浅析混凝土贴面浆砌石在灌区节水改造中的应用

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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的寿命和防渗效果，而洪水河灌区地处北方寒冷地区，冬季长达4个月之久，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，灌区内的渠系均为上世纪60～70年代修建的浆砌卵石渠道，80年代兴建了一批混凝土预制板支渠和斗渠，从运行情况分析，浆砌石渠道抗冻性能优于混凝土预制板，其主要缺点是糙率大，对面层石料的选料要求较高，石料的利用率不高；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[1][2]。针对上述问题，在灌区续建配套与节水改造渠道防渗结构设计上，我们本着因地制宜的原则[3]，对普通浆砌石进行了改进：即利用灌区内丰富的卵石资源，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合，渠道的抗冻、抗渗、水力学条件得到了明显提高。

1混凝土贴面浆砌石防渗结构

1.1防渗结构厚度

防渗结构厚度的确定须同时满足抗冻、抗渗要求[4][5]。对于Ⅰ、Ⅱ类强冻胀土基，渠底部及渠顶以下渠深的2/3处总厚度按渠道类别干渠取35cm；支渠、斗渠取30～28cm；渐变到封顶为25～20cm。面层混凝土厚度根据灌区节水改造工程实践，取值一般在3-5cm，厚度过大，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，总厚度以满足现行规范[5]要求为宜。

对于Ⅰ、Ⅱ类强冻胀土基，进行换基处理，置换材料为φ30～50mm河卵石，置换厚度分两种情况：平行于等高线布置的渠道考虑阴坡的遮荫，渠底部65cm，阴坡上部40cm，阴坡下部70cm，阳坡上部30cm，阳坡下部50cm。垂直于等高线布置的渠道，坡面上部30cm，坡面下部、渠底部50cm。

渠道每5m设伸缩缝一道，缝宽2cm，沥青水泥砂浆嵌缝，缝面灌2cm厚聚氯乙烯泥止水。

1.2砌筑材料

砌筑材料采用细粒混凝土砌筑，混凝土骨料最大粒径20㎜，强度等级C15，使用标号为R425普通硅酸盐水泥，水灰比控制在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C15，水灰比控制在0.45-0.5之间。对于有推移质泥沙的渠道，为提高渠道的抗冲、抗磨性能，护面混凝土强度等级采用C20。

2主要施工工艺

与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土贴面浆砌石施工，主要工艺如下：

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线法，即根据渠道的设计尺寸，将曲线部分加工成预制样模，样模宽度10～12cm，高度以设计渠底厚度的1/2为宜，强度等级不低于面层混凝土标号，每隔10m～15m放置一个，以不拖线为宜，用同标号混凝土固定。样模作为结构的一部分不拆除。

 

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