浅谈混凝土贴面浆砌石在农田水利中的应用

・２９２・　工程科技　浅谈混凝土贴面浆砌石在农毋水利中的应用　杨明娟刘宗浩　（黑龙江省北安农垦设计院，黑龙江北安１６４ＯＯＯ）　摘要：浆砌石由于其原材料取材方便，施工简单，在渠道建设中被广泛采用。但普通菜砌石防渗护面主．要缺点是糙率大、且对面层石料的选　材要求较高，石料的利用率不高，断面造型呆板。某灌区在大型灌区续建配套与节水改造实施过程中，对普通浆砌石防渗护面结构进行了改进。通　过实际运用，改进后的护面结构造型美观。防渗、抗冻及水力学条件优．于普通浆砌石防渗护面，而每米造价相对降低１５．０１％。　关键词：浆砌石；改进；混凝土贴面；应用　在灌区节水改造实施过程中，渠道防渗衬砌形式直接影响工程　２．２　砌石施工　渠坡采用座浆法，渠底、渠坡　的寿命和防渗效果，而某灌区地处北方寒冷地区，冬季长达　个月之　一渠底曲线部分砌石用灌浆法砌筑，久，渠道防渗衬砌结构的冻胀破坏是一个较突出的问题。改建前，灌　砌石连续完成不留施工冷缝。砌石顶面以上预留面层混凝土厚度。砌　区内的渠系均为２０世纪６Ｏ～７０年代修建的浆砌卵石渠道，８０年代　筑前洗净石料，自卞游向上游方向衬砌，先中间，后两边沿圆弧切线　兴建了一批混凝土预制板支渠和斗渠，从运行情况分析，浆砌石渠道　砌石，每一块砌石要于相同位置的圆弧切线垂直，大头向下，小头向　三角缝，六面靠、垂直于弧面不倾斜；顶面要平整，起伏误差不得　抗冻性能优于混凝土预制板，其主要缺点是糙率大（糙率系数在　上，０．０２３—０．０２７５之间），对面层石料的选料要求较高，石料的利用率不　大于５ｒａｍ。细砾砼一次性灌浆，要求灌浆饱满、密实。　高；底脚缝易淘刷进而破坏渠底，维修频繁。混凝土预制板渠道抗冻　３面层混凝土施工　将砌筑好的砌石表面清理浮渣　用清水湿润然后刷素水泥浆一　性能差，板间缝受冻胀应力易开裂，造成混凝土预制板脱落，防渗效　果下降，渠道耐久性差。在北方寒冷地区普遍存在类似显现。针对上　道，将拌和好的面层混凝土按先渠底后渠坡的施工顺序一次浇筑成　述问题，在灌区续建配套与节水改造渠道防渗结构设计上，本着因地　型，然后在样模上挂线手工修坡修园　面层混凝土拌和要严格控制水　制宜的原则，对普通浆砌石进行了改进：即利用灌区内丰富的卵石资　灰比，流动性不可过大。　源，根据各级渠道渠床地质条件、水流条件、抗冻胀效果、施工难易程　３应用条件与技术方法　度、结构美观等方面综合考虑，在不同级别的渠道上采用改进后的混　３．１干渠混凝土贴面浆砌石防渗护面　凝土贴面浆砌石防渗护面，断面选型以弧形底梯形、梯形圆弧坡角　干渠流量在５～１２ｍ３／ｓ之间，在水力学计算满足《渠道防渗工程　）ＳＬＩ８—９１规定的不冲流速的条件下，断面宜选择弧形底梯　形、抛物线型为主，形成了干、支、斗三级渠道曲线形的最佳断面组　技术规范：合，渠道的抗冻、抗渗、水力学条件得到了明显提高。　形断面，弧形底弦长１．８—２．２ｍ，边坡系数ｍ＝ｌ一１．２５，圆心角９０。～　１混凝土贴面浆砌石防渗结构　７７。，圆弧半径１２７．３～１７６．１　ｃｍ，弓高３７＿３—３８．６ｅｍ，斜边长度根据实　际流量确定。当弧形底梯形断面不能满足不冲流速的条件下，可选用　１．１混凝土贴面浆砌石防渗结构　防渗结构厚度的确定须同时满足抗冻、抗渗要求。对于Ｉ、Ⅱ类　梯形圆弧坡角形断面，底宽２．０—２．４ｍ边坡系数ｍ＝０．７５～１。　强冻胀土基，渠底部及渠顶以下渠深的２／３处总厚度按渠道类别干　３．２支、斗渠混凝土贴面浆砌石防渗护面　支、斗渠流量在０．５—１．２ｍ３／ｓ之间，在Ⅲ、Ⅳ类弱冻胀土基条件　渠取３５ｅｍ；支渠、斗渠取３０—２８ｃｍ；渐变到封顶为２５—２０ｅａ。面层　ｒ混凝土厚度根据灌区节水改造工程实践，取值一般在３—５ｃＩｎ，厚度过　下，选择弧形底梯形断面，弧形底弦长０．５～１．０ｍ，边坡系数ｍ＝０．５—　大，一是不经济，二是浆砌石和混凝土的线胀系数不一致，会因温度　０．９，圆心角１２７０～９６。，圆弧半径２７．９５．一６７．２７　ｃｍ，弓高１５．４５～　不均造成温度应力叠加致使面层混凝土开裂。　在侧向排水条件好的　２２．２７ｅｒａ，斜边长度根据实际流量确定。Ｉ、Ⅱ类强冻胀土基，推荐使　Ⅲ、Ⅳ类弱冻胀土基、透水性强的沙土类及砂砾石基础上，总厚度以　用抛物线形断面，抛物线方程ｙ＝０．０５ｘ２（单位：ｃｍ）。在侧向排水条件　满足现行规范要求为宜。　好、透水性强的沙土类及砂砾石基础上，建议使用“ｕ”形或混凝土预　对于Ｉ、Ⅱ类强冻胀土基，进行换基处理，置换材料为　３０～　制块等其他形式的防渗护面。　４应用情况　５０ｒａｍ河卵石，置换厚度分两种情况：平行于等高线（东西向）布置的　渠道考虑阴坡的遮荫，渠底部６５ｅｍ，阴坡上部４０ｅｍ，阴坡下部７０ｅｒａ，　某灌区在灌区节水改造实施过程中，于１９９６年首先应用混凝土　阳坡上部３０ｅｒａ，阳坡下部５０ｅｒａ。垂直于等高线（南北向）布置的渠　贴面浆砌石防渗护面技术，改建益民东干渠上段５ｋｍ（０＋０００—５＋０００　道，坡面上部３０ｅｍ，坡面下部、渠底部５０ｅｍ。　弧形底梯形断面，Ｑ＝１２．　，：ｉ＝ｏ．０ｌ～ｏ．０１７），经两个冻融循环后全　渠道每５ｍ设伸缩缝一道，缝宽２ｅｍ，沥青水泥砂浆嵌缝（重量配　渠检查，护面结构完好，贴面混凝土无裂纹、起鼓现象，而且外观精　合比：水泥：沥青：砂子＝１：２：４），缝面灌２ｅｍ厚聚氯乙烯泥止水。　美，被上级业务部门誉为“精品工程”。自１９９８年一２００２年，陆续改　１．２砌筑材料　建了干渠下段１０ｋｉｎ，支渠７条１６ｋｍ，配套斗渠５条７．５ｋｉｎ，运行至今　砌筑材料采用细粒混凝土砌筑，混凝土骨料最大粒径２０ｒａｍ，强　无维修。　度等级０５，使用标号为Ｒ４２５普通硅酸盐水泥，水灰比控制在　通过已建工程运行情况看，混凝土贴面浆砌石防渗护面具有如　０．５—０．５５之间。贴面混凝土与浆砌石砌筑材料相一致，强度等级Ｃ　１５，　下特点：　施工简单，材料利用率高，相对于普通浆砌石造价低。以益　水灰比控制在０．４５—０．５之间。对于有推移质泥沙的渠道，为提高渠道　民东干十一支为例，在流量（Ｑ＝０．６　ｍ　ｓ）、砌石厚度相等的条件下，贴　的抗冲、抗磨性能，护面混凝土强度等级采用Ｃ２０。　面式浆砌石护面（弧形底梯形断面）与普通浆砌石护面（梯形断面）相　２主要施工工艺　比；过水面积减小４１．８９％，渠内流速增大８８．６１％，每米造价降低　Ｏ１％（１９．６３元）ｏｈ．抗渗效果优于普通浆砌石。每公里渗漏损失流量　和常规渠道施工工序一样，首先进行渠道开挖和边坡整理，然后　１５．外观上石面不外露，适宜于成型各种流线型造型，水力学条　进入渠底置换料，并夯筑，渠坡置换料随边坡砌筑高度随砌随填，以　小５０％。ｃ．较普通浆砌石渠道而言，输水时间短，灌水轮期平均缩短　免占用砌体空间，以保证砌体厚度。渠底置换料夯填后即可进入混凝　件优越。ｄ．土贴面浆砌石施工，主要工艺如下：　１．５ｄ（据灌区调查）。　由此可见，贴面式浆砌石护面技术具有明显的技术经济优势，在　２．１安置样模　　为保证设计的曲面轮廓几何尺寸准确，在实践中总结了样模挂　灌区节水改造中具有一定的应用前景和推广价值。参考文献　线法，即根据渠道的设计尺寸，将曲线部分（圆弧形或抛物线等）加工　孟丽萍．浆砌石土工膜防渗技术在渠道防渗中的应用【Ｊ］．节水灌溉，　成预制样模，样模宽度１０～１２ｅｒａ，高度以设计渠底厚度的１／２为宜，　ｎ１强度等级不低于面层混凝土标号，每隔ｌＯｒｅ一１５放置一个，以不拖线　２００６，（２）：５０—５３．　［２］ＧＢ５０２８８－９９，灌溉与排水工程设计规范［ｓ］．　为宜，用同标号混凝土固定。样模作为结构的一部分不拆除。