漢延渠大銀河節(jié)制閘防滲抗凍脹砌護技術(shù)

張曉林，楊金國

（寧夏回族自治區(qū)漢延渠管理處，750004，銀川）

一、工程概況

漢延渠大銀河節(jié)制閘砌護改造工程是寧夏回族自治區(qū)水利廳2009年續(xù)建配套項目渠道砌護及建筑物改造工程，位于寧夏回族自治區(qū)銀川市掌政鎮(zhèn)以東，工程建設(shè)單位為水利廳灌溉管理局，設(shè)計單位為寧夏回族自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計研究院有限公司，監(jiān)理單位為寧夏華正水利水電工程建設(shè)監(jiān)理中心，質(zhì)量監(jiān)督單位為寧夏水利水電工程質(zhì)量監(jiān)督中心站，施工單位為寧夏漢延水電工程有限公司。

工程自2010年2月26日開工，同年4月15日竣工，實際完成工程量：土方開挖 9 131 m3，土方回填11 121 m3，漿砌石砌筑 1 160.64 m3，現(xiàn)澆混凝土護腳1283.26 m3，混凝土板預制砌護694m3,土工膜鋪設(shè)24328.3m2，聚乙烯油膏2.93m3，苯板鋪設(shè)249.98m2，泥結(jié)石路面4960 m3，漿砌石拆除384.32m3，混凝土板拆除 1720.8 m3，渠底清理垃圾1015.07 m3。工程總投資188.74萬元。

二、工程砌護成因

漢延渠大銀河節(jié)制閘至二排渡槽段是穿魚湖、高填方渠道，渠線彎曲，是漢延渠多年的重點險工段。穿魚湖段堤頂與左右岸魚湖湖底高差在3.8 m左右，渠底與魚湖湖底高差在2.0 m左右；高填方段局部渠段渠底與田面高差也在1 m左右。沿曲線地質(zhì)剖面為標準的二元結(jié)構(gòu)，渠堤上部厚度約3m，土質(zhì)為人工回填壤土或沙壤土，渠堤下部土質(zhì)為細砂或粉細砂，浸潤線出逸點較高，坡腳滲水嚴重。

本次砌護段屬漢延渠大銀河節(jié)制閘至二排渡槽段的一部分，全部屬穿魚湖、高填方段，是該渠險工段中最險的一段。原渠道基本順直，渠堤土質(zhì)差，渠槽內(nèi)外落差大，滲徑不夠，外坡有滲水，渠堤時常有獾等害堤動物打洞破壞的跡象。為了改善渠道輸水條件，提高渠道水利用系數(shù)，確保干渠行水安全，需要對該渠段進行防滲砌護。

據(jù)調(diào)查，砌護工程凍脹破壞在渠深1/3處最為嚴重，常有縱向貫通裂縫出現(xiàn)；陰坡凍脹破壞比陽坡嚴重得多，因此本次凍脹施工的重點放在右岸的陰坡上。

三、工程設(shè)計

1.總體設(shè)計

設(shè)計砌護長度1 400 m，樁號K75+700～K77+100（其中銀東干溝渡槽及其進出口連接段100 m不改造，實際砌護1 300 m），設(shè)計流量20 m3/s,加大流量22 m3/s,設(shè)計水深1.91 m，比降1∶9 000。斷面底寬 10.0 m，斷面頂寬20.402 m，渠道內(nèi)邊坡 1∶1.5。

2.防滲抗凍脹設(shè)計

（1）防滲設(shè)計

渠底鋪設(shè)聚乙烯防滲膜，其上回填素土0.6 m。坡下齒墻為深0.78 m、寬0.6 m的M7.5漿砌石。坡腳為厚0.22 m、R4 000、圓弧形坡腳 C20混凝土現(xiàn)澆。其上砌筑C20混凝土板，板縫寬10 cm。坡板下鋪設(shè)聚乙烯防滲膜。伸縮縫坡下齒墻漿砌石每12.012m一道，圓弧形坡腳現(xiàn)澆混凝土每6.006m一道，預制板砌筑每6.006 m一道，縫寬均3 cm，內(nèi)填瀝青砂漿和聚乙烯油膏。

（2）抗凍脹設(shè)計

該工程渠道流向為自大銀河節(jié)制閘始基本由西南向東北，右岸為陰坡，對右岸砌護采取抗凍脹措施，邊坡板下鋪設(shè)苯板，板厚60 mm（見圖1、圖 2）。

四、防滲抗凍脹設(shè)計

（1）施工段落

樁號 K75+700～K77+100（其中銀東干溝渡槽及其進出口連接段100m不改造，實際砌護1300m），由漢延水電工程有限公司中標施工。

（2）工程任務

全部砌護工程土方開挖9131m3，土方回填 11121m3，漿砌石砌筑1 160.64m3，現(xiàn)澆混凝土護腳1 283.26m3，預制混凝土板砌護694 m3,土工膜鋪設(shè)24 328.3 m2，聚乙烯油膏 2.93 m3，苯板鋪設(shè)249.98 m2，泥結(jié)石路面4 960 m3。

（3）工期

本工程合同開工日期為2010年2月26日，竣工日期為2010年4月30日，合同總工期63天。實際開工日期為2010年2月26日，竣工日期水下部分為2010年4月9日，水上部分為2010年4月30日，實際工期63天。

（4）施工工序

總施工工序為：護坡→護底→現(xiàn)場清理→初步驗收。

其中護坡工序為：M7.5漿砌石齒墻→圓弧形坡腳C20混凝土現(xiàn)澆→坡下苯板鋪設(shè)→坡土工膜鋪設(shè)→C20混凝土預制板砌筑→C15細石混凝土填縫→灑水養(yǎng)護→封頂戴帽→處理伸縮縫。渠底施工工序為：開挖渠底土方→鋪防滲膜→松填土方。

（5）施工方法

受工期及自然條件影響，工程采取分段、分組交叉流水作業(yè)。

①M7.5漿砌石齒墻。基礎(chǔ)齒墻施工時先開挖基槽，再砌筑漿砌石。要求分層砌筑，坐漿密實，合理錯縫。基礎(chǔ)砌好后頂面要覆蓋，以防回填護坡土方時將基頂染土，影響基礎(chǔ)頂面漿砌石與護坡材料結(jié)合。

②圓弧形坡腳C20混凝土現(xiàn)澆。坡腳土體按設(shè)計尺寸修整完成后即可進行圓弧形坡腳C20混凝土現(xiàn)澆。垂直水流方向每6.006 m設(shè)一檔分縫，單塊尺寸為6.006 m×2.352 m×0.22 m，順序為模板架立、混凝土入倉、振搗、面層壓實收光、灑水養(yǎng)護。順水流方向先澆單數(shù)，再澆雙數(shù)，跳倉澆筑，節(jié)省邊模支模次數(shù)。

③土工膜鋪設(shè)。坡上土工膜鋪設(shè)與混凝土板砌筑同步進行，采用人工鋪設(shè)。采用0.3 mm厚聚乙烯薄膜，土工膜不允許有裂口、孔洞、裂紋或退化變質(zhì)等現(xiàn)象。鋪設(shè)前要清除坡面上的樹根、雜草、孤石等，將坡面拍實整平，不允許出現(xiàn)凸起及凹陷。鋪設(shè)時土工膜與坡面之間壓平貼緊，避免架空，清除氣泡。土工膜搭接寬度不小于15 cm，搭接面要干燥、無水、潔凈。對施工過程中遭受破壞的土工膜，應及時請專業(yè)人員修補。渠底鋪膜施工時防滲膜要有一定的松弛度，不能拉得太緊，以防覆土時將膜拉裂。

④C20混凝土預制板砌筑。砌筑混凝土板前每6.006 m設(shè)伸縮縫一道，分好分隔線，再按要求砌筑混凝土板兩邊板，復查標高后，逐層（逐行）砌筑。預留板縫用高標號砂漿預制塊支墊，支墊尺寸25 mm×25 mm×100 mm。要求縫路整齊、板面平整。

⑤C20細石混凝土填縫。混凝土板的填縫應在板砌好后及時填筑。填縫細石混凝土所用原材料要有試驗決定，其強度、抗?jié)B、抗凍及和易性應滿足設(shè)計要求。填縫前將縫內(nèi)砂、土等雜物清理干凈并灑水濕潤。填縫混凝土應采用人工搗固密實，表面與混凝土板齊平收光，并反復壓光三次以上。填縫混凝土完成后應及時灑水、蓋濕草簾進行養(yǎng)護。

⑥伸縮縫的處理。坡面砌筑完成后即可進行伸縮縫的處理，也是渠道防滲砌護的最后一道關(guān)鍵工序。填縫前清除縫內(nèi)泥土、雜物，使縫壁清潔、干凈，先將制備好的瀝青砂漿填入下部壓實，再將制備好的具有一定溫度的聚乙烯油膏灌入縫內(nèi)，同時用烤熱的小鐵鏟向縫壁抹壓，使其與縫壁充分黏結(jié)，最后用熱烙鐵沿縫口壓烙，使表面光滑平整與縫壁粘牢。

（6）右岸抗凍脹施工

鋪設(shè)聚乙烯苯板。該砌護段渠道流向自大銀河節(jié)制閘始基本由西南向東北，右岸為陰坡，設(shè)計時對右岸砌護采取抗凍脹措施，邊坡板下鋪設(shè)苯板，板厚 60 mm，密度 20 kg/m3，吸水率小于80 g/m2，施工時先削坡，然后將苯板長度方向順水流方向鋪設(shè)，一直從砌板坡角鋪設(shè)到大水位上。

苯板質(zhì)脆，在搬運過程中要防止折斷破壞。為便于施工，苯板鋪設(shè)要按設(shè)計要求一次鋪設(shè)成型，施工過程中不能踩踏苯板，防止破壞苯板結(jié)構(gòu)。

五、防滲及渠道抗凍脹效果

工程自2010年4月16日干渠運行以來，外坡局部浸水和渠道內(nèi)坡沖刷淤積等現(xiàn)象消除了，渠道安全標準提高了。

該砌護工程右岸護坡背面采取鋪設(shè)聚乙烯苯板，工程運行兩年來沒有發(fā)現(xiàn)護坡凍脹裂縫現(xiàn)象。尤其在渠深1/3處沒有發(fā)現(xiàn)縱向貫通裂縫，抗凍脹效果明顯，充分發(fā)揮了材料的抗凍脹性能。

2011年4月該工程被寧夏回族自治區(qū)水利廳評為近年寧夏引黃灌區(qū)續(xù)建配套項目中唯一的優(yōu)良工程，對引黃灌區(qū)續(xù)建工程建設(shè)具有示范作用。

六、建 議

①該砌護工程屬高填方渠道，地下水水位對渠堤凍脹破壞幾乎沒有影響，因此該工程抗凍脹效果較好，建議在不同渠道斷面，如挖方、半挖半填渠道進行多種材料的抗凍脹試驗，觀察其效果。

②抗凍脹材料苯板的鋪設(shè)，施工操作不方便，影響砌護速度，建議提高砌護工時定額。

③一般渠道凍脹破壞多發(fā)生在渠底1/3渠深處，多出現(xiàn)貫通縱向裂縫，尤其在渠道陰坡較為嚴重。建議渠道砌護圓弧形坡腳C20混凝土現(xiàn)澆在設(shè)計厚度上陰坡比陽坡厚一些，陽坡平均厚150 mm，陰坡平均厚250 mm，嚴把施工質(zhì)量關(guān)，抗凍脹效果會更加明顯。