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水利渠道改造工程钢筋混凝土衬砌施工技术

2025-02-16 36 上传者：管理员

摘要：作为农业生产大国，我国建设了大量水利渠道工程项目，但部分渠道存在严重渗漏现象，急需进行改造施工。首先对某水利渠道改造工程案例进行简要分析，然后从砂砾垫层施工、复合土工膜铺设、压面和切缝处理等施工技术要点。最后分析了渠道钢筋混凝土衬砌具体的施工流程。项目完工后对衬砌关键性能指标进行测验，发现所有性能指标均达到了预期效果，本工程积累的施工技术经验可以为其他类似工程项目提供经验借鉴。

关键词：
水利渠道
水利渠道工程
衬砌施工技术
钢筋混凝土
防渗性能
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国内很多早期建设的水利渠道工程,受当时资金､技术水平､施工周期等多方面因素的限制,施工质量上难免存在不足,经过长时间使用后出现了很多质量问题,其中最典型的就是渗漏问题｡不仅难以满足农业灌溉的基本需求,还造成了很多水资源的浪费｡针对这部分水利渠道工程,有必要利用现代化技术手段进行改造升级,提升综合性能,为农业灌溉提供坚实的保障｡本研究以某水利渠道改造工程为案例进行分析,详细介绍了钢筋混凝土衬砌施工技术在工程中的应用情况｡

1、水利渠道改造工程案例分析

当前阶段,虽然利用机械装备完成钢筋混凝土衬砌施工已经比较成熟,但是所述水利渠道改造工程项目,部分灌溉渠道的进出口比较短,而且部分渠道的连接区域机械装备难以进入场地开展工作,所以本项目拟充分结合机械和人工方式对衬砌进行施工｡选用机械装备时考虑施工现场具体情况,本案例利用PHB-2300C型布料机开展布料工作,选用PHZ-23000C型振捣成型机开展振捣工作,其他无法利用机械装备完成的工序则通过人工完成｡施工时遵循“自下而上”“一次性完工”的基本原则｡利用专业运输设备将混凝土输送到浇筑段渠堤顶,通过溜槽引导到指定位置开展浇筑｡针对局部区域开展人工振捣时,使用软轴振捣棒,最后结合机械和人工方式对混凝土表面实施抹面收光处理｡抹面收光环节非常重要,直接影响钢筋混凝土的防渗漏性能,必须引起现场施工人员的关注｡渠道结构如图1所示｡渠道主体1的截面呈倾斜状结构设置,且渠道主体1与侧边块2之间的角度大于90°,拉杆3的主视呈“L”形机构设置,且拉杆3的中轴线与侧边块2的竖直中轴线相互重合,并且拉杆3的水平长度大于侧边块2宽度的一半,使得拉杆3在旋转的时候,其水平设置的部分在旋转的时候不会被渠道主体1边缘的限制｡

图1水利渠道结构示意

2、施工技术要点分析

2.1砂砾垫层施工

首先,利用挖掘机设备进行粗削坡施工,通过人工方式进行精削坡施工,整平过程必须按照设计施工方案进行测量放线,确保渠道规格尺寸满足要求｡完成上述工序后可以开展砂砾垫层施工;其次,利用自卸汽车对砂砾原料进行运输,采用从上到下的方式进行摊铺,确保摊铺的均匀性;再次,利用人工方式修坡时,为了确保精确度,在坡面､坡肩以及坡脚位置均要设置控制桩,沿着渠道方向每间隔5m设置一个控制桩,并用线绳对制桩进行连接,作为施工基准线;最后,通过利用平板振动夯设备对坡面实施压实处理,该工序的搭接宽度为压实板宽度的1/3左右｡

2.2铺设复合土工膜

为了提升水利渠道进出口部位的防渗漏性能,需要铺设复合土工膜｡铺设前对基础进行彻底清理并且验收合格｡铺设复合土工膜时,两幅之间的横峰控制在50mm范围内,搭接长度控制在100mm左右｡通过热熔焊法对土工膜进行拼接施工,并做到双缝焊接,保证焊接的牢固性｡

2.3模板和钢筋安装

安装模板前根据施工方案开展测量放线工作,确保模板安装的平整度｡端头模板和侧模板选用14#槽钢｡为了提升模板刚度,在其背面每间隔2m焊接一根长度为500mm的钢筋｡安装固定模板时,通过在背面钢筋放置沙袋的方式对模板进行固定,确保混凝土浇筑时模板不发生显著的位移｡根据设计施工方案,在现场附近对钢筋进行加工,然后运送到指定位置实施安装[2]｡

2.4机械与人工衬砌

对于水利渠道改造工程衬砌施工过程而言,防渗性能是非常重要的性能指标,在配置混凝土时需要选用防渗性能比较优良的水泥｡本工程中使用的水泥其抗渗性能满足S10等级需要,同时抗压强度超过42MPa｡骨料作为混凝土的核心构成部分,要严格筛选,本工程要求骨料粒径控制在25mm范围内｡如图2所示为水泥､砂､石等关键原料的比例情况,另外水灰比控制在0.5以内｡

图2主要原料的比例

利用衬砌机开展混凝土浇筑前,必须根据设计施方案对设备参数进行调整,包括高程和机架坡比等｡完成摊铺施工工序后,立即开展振捣施工,确保混凝土的密实性,最后利用振动成型机开展提浆､整平以及压实工作,确保混凝土表面的光滑性｡部分渠道段无法利用机械施工,需要人工配合施工｡在每个仓口设置一道溜槽,混凝土通过溜槽到达指定位置,期间对溜槽外部的混凝土进行清理｡自下而上开展混凝土浇筑施工时,及时将底部多余的溜槽拆除｡本工程在开展人工振捣工作时使用软轴振动器,具体操作时在溜槽前端缓慢插入,避免和溜槽发生直接接触,相邻振捣点间距控制为300mm左右｡振捣完成的主要标志是无气泡冒出､混凝土不再出现明显下沉现象[3]｡

2.5压面与切缝

通过人工方式完成混凝土浇筑工序后,继续开展压面施工,此工序必须在混凝土初凝前完成,压面分为粗抹和精抹,最后为压光出面｡对混凝土养护时主要是在表面覆盖一层塑料薄膜,可以起到保湿和保温的效果,本工程混凝土的养护时间必须超过28d｡混凝土凝固强度在1~5MPa范围时,根据施工方案进行画线,然后利用专业设备进行渠坡半缝切缝施工,切缝的深度和宽度分别为70mm和10mm,通过聚硫密封胶将塑料板安装到切缝内部｡

3、渠道衬砌具体施工流程分析

3.1渠道施工流程

本工程为水利渠道改造工程,是在已有渠道基础上施工,土方开挖量相对较小｡对于土质较好的土料直接在附近对方,后续进行回填,对于土质不佳的土壤利用自卸汽车运输到指定场地堆放｡具体开挖时先用机械设备进行粗挖,预留200mm左右厚度利用人工开挖｡

图3施工工序

图4渠身开挖示意

图3所示为详细的施工工序,图4为渠身开挖示意｡

土方回填环节主要以机械施工为主,将堆放在附近的优质土壤转移到需要填筑的地方,并且对坡面进行修整｡对基面进行清理时,需要联合使用挖掘机和推土机,确保基面的深度能达到设计要求｡考虑到水利渠道长度较长,本工程基于分段施工方式开展工作,每个施工段长度视现场情况设置在100m~200m范围｡优先使用距离较近的土壤,整个施工面内统一进行铺土并夯实｡如果土壤比较干燥,压实前可以在表面进行洒水处理,这样可显著提升压实效果,保障施工质量｡

3.2渠道渠坡衬砌施工流程

第一,模板安装定位｡以14#槽钢作为渠道衬砌施工的模板,槽钢和模板之间利用螺栓进行紧固连接｡完成衬砌混凝土浇筑施工后对模板上的混凝土块进行及时清理｡另外,拆除模板环节要对下层保温层垫板做好保护工作｡

第二,渠坡混凝土衬砌｡混凝土衬砌施工环节通过分块跳仓方式施工,现场利用0.4m3的混凝土搅拌机拌制混凝土,并且通过吨位为1t的机动翻斗车将其运输到指定位置,利用溜槽进行浇筑,通过机械结合人工方

图5渠坡示意式入仓和平仓,然后进行振捣操作｡渠坡如图5所示｡在抹面找平环节,先利用刮杆粗略找平,再利用抹面机器精确找平,最后通过人工方式进行压光收浆｡抹面压光是确保混凝土防渗漏性能的关键,安排专门人员在现场进行监督管理,确保混凝土表面的致密性和光洁性,避免出现裂纹等问题｡

第三,衬砌混凝土养护｡养护是钢筋混凝土施工的收尾也是关键环节｡本工程在完成混凝土浇筑工序后,在表面覆盖一层塑料薄膜,目的是对混凝土进行保温保湿,整个混凝土养护时间在28d左右｡当室外平均温度在10℃以下时,还要在混凝土表面覆盖草坪,避免混凝土内外表面温差过大而出现裂纹｡

3.3伸缩缝施工流程

首先是清缝,利用高压风机将切缝内部杂物及灰尘彻底清除干净,同时还可以起到干燥切缝的效果,为填缝材料的良好粘接奠定基础,期间再次检查切缝的宽度与深度｡其次按照要求对聚硫密封胶进行配置,配置好的密封胶呈现出粘稠状态,不得出现结块､疙瘩等现象,以免影响粘接性能｡将塑料板塞入填缝的同时利用聚硫密封胶进行填充密封,表面位置必须压实抹平,该环节通过人工操作｡必须强调的是,聚硫密封胶必须随配随用,配置好的密封胶放置时间必须控制在4h内,施工时周围环境温度必须在5℃以上｡

图6渠道钢筋混凝土衬砌的关键性能指标

4、性能测验及结果分析

本工程案例根据上文所述的施工方案完成相关施工工作后,在项目中任意选取了5个位置对关键性能指标进行测试,主要包括弹性模量比､渗透系数以及抗压强度等三方面指标,对相关的测试结果进行统计｡如图6所示为水利渠道工程钢筋混凝土衬砌的三个性能指标的统计情况,其中图6(a)为弹性模量比和渗透系数,图6(b)为抗压强度｡由图中数据可以看出,5个位置的三个性能指标均能够满足设计标准要求,尤其是混凝土的抗压强度全部超过了350MPa,可以确保水利渠道工程长时间的稳定安全可靠运行｡综上所述,本文阐述的钢筋混凝土衬砌施工技术方案达到了预期效果,相关施工经验可以为国内其他水利渠道改造工程项目提供经验借鉴｡

5、结束语

国内部分年代较久远的水利渠道工程项目普遍存在渗漏现象,利用现阶段比较先进的钢筋混凝土衬砌施工技术进行处理,可以有效解决渠道工程的渗漏问题,因此对存在渗漏现象的水利渠道工程进行技术改造显得非常有必要｡但是水利渠道改造是一个涉及很多流程和工序的系统工程,针对每个环节都严格按照设计施工方案执行,才能确保最终施工质量｡本研究重点结合具体的工程案例,对钢筋混凝土衬砌施工技术的关键施工环节及流程进行了总结分析,并且通过性能测验明确了所述施工技术方案的有效性,对于促进水利渠道工程领域的高质量发展具有重要的工程实践意义｡

参考文献:

[1]唐福林,唐健.水利工程中农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术分析[J].新农民,2024(21):55-57.

[2]李娜.灌区节水改造工程中的渠道防渗关键技术研究[J].工程技术研究,2023,8(2):219-221.

[3]张全锋.钢筋混凝土衬砌施工技术及其在水利灌区渠道改造中的应用[J].四川水泥,2022(7):123-124+127.

文章来源:赵继焘.水利渠道改造工程钢筋混凝土衬砌施工技术[J].科学技术创新,2025,(06):177-180.