浅谈U型混凝土渠道施工防渗技术

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摘要：渠道防渗工程主要是提高灌区渠系水利用系数，降低地下水位，改善生态与环境，节约用水，以提高灌溉效益的重要途径。U形防渗渠道因具有防渗效果好、占地少、流速快等优点，是当前我预制混凝土防渗渠道，主要有过水能力大、防渗效果好、耐久性好和施工速度快的优点，经济效益显著。国小型渠道防渗工程中正在推广的一项优良的防渗渠道断面形式。

关键词：U型混凝土渠道防渗技术

一、裂缝对渠道运行的影响和危害分析

（一）裂缝成因分析。

1、地基强度与土模密实度。

当前对现浇混凝土U型渠道的地基基础强度对裂缝发育有很大的影响，由于老的渠道基础稳定，地基强度大，在老渠道上培模浇筑混凝土U型渠道比新规划渠道裂缝发育少、缝隙小。土模的密实度对裂缝发育影响最大，由于现浇混凝土U型渠道是薄壳式反拱结构，背面以土胎为模，混凝土现浇过程需要机械牵引与振捣，土模稳定性与密实度直接影响到混凝土浇筑质量和裂缝发育。

2、混凝土的浇筑、养护及机械操作。

施工过程中对混凝土的配合比达不到设计要求，会造成浇筑时渠道塌落、蜂窝气孔、漏浆、裂缝浇筑好的混凝土型渠道养护不及时，会造成早期干缩，降低标号，产生裂缝衬砌机作业时行走不匀速，供料快慢配合不好会造成上口不齐、断面不完整，产生修补缝。由于中间停止作业，混凝土发生初凝而产生施工裂缝。

3、温度应力的影响。

现浇混凝土型渠道的薄壳式结构，纵向尺寸很大。受环境温度的影响可产生较大温度应力。这种拉、压应力交替产生导致混凝土疲劳强度降低，在渠道输水期间面板受力增加，从而产生横向温度裂缝。

（二）采取的措施与方法。

1、地基及土模密度。

对于在一般软弱地基上修筑混凝土U型渠道，要对地基进行加固，一般是行夯或把表层软土挖除，换以灰土夯填在高程许可的情况下采取半地下、半地上型式可以增加土模的稳定性。土模与现浇拱壳粘接较密切，下部湿润、保温，可控制裂缝发育。在土模填筑过程中要优先选择壤土及砂壤土，粉碎、去杂、湿润。

2、设立伸缩缝及生物固胎防护。

在混凝土现浇U型渠道上每20～30m设置一道伸缩缝。在已浇筑好的混凝土U型渠道两侧栽植腊条、紫穗槐、簸箕柳等灌木，可使土模固结成一整体，防止护土流失，防止沉陷。

二、混凝土防渗的优缺点

（一）优点。

1、防渗效果好。一般能减少渗漏损失90％ ～95％。经用混凝土衬砌后，渠道水利用系数可达0.97以上。

2、耐久性好。在正常情况下，利用防冻技术的混凝土衬砌渠道可运用20年以上。

3、糙率小。n值在0．012―0．017之间，可减少沿程水头损失，允许流速大，一般可为3．5―6．0m／S。坡降较陡时可节省连接建筑物，缩小渠道断面，减少土方工程量和工程占地，节省投资。

4、强度高，耐久性好，便于管理，混凝土衬砌强度高，能防止动、植物穿透或其它外力的破坏，便于管理和节省管理费用。

5、适应性广泛。混凝土有良好的模塑性，可根据设计要求制成各种形式和不同大小结构尺寸，还可根据工程的不同要求，通过选择原材料，调整混凝土的配合比及采取各种生产工艺制成具有各种性能的混凝土部件。因此不同环境条件及大小渠道都可采用。

（二）缺点。

1、混凝土衬砌板适应冻胀变形的能力差。

2、混凝土防渗在缺乏砂石料地区造价偏高。

（三）混凝土防渗渠道的断面形式。

防渗渠道断面形式主要有梯形、复合形、弧形底梯形、U形、弧形坡脚梯形、矩形等。U形、弧形渠底梯形、弧形坡脚梯形．这些断面型式具有防渗效果好，水流条件好，占地少，投资较少，寿命较长等特点。U形断面形式适宜于小型渠道，弧形渠底梯形适用于中型渠道。

三、预制混凝土U形渠道的工艺

（一）预制工艺。

1、混凝土拌和。

采用32.5R普通硅酸盐水泥，按照试验室提供的配合比配料，使用强制式搅拌机拌和均匀。施工时，应根据具体情况和施工时间加入一定的外加剂，以增强混凝土的和易性和抗冻、防渗性能。

2、混凝土进料。

将拌和好的混凝土，采用人工定量法上料。

3、震压成型。

震动自进料开始至施压前结束，施加压力的大小通过压力表控制。

4、脱模。

施压结束后，立即开模出件。模箱为平开，用专用手推叉车托住底垫板向上一挑即可把构件取出。

5、检验养护。

构件在取、运、放三个环节上有时往往会产生变形与损坏，在养护棚内应立即进行外观质量检验，对有缺陷的构件立即进行修补或返工。对检验合格的构件盖草苫进行洒水养护，如有条件也可采用蒸气法养护，以使强度均匀增长。

（二）安装技术。

1、渠基土的碾压。

基础土壤的密实度是混凝土U形槽寿命长短的重要因素，应严格按照设计要求及质量标准控制土壤的密实度。这样既可节省回填、开挖土方量，又便于安装。填土碾压要注意顶面平整，以保障U形基槽开挖的准确性。

2、挖U形槽。

根据设计的中心线及测量高程。进行U形基槽开挖，然后安放U形基槽设计尺寸的样板，并以此样板为准，修整基槽断面，开挖断面要合乎规定要求，土槽的上口宽度一般比构件需要宽5cm左右。

3、安装。

全U形预制板安装前，在构件的底部先铺上低标号砂浆，形同垫层；定位后，应用垫块蛰牢，垫块厚度为2～8cm，高度10cm的木楔。与全U形预制板安装不同的是预制板固定好后，以上部位用砖及钢筋将预制板固定牢靠。

4、结构缝处理。

结构缝处理是构件安装的关键。填缝前，将缝内土和其他杂物清除干净，并湿润；结构缝的填料分为两层，低层采用半干硬性的砂浆人工捣实，顶层使用膨胀水泥砂浆，压实后覆盖洒水养护。

5、滑面灌砂。

构件背面一般有2.5cm的间隙，采用细砂填充，用水灌实。

6、修整U形槽顶堤坡。

在填缝材料基本凝固后，修整坡顶，也可加砌空心砖或路缘石。保护好U形槽上口边沿，不受破坏。

四、施工中应注意的问题

（一）在施工中混凝土要严格执行施工规范和设计要求。

（二）混凝土要严格按照试验室出具的配合比配料，按操作规程拌和。若发现有不均匀情况，应延长拌和时间。特殊情况下人工拌和的顺序及翻拌数量应遵守“三三三”制，即先把砂料和水泥于拌三次至颜色一致；再适量加水，湿拌三次，使砂浆干湿均匀；最后加入石子及剩余水量，湿拌三次，直至均匀。

（三）混凝土在运输过程中，应尽量缩短运输时间及减少转运次数，严禁中途加水。

（四）构件及砌缝表面宜加遮盖养护，开始养护时间为12～18h，在炎热干燥气候情况下应提前养护，养护时间不应低于14d。

（五）安装预制构件时，其强度应大于混凝土强度标准的75％。

（六）预制混凝土U形构件是一种薄壳结构，运输、安装时必须轻搬轻放。

五、结束语

对混凝土U形槽防渗技术可靠，节水效果好，适用范围广，同梯形混凝土防渗渠道相比可节省投资，因此在施工过程中要严格按照设计及施工程序进行，确保施工质量，以避免裂缝的产生，提高渠道的使用寿命及运行效益。