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“三新”技術(shù)在灌區(qū)防滲工程中的應(yīng)用

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石津灌區(qū)灌溉渠系現(xiàn)有總干渠、干渠、分干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠6級固定渠道1.4萬條,總長1.08萬km,其中總干渠1條,長134.23km;干渠8條,總長183km;分干渠30條,總長379km;支渠268條,總長866km;斗渠2429條,總長2973km.

  1995年以來,以國家灌溉試點工程和節(jié)水續(xù)建配套工程的開展,對骨干渠道工程進行了第二次大規(guī)模渠道防滲,并利用地方配套資金和群眾籌資,對部分支斗渠等田間渠道工程進行了防滲。在建設(shè)過程中不斷進行新技術(shù)、新材料、新工藝的探索和推廣應(yīng)用,取得了一定成效,使防滲工程質(zhì)量、建設(shè)管理和施工水平等方面有了很大提高。

  1.以科研為先導(dǎo),加快新技術(shù)的推廣應(yīng)用

  多年來,灌區(qū)在進行渠道防滲工程建設(shè)的同時,結(jié)合生產(chǎn)實踐,進行了多項試驗研究工作,先后完成了渠道測滲試驗方法、水泥土水泥砂漿復(fù)合材料渠道襯砌實驗研究、節(jié)水高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)示范區(qū)試驗研究、混凝土防滲渠道防凍脹研究等項目,并及時把研究成果應(yīng)用到灌區(qū)渠道防滲工程中。

  近年來,通過總結(jié)灌區(qū)內(nèi)防滲渠道橫斷面設(shè)計經(jīng)驗,根據(jù)水流條件、抗凍脹效果、施工難易程度、結(jié)構(gòu)美觀等方面綜合考慮,在不同級別的渠道上先后選用了梯形、圓弧底直坡形、拋物線底直坡形、純拋物線形、U形、高次曲線形等多種結(jié)構(gòu)形式,形成了大型渠道梯形、中小型渠道曲線形的最佳斷面組合。通過與河北省南水北調(diào)籌備處合作,進行了混凝土防滲渠道防凍脹的研究工作,分別在總干渠和三條分干渠上設(shè)立了試驗段,重點對梯形、拋物線形混凝土防滲渠道的凍脹問題進行專題研究。從防、抗、導(dǎo)三方面入手,設(shè)立不同結(jié)構(gòu)型式的防滲斷面,埋設(shè)地溫、凍脹量等觀測儀器、設(shè)備,研究探索適宜本區(qū)范圍內(nèi)的防凍脹手段和措施,其中基礎(chǔ)保溫防凍脹研究成果,應(yīng)用于總干渠、四干渠、軍齊南干渠等大型渠道。

  2.推廣應(yīng)用新材料,提高防滲工程技術(shù)含量

  在伸縮縫處理上,除繼續(xù)沿用具有韌性好、粘接力強、低溫不斷裂、使用壽命長、施工方便等優(yōu)點的建筑油膏、806樹脂油膏配合砂漿作為填縫材料以外,還應(yīng)用了PE閉孔泡沫塑料板。在防、抗凍脹結(jié)構(gòu)方面應(yīng)用了聚苯乙烯泡沫保溫板和聚丙烯纖維混凝土。

 ?。?)PE閉孔泡沫塑料板的應(yīng)用

  從1997年石家莊市引水入市改善環(huán)境北線工程開始,灌區(qū)開始使用PE閉孔泡沫塑料板作為混凝土防滲板接縫材料。該材料具有密度小、回復(fù)率高、具有獨立的氣泡結(jié)構(gòu);表面吸水率低,防滲透性能好;耐老化性能優(yōu)良;低溫不脆裂,高溫不流淌;可按斷面形狀裁剪或粘結(jié),施工方便等特點。我灌區(qū)繼引水入市北線使用后,陸續(xù)在總干渠、四干渠、軍齊南干渠等多項混凝土防滲工程中大規(guī)模使用,并逐步改進施工工藝,以達到最佳施工效果。

  閉孔塑料泡沫板的厚度、間距(混凝土接縫寬度和分塊尺寸)根據(jù)規(guī)范和當(dāng)?shù)販夭钣嬎愦_定,一般以厚度10mm、間距3~4m控制為宜,跳倉澆筑時,將其與邊模板固定好,木模板可用鐵釘固定,鋼模板用卡子固定,避免混凝土入倉振搗過程中閉孔塑料板向上移動,混凝土終凝24小時后即可拆模,閉孔塑料板與混凝土已經(jīng)凝結(jié)在一起,覆膜或灑水養(yǎng)護。在跳倉完成3天以后,可補倉澆筑,此時要注意施工人員不能踩踏已澆筑板邊緣,避免將已經(jīng)澆筑好的閉孔塑料板剝離;連倉澆筑時要注意:首塊混凝土板澆筑完成后,不能立即撤掉模板,應(yīng)待第二塊入倉振搗一遍后,再將連倉模板拆除,填平放置模板處混凝土,再經(jīng)過振搗、磨光、壓面,依次連續(xù)澆筑。為提高板縫的抗?jié)B能力,可在接縫混凝土板下部鋪設(shè)100mm寬的油氈條。

 ?。?)聚苯乙烯泡沫保溫板的應(yīng)用

  1997~1999年建設(shè)的引水入市改善環(huán)境北線工程,是在現(xiàn)有的石津總干渠和小運河基礎(chǔ)上建成的,由于該段渠道使用功能由原來單純灌溉輸水轉(zhuǎn)變?yōu)榧骖櫝鞘兴h(huán)境景觀輸、蓄水的功能,在設(shè)計時,考慮冬季運行水面附近部位混凝土板防凍脹的需要,在渠坡上半部分加設(shè)了長2500mm、厚30~50mm的聚苯乙烯泡沫板做為保溫層,以防止板下土基發(fā)生凍脹,同時做為南水北調(diào)工程防滲前期研究項目之一,被南水北調(diào)籌備處列為防凍脹試驗渠段。灌區(qū)根據(jù)試驗研究的成果,從2000年開始連續(xù)三年在干渠以上渠道防滲工程中使用聚苯乙烯泡沫保溫板,保溫防凍脹效果良好。

  根據(jù)灌區(qū)觀測試驗資料,密度20kg/m3的聚苯乙烯泡沫保溫板,厚度每10mm可抵御100mm的凍深。本灌區(qū)范圍年最大凍土深為470mm,因而,東西向渠道保溫板厚度可按陽坡30mm、陰坡50mm選用,南北向渠道按30mm使用。保溫板鋪設(shè)時,每塊保溫板要結(jié)合混凝土板的尺寸定制,盡量減少保溫板塊數(shù),更要避免現(xiàn)場切割,以減少浪費和提高整體效果。

 ?。?)聚丙烯纖維的應(yīng)用

  聚丙烯纖維是一種新型高分子材料,其采用的化學(xué)改性與物理改性及特殊的纖維表面處理技術(shù),有效地提高了與混凝土的握裹力,能防止或顯著減少混凝土開裂,改善混凝土變形性能和提高混凝土整體性,對減少各種縮性收縮、離析、水化熱溫度等因素導(dǎo)致的非結(jié)構(gòu)裂縫,提高抗裂抗?jié)B、抗沖擊功能,延長混凝土制品的使用壽命方面起到了極大作用。據(jù)試驗資料,僅0.1%的體積摻量,抗裂能力提高100~150%,抗?jié)B能力提高70%以上,抗沖磨能力提高50~100%,3~28天齡期抗壓強度提高15~30%,抗裂能力提高100%以上。

  鑒于這種材料在抗裂抗?jié)B方面的特性,參考其他工程的施工經(jīng)驗,今年在一干五分干渠道防滲工程中首次采用了聚丙烯纖維混凝土,防滲板厚度分60mm、80mm兩檔。每m3混凝土摻纖維0.9kg,比普通混凝土只增加材料費50元/m3,施工工藝與普通混凝土相同。需要注意的是:入攪拌機時的投料順序為碎石、纖維(連同水溶性纖維包裝)、水、水泥、砂子,這樣攪拌的質(zhì)量均勻,每盤攪拌量按一小包纖維的配合比計算其他材料重量,切忌拆破纖維包裝,避免造成纖維飛揚浪費和污染環(huán)境。

  3.不斷改進施工工藝和施工機具,提高施工水平

  雖然混凝土防滲工程的攪拌、運輸、支模、振搗、養(yǎng)護與一般大體積混凝土工程基本相同,但渠道防滲工程厚度小面積大,在保證密實度、強度指標要求的同時,表面平整度、光潔度要求較高,因此其施工工藝、施工機具必須根據(jù)具體防滲斷面結(jié)構(gòu)形式不斷完善改進,以期達到內(nèi)在和外觀質(zhì)量的最佳效果,從1997年開始,我們應(yīng)用了真空吸水機吸水和電動磨光機磨光兩項施工工藝,研制出了如曲面震搗器、伸縮組合鋼模板、矩形長刮杠、長把鐵抹子等許多簡單實用的施工器具,提高了工程質(zhì)量和工作效率。

 ?。?)真空吸水工藝

  該項施工工藝主要針對秋季防滲施工。由于冬前工期有限,氣溫較低,混凝土水化凝固慢,為了盡快完成混凝土板面的收面壓光,提高施工速度,經(jīng)過現(xiàn)場試驗,結(jié)合混凝土和易性和振搗工藝,確定合理的真空吸水強度、時間。以下是引水入市北線防滲工程施工時的真空吸水工藝試驗情況。

 

真空吸水工藝試驗情況表  部位  外加劑  試件編號  混凝土干密度(kg/m3)  施工工藝  備注  渠底    1  2352  平板振動器振搗兩遍  真空吸水、抹平  不吸水坍落度為10~20mm;吸水坍落度為30~40mm?!? DH3  2  2228  不吸水、抹平  DH9  3  2336  吸水、振一遍、抹平    4  2278  吸水、振兩邊、抹平  DH3  5  2394  振動杠振動兩遍  真空吸水、抹平  消泡劑  6  2213  吸水、振一遍、抹平  DH9  7  2380  吸水、振兩邊、抹平    8  2293  不吸水、抹平  邊坡  DH3  9  2354  平板振兩遍、走杠補平、振一遍、不吸水  土工布  DH9  DH3  10  2337  平板振兩遍、走杠補平、振兩遍、不吸水  坍落度小于20mm?!? 消泡劑  DH9 

 

  根據(jù)試驗數(shù)據(jù)和施工現(xiàn)場具體情況分析,采取了平板振搗器或振動杠振搗兩遍、真空吸水再抹平的施工工藝,比不采用真空吸水提高工效30%以上。

 ?。?)可伸縮模板

  在1997年~1999年引水入市北線渠道防滲工程施工中,按設(shè)計,渠道邊坡坡長是變值(渠底有縱坡,防滲頂無縱坡),每塊混凝土板尺寸都不相同,按大尺寸板塊制作模板,雖能夠周轉(zhuǎn)使用,但使用會很不方便,更不能一個板塊單獨一套模板,這將耗用大量的模板材料。經(jīng)過技術(shù)人員現(xiàn)場試驗,根據(jù)“套袖”原理制作了可伸縮的模板,提高了模板的周轉(zhuǎn)使用率,節(jié)約了模板用材。

  (3)弧面振搗器

  石津灌區(qū)設(shè)計流量7m3/s以下的混凝土防滲渠道,大部分采用的是全拋物線形曲線斷面,其中流量在5m3/s左右,斷面較大的渠道,施工振搗設(shè)備用普通平板振搗器可以滿足施工需要。流量在3m3/s以下斷面較小的渠道,平板振搗器適用性降低,為此對平板振搗器底盤進行改裝,制成弧面形式,振搗效果得到很大改善,尤其底面振搗效果最佳。

 ?。?)長把鐵抹子

  無論是曲線形斷面還是梯形斷面,在邊坡混凝土澆筑過程,成型面平整度的控制是一道關(guān)鍵工序,用一般常用的施工器具如:鐵鍬、木抹子、壓子等,都很難處理振搗后出現(xiàn)的局部凹凸面,即便是熟練工,在平倉、振搗工序都嚴格按照施工要求進行操作,都不可避免出現(xiàn)振搗后的凹凸現(xiàn)象,凹處補倉很容易,而凸出部位的處理相對較難,用普通常用工具既費時又費工,鑒于此,經(jīng)技術(shù)人員和操作人員共同分析試驗,制作了弧面長把鐵抹子。用厚8mm左右的鋼板焊制,其重量控制在5~10kg,尺寸350×400mm左右,使用時由下向上搓壓,凸面整平效果很好,有效地提高了混凝土表面平整度。

 ?。?)矩形長刮杠

  長刮杠是用于混凝土入倉后的平倉工序,根據(jù)混凝土分塊尺寸確定刮杠長度,一般長度比分塊尺寸長1m左右,以便于操作,刮杠本身要具備足夠的強度和剛度,重量盡可能要輕一些,刮杠材料可選擇木質(zhì)、鋼質(zhì)或鋁合金,邊坡使用操作時必須自下而上搓刮,倉面低于刮杠底面時,要及時補倉。使用該刮杠平倉,比其他工具平倉倉面平整度有顯著提高。

  21世紀是知識經(jīng)濟時代,面對水資源日益緊缺的現(xiàn)實,大力發(fā)展節(jié)水工程,實施全民節(jié)水戰(zhàn)略,是新《水法》賦予我們的重要任務(wù)。隨著計算機和信息技術(shù)的高速發(fā)展,越來越多的新技術(shù)、新材料、新工藝會應(yīng)用到灌區(qū)防滲節(jié)水工程當(dāng)中。灌區(qū)將在加快節(jié)水改造的同時,進行信息化工程建設(shè),搶抓節(jié)水續(xù)建、南水北調(diào)、電氣化灌區(qū)建設(shè)“三大機遇”,銳意改革,把石津灌區(qū)建成一個高標準的“窗口示范灌區(qū)”。

 
發(fā)布:2007-07-28 09:53    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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