HEC土體固結劑在引黃渠道襯砌中的應用

□ 魏玉萍（商丘市水利科技推廣中心）

0 引言

輸水渠道中多年來一直采用混凝土防滲襯砌技術或水泥土防滲襯砌技術，這兩者都是以水泥作為固結材料，混凝土防滲襯砌技術以水泥、沙、石為原材料，防滲效果好但造價相對較高，水泥土防滲襯砌技術以水泥土為原材料造價相對較低，但防滲效果較差，強度低。因此在輸水渠道中尋找出一種新型防水固結劑取代傳統單一的以水泥作為固結材料的新技術，既能達到防滲的目的，又可降低工程造價的新型材料已成為當前迫切需要解決的關鍵性問題。

商丘市水利局組織技術力量研究進行對比后，決定采用武漢水電大學科技開發總公司監制、河南省鞏義市海威建材有限公司生產的HEC高強耐水土體固結劑及其技術應用到工程實際中。HEC固結劑技術是將HEC高強耐水土體固結劑與普通土壤混合配置成高強防滲材料的一項新技術，將這項技術用于渠道防滲襯砌，可大量利用開渠棄土和清淤棄沙，既可降低工程襯砌成本提高防滲性能、滿足設計所要求耐久性和抗凍性，又可避免棄土占壓耕地面積。商丘市引黃灌溉事業方興未艾，正在穩步蓬勃發展，各級渠道防滲襯砌工作任務艱巨，將HEC土壤固結劑技術在引黃灌區渠道襯砌工程中推廣應用用，將會產生巨大的社會和經濟效益。

1 實驗過程

商丘市水利科技推廣中心自2000年6月起對HEC土壤固結技術在商丘引黃灌區節水渠道防滲工程中的應用作了大量的研究工作。

商丘引黃灌區渠道襯砌設計要求為：設計強度15MPa，襯砌厚度10 cm，由鞏義市海威檢測有限公司提供了建議配合比。首先根據此配合比在其要求的條件下進行試配置、成型、養護、試壓，結果卻不太理想，后迅速與海威公司聯系，海威公司得到消息后聯同武漢水電大學科技開發總公司委派的技術人員（研究生一名）共3人到渠道實地考察，分析后確認由于灌區土壤多為砂壤土，土質本身松散性過大，引起粘接性效果不好。后來在原配合比的基礎上，參照兩公司的提議，針對我們這種土壤特性又進行的調整，降低了水灰比，又進行了多次試配、調整，試壓結果又所提高，但仍達不到設計要求。經過反復推敲，并在兩公司的參與下，一次次試配，提高了碎石用量，采用適當配合比為，拌合料呈塑性，然后裝填振搗密實，調漿抹平，拆模養護13 d時試壓結果為13.40MPa，達到了設計的強度要求。

2 推廣應用

商丘市新三義寨引黃灌區節水改造二期工程渠道土方工程開工前期，在完成HEC材料考察及實驗室檢測之后，沿干渠采集不同土壤的土樣進行示范工程建設，以獲取新材料的工程施工經驗，并對施工人員進行培訓，現場施工試驗段選在民寧干渠上，試驗護砌段長度為100 m，施工時先備好土料，篩去雜草等雜質，按試驗配合比拌和好料物后進行現場鋪筑，鋪筑前先灑水濕潤渠基，然后按先渠坡后渠底的順序鋪筑，拌合料攤鋪均勻，澆搗密實，初步抹平后，隨即調漿揉壓抹光即可。施工完成后，我們按HTC固結砌體和C15混凝土進行了強度、抗凍、抗滲技術性能進行對比試驗，試驗結果見表1、表2，表1中數字的單位為kg。

表1 HEC固結體和C15混凝土配比表

表2 驗結果匯總表

3 效益分析

HEC土壤固結技術可就地利用棄土和清淤棄沙，大量有效地利用地方性材料，避免出現二次污染。在工程造價方面，C15混凝土每方預算價為221.69元，HEC每方預算價為197.71元，比混凝土預算價低10.80%。因此，應用HEC土壤固結技術于渠道襯砌工程中，不僅滿足了工程對抗滲性、抗凍性與耐久性等方面的設計要求，且于使用傳統技術的同類工程相比解決了傳統技術中水泥土防滲效果差、強度低的問題，也解決了棄土占壓耕地面積和混凝土造價較高的問題。由此可看出此項技術推廣應用社會和經濟效益很是可觀。

4 應用前景

商丘市是一個以農業為主的大市，但由于水資源嚴重匱乏，降雨量不均，旱災連年發生，地下水超采造成地下水位日益下降，灌溉用水僅靠打井遠遠不能滿足需要。為此，商丘市建設了引黃供水工程，以緩解本地用水緊張局面，商丘引黃灌區設計灌溉補源面積16.50萬hm2，大量首干和田間渠道需作防滲處理，如能把本項技術推廣應用，經濟和社會效益將特別顯著。

5 結論

使用HEC土體固結劑代替傳統的水泥作為膠凝材料，可以利用清淤和開渠棄土，具有節省土地資源，節省工程投資等作用，在土渠襯砌施工中推廣應用前景廣闊。同時，在實際應用中，此項技術還需進一步研究和改進，如與C15混凝土相比和易性較差，不便于施工，抗凍抗滲性能稍差，需摻一些石子增加強度等，施工前要根據本地土質需進一步確定施工工藝。