现浇混凝土衬砌渠道施工技术探究

蒋增花

(新疆伊犁河流域开发建设管理局，乌鲁木齐830000)

0 前 言

混凝土衬砌渠道建设是推广节水灌溉、开展高标准农田水利工程建设最主要的工程措施。但目前由于工程建设中工程设计、施工和管理人员决策的经验性、随意性，导致衬砌渠道出现坍塌和浪费现象。

据统计渠道渗漏的水量约占渠首引水水量的30%，对于渠系防渗和灌溉设备较差的地区，渠道渗漏的水量更为严重，高达50%左右。

因此应加强混凝土渠道衬砌技术的研究，规范施工程序，进一步提高施工质量，为确保实现工程社会效益提供保障。

1 现浇混凝土衬砌渠道的结构型式

渠道横断面的型式及尺寸是决定衬砌厚度、结构形式的关键条件。渠道衬砌稳定性较好，其主要作用是防渗、减糙和加快输水。衬砌需满足稳定和应力条件。

当选用混凝土衬砌时，合理的厚度、结构型式和尺寸在满足安全和适用要求的前提下，对减少工程量、降低造价和节省占地均有重要意义。

受气温、渠道流量、渠道沿线土质等不同因素的影响，现浇混凝土渠道的结构型式也有很多种。通常采用等厚度梯形单式断面渠道。

此外，在渠道施工过程中，沿渠道纵向边坡每隔2 m设置一道伸缩缝，渠底每隔4 m设置一道伸缩缝，用闭孔泡沫塑料进行填充以保护混凝土受到热胀冷缩的损害。

此外为防止因渠道冲毁导致的连锁损坏，在渠道纵向边坡渠底还需设置齿墙，齿墙间距应保持在20 m，齿墙宽和深度应为50 cm［1］。

2 现浇筑混凝土衬砌渠道施工技术

现浇筑混凝土衬砌渠道施工技术主要包括以下3个方面:施工准备、混凝土浇筑和混凝土养护及表面保护。

2.1 施工准备

施工准备工作主要有以下3 项:测量放线和渠槽开挖、渠槽处理和钢筋的加工。

2.1.1 测量放线和渠槽开挖

根据渠槽设计断面和衬砌结构型式、垫层和排水等的设计，对拟修的渠槽进行放线和开挖。矩形、楔形、肋梁板等多用梯形断面渠槽，故可根据一般施工细则所规定的方法放线和开挖。肋梁板的梁槽、中部加厚板的加厚部分及排水设施等，均应在基本渠槽挖好以后，再放线开挖。

2.1.2 渠槽处理

有的渠段，渠床土壤较松软，为防止透水、湿陷及不均匀沉陷，开挖时可预留厚20 ～30 cm的土层，衬砌施工前须进行渠床土层压实处理。压实程度一般要求达到最佳密实度的0.95 左右。

在自重湿陷性黄土地区，应进行泡水洇渠。泡水深度一般由小到大逐步达到设计水位，泡水时间可尽量长些。这样做的优势有2 点:

1)可以发现隐患，便于及时处理。

2)同时可以消除湿陷性，使渠床在自重下沉陷稳定，达到密实。

渠道泡水处理后，经过晾干，再进行衬砌施工，以免基础中水分很大，增大冬季土壤的冻胀破坏。

2.1.3 钢筋的加工

钢筋混凝土衬砌所用之钢筋，应妥善保管，防止雨淋生锈。钢筋加工前将其拉直，并刷净表面的浮锈、油渍、浮皮和油漆等。在配料时务使断头废料尽量减少。

钢筋弯勾成半圆形时，其净孔尺寸不得小于钢筋直径的2.5 倍，直勾端平直部分不得小于直径的3倍钢筋在扎结时其搭接长度不得小于直径的30 倍，且两头要加弯勾。

焊接时搭接长度不得小于直径的10 倍。受力钢筋搭接数量应控制在总受力钢筋面积的25%以内，并应错开搭接位置。钢筋的起弯，应成平滑的曲线，其弯曲角度及半径应符合设计规定。

钢筋制作成型后，应按设计图纸检查，其允许偏差不得超过“水工建筑物混凝土及钢筋混凝土工程施工规范”的规定。

加工好的钢筋堆放时按不同规格分别放入仓库内，并标注名牌，便于使用。

2.2 原材料及混凝土配合比

2.2.1 骨料准备

骨料准备的内容包括:

1)混凝土衬砌渠道所用水泥的质量应符合水工混凝土施工规范要求，优先选用425#普通硅酸盐水泥，贮存时间不超过3个月。

2)黄砂宜采用天然级配的中粗河砂，含泥量不超过3%。

3)碎石级配应良好，含泥量＜2%，针、片状颗粒含量≤25%，最大颗粒直径不应超过预制构件截面最小尺寸的1/3 ～1/2，也即碎石最大粒径不应超过20 mm。

2.2.2 混凝土的标号

混凝土的设计标号应根据气候、设计流量和流速确定，不低于表1 中的数值。严寒和寒冷地区的冬季过水渠道，抗冻标号应比表中数值提高一级。渠道流速＞3 m3/s，或水流中挟带较多的推移质泥沙时，混凝土的强度≥15MPa［2］。

2.2.3 混凝土配合比

设计细砂、特细砂混凝土配合比时，应符合下列要求:

1)水泥用量较中、粗砂混凝土适当增加，并宜掺加塑化剂，严格控制水灰比。

2)砂率较中砂混凝土减少15% ～30%。

3)允许含泥量应符合技术要求，并不得含有泥团。

4)采用低流态或半干硬性混凝土时，塌落度≤3 cm，工作度≤30 s。

表1 混凝土标号的最小允许值 MPa

2.3 混凝土浇筑

混凝土浇筑的内容包括3个方面:混凝土的拌制和运输、防渗膜的铺设和混凝土浇筑。

2.3.1 混凝土的拌制和运输

混凝土拌和可采用拌和机或人工拌和，拌和站设置位置，应根据水源、料场的分布和每单位渠长的混凝土工程量等因素考虑确定，一般控制渠段长度100 ～400 m为宜。地形较平坦的地区，拌和机可设在控制段中间，坡度较大的渠堤上，则应设在中间偏上游，以减短重车爬坡的距离。

拌制混凝土的材料必须按规定的配合比分别称量。机械拌和是先加20%的水，然后将全部配好的石子，水泥，砂，水等一次加入，开始拌和。拌和时间，在常温情况下≥2 min，如发现有不均匀的情况，应延长拌和时间。人工拌合应先干拌砂料和水泥三次后，再加入适量水湿拌三次，最后再加入石子及剩余水量湿拌三次，也即是“三三制”。但不论机械或人工拌和，一般每次以拌一袋水泥的混凝土混合料为宜。大型机械，如600 ～800 kg拌和机，拌和量可酌情增加。每次拌和完后，应彻底清理拌和机具，备下次再用。

混凝土的和易性，在工地用坍落度控制。人工捣固时，坍落度控制在2 ～3 cm为宜，震捣器施工，坍落度控制在1 ～2 cm为宜［3］。

2.3.2 防渗膜的铺设

防渗膜一般采用规格为300 g/m2的复合土工膜，在铺设时为一布一膜。铺设前需对渠道坡面进行清理，并且为了防止铺设过程中刺破膜面，施工人员应穿平底鞋。防渗膜的膜面应朝下，并用氯丁胶进行黏合，搭接长度为10 cm。护坡中碎石的含量的控制原则为:质量比大于总质量的90%，碎石的粒径要保持在1 ～3 cm。

2.3.3 混凝土浇筑

浇筑混凝土以前，必须检查渠槽开挖处理是否符合要求。垫层及排水是否铺没妥切、模板立设以及钢筋架设是否准确牢固，然后才能开始浇筑。

混凝土衬砌渠道的施工顺序，通常是先浇渠底，后浇渠坡。这样，先浇的渠底衬砌板可作为渠坡浇筑时的支承，便于渠坡的浇筑。施工时，多按伸缩缝分块浇筑。

渠坡渠底一般都是跳仓法浇筑(即先浇单数块，后浇双数块)，渠底有时也按顺序、分块连续浇筑。跳仓浇筑法的优点是已浇与新浇块浇筑时间相隔较长，已浇块已经凝固硬化，因此在新浇侧旁混凝土时，其结构不会受扰动。

连续浇筑法则易扰动已浇而未凝固的混凝土块的结构［4］。

混凝土现场浇筑，对基础要求很严格，如果为土基时，要求夯实度达到95%以上，并预留5 ～10 cm，以便衬砌前再铲除整平。如为膨胀性土基应铲除，置换好土或掺入石灰后夯实。对湿陷性土基用夯实、预浸或灌注泥浆进行处理。

2.4 混凝土养护及表面保护

1)及时处理渠道衬砌板裂缝，防止恶性发展。裂缝宽度在1 cm左右时，将裂缝刷洗干净，用热沥青灌填，裂缝宽度＞1 cm时，可先将缝壁打毛、扩宽、洗净，用水泥砂浆灌填，压实捣平［5－6］。护面有较大的错位时，先将其复位，再作灌缝处理:修补宽度较小的裂缝，除通常采用橡胶黏合外，还可用过氯乙烯胶液黏贴玻璃丝布修补。

2)严防外来水流入砌体与土基结合部。应经常检查填补渠堤上的洞穴、水沟，以免形成水路进入渠堤。

挖方渠段，应按设计修好截流沟、排水沟、防洪堤或地边埂，将外来水导入排水设施［7］。

填方渠段堤外有积水时，应及时排除。地下水位高于渠底的渠段，应开挖排水系统，同时在渠槽壁设排水孔，减少外水压力，保持衬砌板的稳定性。

3)严格控制冬季行水时间。在严寒地区冬季行水会严重破坏无抗冻措施的衬砌渠道。停水时间越迟，冻害越重，故应规定低温停水界限，严格执行。

4)禁止在渠堤种植树木，以防树根伸入衬砌板后，使衬砌板鼓起破坏。但应提倡在渠堤护坡上种植草皮，以保护渠道。

3 结 语

现浇混凝土衬砌在渠道防渗方面具有明显的技术优势。但从我国的施工技术水平上来说，还存在一定的问题:

1)工程设计、施工水平有待提高。

2)工程规划有待优选。

3)施工和管理质量应进一步提高。

因此在以后的发展中，仍应加强施工技术和质量控制措施的研究，为提高灌区新建和改建渠道工程质量提供技术保障。

［1］田德华，田秀英. 如何提高现浇混凝土防渗渠道衬砌施工技术［J］. 中国水运:下半月，2013，13(07):237 －238.

［2］赵郁城. 现浇混凝土防渗渠道衬砌施工技术［J］. 甘肃水利水电技术，2012，48(08):59 －60.

［3］陈浩. 浅谈现浇混凝土衬砌渠道施工技术［J］. 山西建筑，2009，35(16):156 －157.

［4］夏留厂，邢艳，张宏伟. 中小型水利工程现浇混凝土衬砌渠道施工技术［J］. 河南水利与南水北调，2009(12):75 －76.

［5］张春霞. 浅谈现浇混凝土渠道衬砌的施工技术［J］. 现代物业:中旬刊，2010，09(10):89 －90.

［6］许丽杰. 现浇混凝土衬砌渠道施工技术［J］. 内蒙古水利，2011(02):173 －174.

［7］许立军，段培国. 渠道现浇混凝土衬砌施工技术［J］. 中国新技术新产品，2011(05):43.