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浅析水利工程中渠道混凝土衬砌技术

来源:洛阳混凝土机械加工中心  发表时间:2017/5/3 17:12:55  点击次数:【436】


  浅析水利工程中渠道混凝土衬砌技术

  随着人们日益的发展,人口的增加,气候的变化,机械化工程的扩大化,人们对水资源的需求也越来越大,水资源一直以来就不可或缺,时至今日更是到了一日缺水便无法维持生计的这种地步,所以人们的聪明才智使得水利工程出生了,将水资源的利用率提得越来越高。不得不夸赞水利工程是人类的一大智慧,人类为了除害兴利,利用水利工程对自然界的地表水和地下水进行合理的支配,能让大自然的资源得到利用,并不断提高资源的利用率,更重要的是给人们的生活带来极大的便利。水利工程需要修建多种不同类型的水工建筑,例如坝、堤、水闸、进水口、渠道等多种类型。

  1、工程概况

  灌区工程运行至今已近50年,老化失修严重,已暴露出众多问题,主要表现在:

  (1)设计标准低、施工材料差、配套不完善;

  (2)渠道渗漏严重、渠系水利用系数很低,失灌将日趋严重;(3)工程老化失修、存在众多安全隐患、近几年来出现了众多险情。

  (4)管理设施落后、条件差、工程资金来源有限、难以良性运行;

  (5)水环境保护亟待进一步加强;

  雷州青年运河灌区续建配套与节水改造工程主运河I标段从鹤地水库输水出口开始,历经林场、荔枝园、山背、莲塘口、莲塘排、新屋仔、山里、西岸、茶山等数个村庄,桩号从K0+850开始,至K8+797.842结束,全长7.948km。

  雷州青年运河灌区续建配套与节水改造工程主运河I标段共有建筑物23座,其中分水涵13座、纳水堰3座、排水涵洞1个、人行桥2座、机耕桥2座、倒虹吸维修2座。

  2、水文气象

  本工程地处北回归线以南的低纬度地区,属热带亚热带季风气候;多年平均气温为23℃,最高气温38。7℃,最低气温0℃;空气湿度大,年平均达84%;由于日照长,气温高,且受亚热带干热风的影响,蒸发量大,多年平均水面蒸发量约1600 mm;冬季多吹东北风,夏季偏南风,干热时偏西南风,多年平均风速2至5m/s。多年平均降雨量为1500mm,且降雨时空极不均匀,降雨期多集中于7~9月,其余月份为少雨干旱。年径流与年降雨量分布规律相似,具有年际变化大和年内分配不均匀的特点,湛江市多年平均年径流深在700mm左右,多年平均径流深变差系数为0。39。

  地下水以储藏于砂质土层中的孔隙性潜水及微承压水为主。在工程区北部,基岩出露较广泛,风化强烈,基岩裂隙水较发育。由于这些地层多属中等~弱透水层,孔隙率不高,所以本区地下水活动性总体较弱。仅局部位置砂层含泥质少,透水性较好,地下水活动性较强。灌区沿线地下水位及地表水位普遍低于运河水位,表明地下水受降水和运河水补给。

  3、衬砌渠道的结构型式

  现浇衬砌渠道的结构型式有很多种,考虑到渠道沿线土质、气温、地下水位、渠道流量及便于施工等因素,选定现浇渠道的结构型式为等厚度梯形单式断面。考虑到现浇后的渠坡稳定及便于施工,斗、农渠道内坡分别取为1:0.5和1:0.75。根据渠道设计流量及抗冻抗渗要求,选定砼防渗层厚度为8cm,强度标号为C15,抗冻标号为D50,抗渗标号为W4。为避免砼的热胀冷缩而造成的破坏,沿渠道纵向每5米设一道伸缩缝,沿渠道底脚设两道横向伸缩缝,内用1cm厚的闭孔泡沫塑料填充。

  4、基层清理

  渠道衬砌工程施工前, 根据设计图纸对已开挖或填筑完成的渠道进行施工放样, 放样出渠道底脚线和渠口线共4条, 基层采用人工挂线精削。

  4。1削坡

  为保证设计断面内压实干容重达到要求, 渠堤填筑铺料时预留50cm 余量, 在渠堤填筑完成后, 按设计线将坡面修整平顺。削坡的方法: 测设堤顶线和堤脚线, 沿设计堤顶线和堤脚线挂设准线, 人工按线清理到设计断面。

  4.2清基

  渠底清基施工时, 首先清除开挖时预留的土方保护层,由推土机进行清除堆积, 装载机装3m3 的自卸汽车外运。推土机清基时, 预留5cm 后, 经振动碾、静碾压实后, 由人工挂线进行清理。按照渠坡浇筑的坡脚高程进行挂线, 同时坡脚之间进行高程加密布置, 防止由于线自然下垂而引起误差。人工清理使用齐头平锹, 按线清理至设计高程。为避免表面干燥和施工人为因素的践踏及雨水冲刷而造成的松弛和破坏, 渠道削坡应在混凝土浇筑前一天进行,削坡时应严格控制高程和表面平整度。如果削坡过量不能用浮土回填, 应采用与现浇同标号的混凝土填充或者新土回填夯实。

  4.3渠道基层控制标准

  (1) 渠道中心线偏差控制2cm; 渠道边线偏差控制2cm。

  (2) 基层压实度: 土基压实度不低于0.87, 砂基相对密度不小于0.65。

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  (3) 人工削坡渠道基层开挖高程控制- 10~+5mm; 渠底及内边坡平整度偏差值不超过1cm/2m。

  5、选择合理的混凝土原材料

  5.1水泥

  根据现有研究资料,在抗渗混凝土中应优先使用硅酸盐水泥,强度不低于32。5Mpa;采用低水化热水泥,水泥的7天水化热指标不高于275kJ/kg,不得使用带有R字样的早强水泥;水泥的碱含量须满足每立方米混凝土中水泥的总碱量不大于2。25kg。矿渣水泥必须采取相应措施后才可使用在抗渗混凝土工程中,这是由于矿渣水泥的泌水性较大,其泌水时在混凝土中形成通道,这对混凝土的抗渗性及强度都很不利。

  5。2骨料

  在混凝土中,粗骨料颗粒的下面容易形成空隙,颗粒愈大则形成的空隙愈大,对抗渗不利,宜采用5~31.5mm级配均匀的机碎石,含泥量不得大于1%。细骨料:为减小混凝土的后期收缩,宜采用中粗砂,细度模数2.5~3.0。砂的含泥量不得大于3%。

  5.3砂率

  混凝土中砂率不宜过大或过小。过大,这会使骨料的总表面积及空隙率增大,降低混凝土的流动性,造成施工振捣不密实,影响抗渗性。

  5.4选择合理的外加剂

  外加剂应采用低碱、低水化热的外加剂,其掺量不大于水泥质量的5%,并且应具有早强性能,除此之外应采用高效减水剂。

  5.5混凝土的拌和与运输

  大中型的渠道的施工中,应按最佳配料顺序和拌和时间进行试验,经试验审核后,达到设计要求方可使用,配合比单、顺序、时间,一经确定不得擅自更改,已确保混凝土的质量。混凝土的组成材料的配料大中型渠道施工中均以重量计,但在小型渠道建设中,可将砂、石料用量折算成体积配料,但不能超过其误差。混凝土必须在搅拌站集中拌和,使用前需要对塌落度、水胶比、温度、泌水率和含气量等指标进行试验和检测,如果各项指标不满足标准要求不得用于施工。混凝土的运输要适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需求,确保浇筑施工不间断并使混凝土在浇筑时仍保持标准规定的坍落度和均匀性。

  6、渠道混凝土衬砌

  渠坡混凝土衬砌工序如下:

  6.1边坡修整施工

  渠道粘性土斜墙完成后。采用挖掘机进行粗削坡,人工进行精修处理,处理时按照设计高程挂线整平。坡面修整完成后,由监理工程师验收合格后进行模板安装。

  6.2模板安装

  完成土工膜后开始侧模安装,测量放样出面板横缝位置线和面板顶面及 底面线,严格按设计线控制其平整度,不得出现陡坎接头.侧模及端头模板采用 10#槽钢,并在底部加焊Φ10 钢筋.模板背面每隔 2m 焊接一根Φ10 钢筋,每根 长 50cm 左右,安装模板时,在背面钢筋上加压砂袋对模板进行固定。

  6.3混凝土运输

  渠道衬砌混凝土在拌和站集中拌制,用农用翻斗车运至浇筑仓 渠顶,由布料机或溜槽入仓,渠底用挖土机散料。

  6.4人工衬砌

  人工衬砌采用滑模进行施工,滑模的宽度为0。3m,长度为4。5m。模板采用定型钢模板,用矩形钢管作横向背楞。 混凝土由溜槽入仓,每个仓号设溜槽1道,溜槽采用 1。2mm 的铁皮卷制成 倒梯形串联而成,下端接至滑模前端 0。5~1。0m处。溜槽应安放顺直,不应有过大的起伏,以防止砼在运输过程中溢出槽外,溢出槽外的砼应及时清除干净。随着砼面的上升,拆除多余的溜槽。 砼入仓后采用人工平仓。

  6。5压面

  抹光压面, 砼浇筑后及时修整,并人工进行一次压面,待砼初凝前,采用 DMG80 型圆 盘抹光机粗抹一遍,再用 DMG62 型圆盘抹光机精抹一遍,最后人工进行压光出 面.抹面压光过程中用 2m 靠尺随时检测平整度,保证平整度偏差在 8mm/2m 以内.

  6。6面板养护

  凝土浇筑完成后立即采用塑料薄膜进行覆盖养护,并加盖草帘保温,保温养护时间不少于7天,混凝土养护时间为28天。切缝:渠坡半缝采用切缝机切缝,缝宽10mm,缝深70mm,切缝在混凝土抗压强度为1Mpa~5Mpa时施工,先用墨斗将需要切缝的位置打上线,切缝机沿线切缝.缝内安装50mm的闭孔塑料板,在闭孔泡沫板上填充20mm的聚硫密封胶。

  7、施工中应注意的事项

  采用渠道衬砌机浇筑大型渠道的混凝土衬砌,必须注意以下事项:

  (1)混凝土的坍落度控制在6cm左右,对水及减水剂的控制严格掌握,防止出现混凝土的坍落度不均匀。

  (2)混凝土摊铺前,用喷雾器对复合土工膜喷水雾,保证混凝土与土工膜结合良好。

  (3)振捣混凝土时,平板振捣器底面必须与衬砌顶面相平,低于衬砌顶面进入混凝土会出现波浪面,高于衬砌面则会出现漏振。

  (4)切缝宜在衬砌混凝土抗压强度1MPa~5MPa时进行。当昼夜温差<10℃时,最长时间不得超过2d;当昼夜温差10℃~15℃时,开始切割时间≤不得超过24h;当昼夜温差>15℃时,混凝土切割强度为1MPa~1.5MPa;砼表面人可以行走时就开始切割。为防止混凝土初裂,采取隔缝切割方法,未切缝在2d以后补切。

  8、结语

  总之,通过本文的研究探讨,从而对渠道中混凝土衬砌施工技术有了一个初步的了解,进一步明确了衬砌施工的条件和混凝土衬砌施工的工艺和混凝土衬砌施工的机械化生产,从而也得知,在混凝土衬砌施工技术方面我国依然有着更大的进步空间,此种技术的应用将会对我国国民生活质量的提高奠定坚实基础.

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