现浇砼防渗渠道施工技术Word下载.docx
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渠底及内边坡平整度允许偏差±
0.50cm。
2.3 原材料及混凝土配合比
①水泥。
混凝土渠道所用水泥应符合《水工混凝土施工规范》（SDJ207-82）的有关规定，由于具有抗冻要求，宜采用标号325或425的普通硅酸盐水泥，考虑到不同厂家水泥的色泽不同，最好用一个厂家的水泥。
②砂。
现浇混凝土所用的砂为中砂，以级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的天然河砂为好，由硬质岩石轧碎的人工砂也可以，要求质地坚硬、颗粒洁净，耐久性好，且不得包含团块、盐碱、壤土、有机物和其它有害杂质。
细度模数控制在2.20～3内，含泥量小于3%，含水量小于4%。
③碎石。
现浇混凝土所用碎石为1～4cm或1～3cm。
须选用质地坚硬、清洁、级配良好的碎石。
超径含量控制在15%以内，逊径应小于10%，针片状含量不大于10%。
④外加剂。
混凝土现浇渠道均有抗冻、抗渗要求，宜加入一些外加剂来提高其抗冻和抗渗性能。
PC-2型引气剂，其主要成分为松香皂及其热聚合物，具有引气、减水、提高混凝土抗渗和抗冻性能的功能，配制时按重量比，一般加入量为水泥重量的0.50～1/万；
M型减水剂，其主要成分为木质素和碳酸钙，具有减水、增气、提高强度和防渗防冻性能，配制时按水泥重量的0.20%～0.70%加入。
⑤拌制和养护用水。
拌制和养护混凝土，应采用饮用水，工业污水和沼泽水不得使用。
⑥材料的运输和存贮。
拌制混凝土所用材料，在运输和存贮时，不得被其它材料污染，不同来源和规格的集料不能混合储存，同时这些材料应贮存在经过硬化的场地上。
拌制混凝土所用水泥，应在适当地点建立干燥、通风良好、防风雨、防潮湿的棚或库，以保证水泥不硬化变质，不同种类的水泥，应分别存放，并按进场的先后顺序先存先用。
⑦混凝土配合比控制。
现浇混凝土的配合比应满足强度、抗冻、抗渗及和易性要求。
水灰比的最大允许值为0.60，混凝土的坍落度控制在1～3cm，最好采用机械拌和。
低温季节或渠床面较湿润时，坍落度宜适当减小；
高温季节或渠床面较干燥时，宜适当增大。
混凝土设计指标为：
强度标号C15、抗冻F50、抗渗W4。
混凝土施工配合比根据2年的施工经验确定为：
每m3混凝土需水泥291kg、砂677kg、碎石1323kg、水160kg。
2.4 混凝土渠道现浇施工
2.4.1 施工准备
混凝土浇筑前，必须作好准备工作。
发电机、拌和机就位；
小推车、翻斗车备齐；
磨光机、振机器到位；
各种模具准备就绪；
供水系统、供电系统、机械系统试运行正常；
场地、道路平整；
人员到位后才能进行混凝土现浇施工。
2.4.2 模板工程采用定型槽钢按设计图纸要求制成框格，外用楔形三角铁镶入土中加以固定 模板制作和安装要具备支立牢固、板缝紧密、表面平整、线条顺直、标高一致、易支易折等特点。
现浇混凝土模板框格安装净距沿渠道纵向的允许偏差值为±
10mm，沿宽度方向的允许偏差值为±
20mm，对角线允许偏差值为±
10mm。
混凝土折模时间以不损坏成品混凝土板来确定，并对模板及时清洁、整修以便再用。
2.4.3 混凝土浇筑方法
混凝土浇筑应先坡后底，最后浇筑压沿。
渠坡浇筑采用分块跳仓法施工，渠底和压沿浇筑可按一定的方向连续进行。
同一块混凝土板浇筑不宜间歇，如因机械故障等原因间歇，时间不宜超过60～90min。
具体浇筑工序如下：
①浇筑开始前应在精削后的渠床上安放钢模板并固定闭孔泡沫塑料伸缩缝。
如果渠床干燥起土应首先洒水湿润，以避免浇筑好的混凝土板因水分过度流失表面出现细裂纹。
②浇筑用混凝土最好采用机械拌和，搅拌机容积不得小于0.40m3，拌和好的混凝土须用机动三轮车及时运往浇筑现场。
现场施工人员应严格控制混凝土水灰比和坍落度，必须保证混凝土标号不低于C15，保证水泥用量。
③混凝土运到浇筑现场后应及时流槽入仓，人工平仓，刮杠刮平，平板振动器振捣。
振动器振动顺序应从下往上单方向振动，严禁过振、漏振。
④用平板振动器振实后，采用磨光机磨平，直到表面泛出水泥浆为止，最后用人工压光。
压光可以分两次进行，第1次在磨光机磨完后及时压光，第2次等混凝土初凝前再压光一次，以做到内实外光，棱角分明，表面无蜂窝、麻面、砂眼、爆皮、龟裂等现象。
⑤混凝土拆模时间以不损坏成品混凝土为宜，拆模后等混凝土达到初凝，然后洒水及时用塑料薄膜覆盖养护，并用土埂密封。
养护天数不得少于13d。
渠道防渗工程技术
3.1渠道防渗类型和特性
3.1.1渠道防渗意义和作用
（一）渠道防渗意义
发展节水型农业行之有效的节水技术有渠道防渗、低压管道输水、改进地面灌溉技术、发展喷灌与微灌、实行节水灌溉制度等。
这些节水技术无疑均是重要的和必需的，但节水效益最大的技术则是渠道防渗。
这是因为我国每年灌溉用水量约为3500亿m3，占农业用水量的90％，占我国总用水量的63％。
目前我国已建渠道防渗工程为55万多Km，仅占渠道总长的18％，80％以上的渠道没有防渗，渠系水的利用系数很低，平均不到0.50，低于其他国家（美国为0.78，前苏联为0.6~0.7，日本为0.61，巴基斯坦为0.58等）。
也就是说，从水源到田间，有50％以上的灌溉水因渠道渗漏而损失掉了。
由于渠道渗漏浪费的水量很大，我国粮食作物的水分生产效率仅为1kg左右，而以色列高达2.32kg。
如果我国灌溉渠系水的有效利用系数提高0.10，则每年可节约水量350亿m3左右，等于正在规划的南水北调中线工程年引水量的2.7倍左右，这对缓解我国水资源供需矛盾将起到很大作用。
因此，必须首先做好渠道防渗工程，堵住这个浪费水的大洞，提高渠系水的利用率。
渠道的渗漏水量不仅降低了渠系水的利用系数，减少了灌溉面积，浪费了水资源，而且会引起地下水位上升，招致农田渍害，在有盐碱化威胁的地区，还会引起土壤的次生盐碱化，同时还会增加灌溉技术和农民的水费负担，甚至会危及工程的安全运行。
为了减少渠道输水损失，提高渠系水利用系数，一方面要加强渠系工程配套和维修养护，有计划地引水和配水，不断提高灌区管理工作水平；
另一方面要采取渠道防渗工程措施，减少渗漏损失水量。
（二）渠道防渗的作用
渠道防渗工程措施除了减少渠道渗漏损失、节省灌溉用水量、更有效地利用水资源外，还有以下作用：
1．提高渠床的抗冲能力，防止渠坡坍塌，增强渠床的稳定性。
2．减小渠床糙率系数，加大渠道内水流流速，提高渠道输水能力。
3．减少渠道渗漏对地下水的补给，有利于控制地下水位和防治土壤盐碱化及沼泽化。
4．防止渠道长草，减少泥沙淤积，节省工程维修费用。
5．降低灌溉成本，提高灌溉效益。
3.1.2渠道防渗材料及结构形式
（一）渠道防渗工程应符合的要求
1．防渗渠道断面应通过水力计算确定，地下水位较高和有防冻要求时，可采用宽浅：
断面。
2．地下水位高于渠底时，应设置排水设施。
3．防渗材料及配合比应通过试验选定。
4．采用刚性材料防渗时，应设置伸缩缝。
5．标准冻深大于10cm的地区，应考虑采用防治冻胀的技术措施。
6．渠道防渗率，大型灌区不应低于40％；
中型灌区不应低于50％；
小型灌区不应低于70％；
井灌区如采用固定渠道输水，应全部防渗。
7．大、中型灌区宜优先对骨干渠道进行防渗。
（二）渠道防渗材料简介
根据所使用的材料，渠道防渗可分为：
①土料防渗；
②水泥土防渗；
③砌石防渗I④塑料薄膜防渗（内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面）⑤沥青混凝土防渗；
⑥混凝土防渗等。
其中混凝土衬砌是当今渠道衬砌的主要形式。
各类材料防渗效果和适用条件见表3-1。
表3-1
常见渠道防渗形式的主要特性
项目
防渗材料
主要原材料
允许最大
渗漏量
（m3/m2.d）
使用年限
适用条件
土料
粘性土
粘砂混合土
粘质土、砂、石、石灰等
0.07～0.17
5～15
能就地取材。
造价低，施工简便，但抗冻性差，耐久性较差，需劳力多，质量不易保证适用于气候和地区的中、小型渠道
灰土
三合土
四合土
10～25
水泥土
干硬性水泥土
塑性水泥土
壤土、砂壤土、水泥等
0.06～0.17
8～30
能就地取材，造价较低，施工容易，但抗冻性较差。
适用于温地区，且附近有壤土和砂壤土的渠道
石料
干砌卵石
（挂淤）
卵石、块石、料石、石板、水泥等
.20～0.4
25～40
抗冻和抗冲性能好，施工简易，耐久性强，但防渗能力一般较难保证，需劳力多。
适用于石料来源丰富、有抗冻与抗冲要求的渠道
浆砌块石
浆砌卵石
浆砌料石
浆砌石板
0.09～0.25
沥青混凝土
现场浇筑预制辅砌
沥青、砂、石、矿粉等
0.04～0.14
25～30
防渗能力强，适应冻胀变形能力较好，造价与混凝土相近，但目前沥青料源缺乏。
一般适用于有冻害的地区，且附近有沥青料源渠道
埋辅式膜料
土料保护层
刚性保护层
膜料、土料、砂、石、水泥等
0.04～0.08
20～30
防渗能力强，质轻、运输便利，用土作保护层时，造价较低，但自地多，允许流速小。
适用于中、型低流速渠道。
当用刚性保护层时，造价较高，可用于大、中型渠道
混凝土
现场浇筑
砂、石、水泥、速凝剂等
30～50
防渗效果、抗冲性和耐久性好，可用于各类地区的各种运用条件下的各级渠道；
喷射法施工宜用于岩基、风化岩基以及山区渠道
预制辅砌
喷射法施工
0.05～0.16
25～35
目前，我国渠道防渗中存在的主要问题是衬砌技术成本较高，影响大面积推对于西北地区特殊的湿陷性黄土、盐胀土和膨胀土层，渠道衬砌需解决大变形。
（三）渠道防渗层的结构及厚度
1．土料防渗。
土料防渗层的厚度应根据防渗要求通过试验确定。
中、小型渠道可参照表3-1选用。
为增加防渗层的表面强度，根据渠道流量大小，表层采用水泥砂浆抹面和涂刷硫酸亚铁溶液的办法。
2．水泥土防渗。
水泥土防渗层的配合比应通过试验确定。
防渗层的厚度宜采用8～10cm，小型渠道不应小于5cm。
水泥土预制板的尺寸，应根据制板机、压实功能、运输条件和渠道断面尺寸等功能确定，每块预制板的重量不宜超过50kg。
板间用砂浆挤压、填平，并及时勾缝与养护。
因水泥土的抗冻性较差，故对耐久性要求高的明渠水泥土防渗层，宜用塑性水泥土铺筑，表面再用水泥砂浆、混凝土预制板、石板等材料作保护层。
此种防渗层结构，水泥土的水泥掺量可以适当减少，但水泥土28d的抗压强度不应低于1.5MPa。
表3-2
土料防渗层厚度表
土料种类
防渗层厚度表（cm）
渠底
渠坡
侧墙
高液限黏质土
中液限黏质土
20～40
30～40
10～20
15～20
30～60
15～25
3．砌石防渗。
护面式砌石防渗层的厚度（见图3-1），浆砌料石采用15～25cm；
浆砌块石采用20～30cm；
浆砌石板厚度不宜小于3cm。
浆砌卵石、干砌卵石（见图3－2）挂淤护面式防渗层的厚度一般采用15～30cm。
为了防止渠基淘刷，提高防渗效果，干砌卵石挂淤渠道可在砌体下面设置砂砾石垫层或低标号砂浆垫层。
浆砌石板防渗层下，可铺厚度2～3cm的砂料或低标号砂浆垫层。
对防渗要求高的大中型渠道，可在砌石层下加铺粘土、三合土、塑性水泥土或塑膜层。
图3－1
浆砌石渠道护面结构
（a）护面式结构
（b）挡土墙式结构
护面式浆砌石防渗层一般不基上挡土墙式浆砌石防渗层宜设10～15m。
4．膜料防渗。
膜料的基本和沥青。
按防渗材料可分为塑料类、沥青和环氧树脂类。
按加强不加强土工膜（直喷式土工膜加强土工膜（玻璃纤维布、聚酯纤维布作加强材料）、复合型土工膜（土工织物作基材）。
目前我国渠道防渗工程普遍采用聚乙烯和聚氯乙烯塑料薄膜，其次是沥青玻璃纤维布油毡。
此外，复合土工膜近几年也陆续采用。
膜料防渗多用埋铺式，其结构一般包括：
膜料防渗层、过渡层、保护层等。
如图3－2所示。
图3-2
埋铺式膜料防渗体的构造
（a）无过渡层的防渗体；
（b）有过渡层的防渗体
用作过渡层的材料很多，应因地制宜地选用。
过渡层的厚度见表3-3。
表3-3
过渡层厚度
厚度（cm）
灰土、塑性水泥土、砂浆素土、砂
2～3
3～5
素土保护层厚度，当时，全铺式的梯形、台阶形、锯齿形断面，半铺式的梯形和底铺式断面保护层的厚度，边坡与渠底相同。
见表3-4；
当时，梯形和五边形渠底土保护层的厚度见表3-4，渠坡膜层顶部土保护层最小厚度，温暖地区为30cm，寒冷地区为35cm。
表3-4
素土保护层的厚度
单位：
cm
保护层土质
渠道设计流量（m3／s）
＜2
2～5
5～20
＞20～
砂壤土、轻壤土
中壤土
重壤土、粘土
45～50
40～45
35～40
50～60
45～55
40～50
60～70
55～60
50～55
70～75
60～65
刚性材料保护层厚度见表3-5。
也可在渠底、渠坡和不同渠段，采用具有不同抗冲能力、不同材料的组合式保护层。
表3-5
不同材料保护层的厚度
保护层材料
块石、卵石
砂砾石
现浇
预制
保护层厚度
4～6
≥30
4～10
4～8
5．沥青混凝土。
沥青混凝土防渗层厚度一般5~6cm（见图3-3），大型渠道可采用8～10cm。
有抗冻要求的地区，渠坡防渗层可采用上薄下厚的断面，一般坡顶厚度5～6cm，坡底厚度8～l0cm。
整平胶结层采用等厚断面。
沥青混凝土边长不宜大于1.0m，厚度采用5～8cm。
预制板一般用沥青砂浆砌筑；
在地基有较大变形时，也可采用焦油塑料胶泥填筑。
图3-3
沥青混凝土防渗体的结构形式
（a）无整平胶结层的防渗体；
（b）有整平胶结层的防渗体
1－封闭层；
2－防渗层；
3－整平胶结层；
4－土（石）渠基；
5－封顶板
6．混凝土防渗。
混凝土防渗层采用等厚板，当渠基有较大膨胀、沉陷等变形时，除采以取必要的地基处理措施外，对大型渠道宜采用楔形板、肋梁板、中部加厚板或“Ⅱ”形板。
混凝土防渗体的结构形式如图3-4所示。
图3-4
混凝土防渗体的结构形式
3.1.3选择防渗技术措施应考虑的因素
表3-1系我国SL18-91《渠道防渗工程技术规范》规定的各种渠道防渗材料的技术特点、防渗效果、运用条件等，可根据拟建渠道的基本资料，在上述设计总则指导下，具体的进行设计。
设计时尚应综合考虑下列影响因素。
（一）气候条件
气候条件是渠道防渗工程设计和施工应要考虑的基本因素。
它对防渗材料的耐久性和施工方法具有决定性作用，也是工程防冻胀设计的决定性因素。
（二）地形条件
地形条件往往是决定渠道防渗工程造价的重要因素，在渠道防渗措施中，压力管道受地形影响最小，但太贵；
低压管道、输水槽以及混凝土等防渗渠道，较能适应地形的变化；
而土料及埋铺式膜料（土保护层）防渗渠道，因允许流速小（为混凝土的1／6左右），只能用于较平坦地区。
因此，选择防渗方案时，应考虑地形条件。
（三）基土性质
基土的渗透性是决定有无防渗必要和采用哪种防渗措施的关键，土的冻胀敏感性和抗压强度等都是工程设计应考虑的主要性能。
对黄土类、壤土类等基础好、渠床稳定的地区，一般采用混凝土、砌石等防渗措施。
但在含膨胀性粘土或石膏以及孔状灰岩的渠基上，一般不宜采用刚性材料，应采用厚压实土料，或埋铺式膜料类的柔性防渗措施。
对于湿陷性黄土渠基，防渗前做完浸水处理后，最好采用埋铺式膜料防渗。
也可以改变渠线，使渠道绕过不良土质地带。
无法改线时，可用砂、砾石或其他土料换基，以代替不良土壤。
但此法造价高，
除有抗冻害要求和附近有合适的代换材料外，一般不宜采用。
在选择防渗方案时，应尽量考虑土渠开挖土方的应用问题。
如有适宜的土料，可采用压实土料防渗；
如开挖的土料不能压实，但可以用作膜料防渗的保护层时，则应采用埋铺式膜料防渗。
（四）地下水位
地下水位高于渠底时，防渗层存在承受扬压力的问题。
必须在防渗层下设排水设施。
在寒冷地区，地下水位的高低，是防渗工程进行防冻胀设计时需要考虑的。
（五）土地利用及灌溉系统的形式
为减少占地，在城郊及人口密集地区，应采用暗渠（管）、输水槽或边坡较陡的如U形、矩形断面等刚性材料防渗渠道。
为了改善旧有灌溉系统和用水方式，如合并地块，改连续输水为轮流输水，改变种槽作物等，都应考虑采用刚性材料防渗，使配水渠系占地最小。
同时也使轮流输水的渠系能更好地满足配水要求。
（六）防渗标准
在水费很高的地区，或渗漏水有可能引起渠基失稳，影响正常运行的渠道，防渗标准应提高。
建议采用下铺膜料，上部用混凝土板作保护层的措施。
据国外有关经验，厚10cm的混凝土防渗渠道，平均渗漏量为21L／（m·
天），如在混凝土层下加铺聚氯乙烯薄膜，可减少渗漏量95％。
只要持续12年，节约的水量，就足以抵偿塑膜增加的投资。
（七）耐久性
据资料介绍，埋设混凝土管道使用年限按50年计算，年养护费占造价的0.1％。
印度用的沥青粘土混合料防渗，使用年限按5年计，年养护费为造价的l0％。
厚2.5cm的泥浆衬砌，估计不超过2年，年养护费为造价的25％。
使用年限，对计算工程的经济效益，影响很大，设计时应慎重确定。
（八）材料来源
应本着因地制宜、就地取材的原则选用防渗措施。
料源应充足。
如当地无砂、石料而又必须采用混凝土防渗的重要工程，可以采用在他处预制，运到当地施工，或采用人工制砂、石的办法。
当水中含有较多泥沙，且渠基为砂砾石时，如旧渠由于运用时间已久，有天然淤填的作用，也可能不再需要采用其他防渗措施等。
（九）劳力、能源及机械设备供应情况
在劳力较多、工资较低的地区，应采用能充分利用劳动力的措施。
如采用预制陶瓷板及混凝土板安砌和压实土料防渗等。
如压实厚度超过0.5m或用现浇混凝土防渗的，则可采用推土机、铲运机、羊足碾及浇筑机等设备，以保证施工质量，加快施工进度，使防渗工程早日受益。
（十）管理养护
渠道衬砌用混凝土预制板在施工过程中的技术要求
近几年，随着国家对农业基础设施投入力度的加大，各地灌区改造步伐也随之加快，在渠道衬砌方面启用了很多新的施工材料和方法，其中混凝土预制板的使用就比较普遍，笔者通过多年的施工，特将这一方面的经验汇总如下，供大家参考。
1、振动平台的设计要求。
首先确定与振动平台配套的附着式振动器功率，一般以2—3KW为宜，功率太小对混凝土预制板振动不利，无法满足设计要求，太大则容易使底膜发生移位，影响施工；
平台的框架制作应力求简易、牢固，以槽钢做材料为最佳，这样可以做到振动平台在施工过程中不变型、不开焊，保证施工的顺利进行。
2、模具的设计要求。
模具质量性能的好坏直接影响到混凝土预制板的产品质量，通过研究比较，模具板材厚度不能小于4mm，否则在施工过程中容易走样变形；
在加工制作上，底部布置成间距3cm×
3cm，孔径为3mm的梅花孔（注意孔径不能过大），同时在误差范围之内使上口略大于下口1—2mm，这样脱模比较容易；
在施工过程中要不断对模具进行清洗、抛光、校正、维修、保养等工作，保证其工作性能。
3、对场地的要求。
3、1、若场地为混凝土预制地面，则施工时只在上面铺一层细砂即可，细砂的作用是防止混凝土预制板凝固在地面上，使其容易搬离地面，但由于混凝土预制地面的透气和吸水性能较小，使混凝土预制板初凝时间变长，不能及时将场地腾出（在气温较低时尤为突出），影响施工进度。
3、2、若场地为土场地，则要注意对场地的修整和保养。
一般来说，场地要经过整平—碾压—再整平—再碾压等几次反复的工序，场地上要均匀铺洒细砂，场地平面要有一定的坡降，四周要设排水沟，以利雨水、养护水的排出；
每天施工前要对场地做一遍保养工作，就是用特制工具用细砂将前一天施工时的坑洼处填实、整平，将整个作业面重新修整一遍；
注意不要在上面行走重载车辆，要控制好场地的干湿度。
4、底膜的使用。
通过比较分析，使用长纤维布、聚乙烯复合膜或聚丙烯复合膜等材料做底膜，材料利用率低，产品的外观质量也不理想，而采用PEH—2土工材料（一种特种材料复合膜）可以提高材料周转利用率，节约成本，增强产品外观质量；
底膜割制宜应略小于模具1—2mm，过大影响脱模，过小影响产品外观质量；
混凝土预制板初凝之后要及时揭去底模，以利下道工序施工；
使用后的底模要清除干净上面的水泥砂浆后再用，在清除过程中要注意对底膜的保护，清除时可用盐酸浸泡、清水洗刷等方式。
5、施工过程中的几点注意事项。
5、1、混凝土的拌合。
要严格按照混凝土配合比进行配料，即将水灰比控制在0.47，含砂率控制在37%，仓口坍落度在0.5cm以下。
为改善混凝土和易性、均质性，在混凝土拌和时可采用二次投料法，即先将水、外加剂加入拌和机，再投入水泥、砂子搅拌2分钟，成为水泥砂浆；
最后加入石子再拌和2分钟，共计拌和4分钟。
5、2、添加剂的使用。
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