50a。它不但提高了渠道的過(guò)水能力、挾砂能力和抗沖能力,而且節(jié)省了渠道歷年來(lái)除障清淤等繁重的維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。通過(guò)實(shí)測(cè),可以減少滲水損失85%～90%,防滲效果很好。另外,混凝土襯砌防滲便于管理養(yǎng)護(hù),經(jīng)久耐用,降低了灌水成本。渠道滲漏對(duì)地下水補(bǔ)給的減少,對(duì)控制沿渠地下水位和防止渠道兩邊耕地鹽堿化起到了很好的防治作用。

新建渠道5km,按200畝灌溉用水設(shè)計(jì)過(guò)水?dāng)嗝?需水量按1m3灌溉1萬(wàn)畝的灌溉用水定額取為0.05m3/s,計(jì)算過(guò)水?dāng)嗝娉叽?

渠道采用C10砼防滲,厚8cm。斷面采用矩形,比降取i=1/1000,邊坡m=0,n=0.015。采用試算法,設(shè)b=0.25m,求水深h

設(shè)h=0.25m

則

經(jīng)試算(過(guò)程略),水深在0.245m時(shí)可滿足要求,加超高0.055m,得渠道凈空斷面為B×H=0.25×0.3m。

參考文獻(xiàn):

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[2]SL18-2004,渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范,北京:水利水電出版社,2004.

[3]杜志堅(jiān),渠道現(xiàn)澆混凝土襯砌裂縫分析與防治[J].楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2005.

作者簡(jiǎn)介:

羅建國(guó)(1975-),男,漢族,貴州麻江人,大專文化,助理工程師,現(xiàn)任麻江縣水利局計(jì)劃財(cái)務(wù)股長(zhǎng)。