(一)特点
(1)防渗效果好,一般能减少渗漏损失水量90%~95%以上。
(2)耐久性好,在正常情况下,混凝土衬砌渠道能运用50年以上。
(3)减少输水阻力,加大流速,提高渠道的输水能力,从而可以大大减少渠道断面尺寸,减少土方工程量和占地面积。
(4)便于养护管理,不生杂草,减少淤泥。
(5)适用性广泛,大小渠道、不同地质条件一般都可采用。
(6)从造价比较,混凝土衬砌渠道比用浆砌块石造价要低,但需用水泥量大。所以,在水泥供应条件好,砂、石料采取方便的地方,均可作混凝土衬砌。下面介绍U形槽衬砌渠道防渗。
(二)U形槽衬砌渠道防渗
采用混凝土U 形槽衬砌渠道,具有用料省、过水能力大、防渗效果好、占地少(一般较梯形断面能节省渠道占地1/2 左右)、抗冻胀性能强,以及不易丢失破坏等优点。一般渠系水有效利用系数可达0.9,比土渠道输水减少损失30%左右,加上灌水时间缩短等因素,可少用灌水量1/3,特别适用于小型渠道预制砌筑,当然也可以就地浇筑。
1.型式与结构尺寸
U 形槽的断面形式见图8-1,下部为半圆形,两侧上部加直立段(上端向外倾斜2~4cm 为宜)的断面形式。设下部半圆直径为D,直立段高度h 一般取半圆形直径D的1/3~1/2,上口宽B=D+(2~4)cm,槽壁顶部向外延伸宽度b一般是壁厚δ的2~3 倍,壁厚与半圆形断面直径有关(见表8-22)。渠道每隔10m 左右设一伸缩缝,缝宽2~3cm,用沥青或沥青砂浆填塞。
图8-1 混凝土U 形渠道槽(单位:cm)
表8-22 混凝土U 形渠槽的壁厚
2.预制施工
预制装配施工具有受气候条件影响小,混凝土质量容易保证,若在已成渠道上施工,能减少施工与行水的矛盾等优点。
(1)U 形槽的预制。可以整体预制,也可以沿渠底轴线分成2 块,或以渠底中心分出1 小块或3 块来进行预制。分成2 块或3块时,可以在经过夯实并按设计尺寸专门修整好的弧形地基上用木模浇制,见图8-2。
图8-2 预制U 形渠道
预制施工最简单的方法是用木模人工拌和人工捣实,盖草帘洒水养护。此法虽然不要较强的施工力量和物力的较大投入,但工作效率较低,质量有时也不易保证。最好采用木模或钢模机械拌和,振捣器振实,盖草帘洒水养护。有条件时,可以在工厂中用专门的机器预制,真空作业,蒸汽养护,生产效率高,质量好。(www.xing528.com)
(2)运输注意要点。由于渠槽近似薄壳结构,故在运输过程中,不能剧烈振动,碰撞,防止损坏。运输时应架支架或垫软料,如草垫、泡沫塑料、软木等。
(3)铺砌工序。先按要求挖成近似U形的基槽,如是旧渠,应清除杂草和淤泥,并进行修整;铺好底槽砂石垫层;砌筑渠槽构件;回填土,要两侧同时分层填土,并注意夯捣密实;灌缝;养护。
(4)灌缝。缝型有为适应混凝土板的伸缩和地基基础微量变化而设置的伸缩缝,及预制件装配铺砌时的结构缝两种。若缝灌浆不好将产生集中性的渗漏,所以灌缝用的填料是很重要的。
生产中对伸缩的填料要求:有一定的耐热性,当气温升高时,填料不发生流淌,常要求其耐热度比当地最高气温高25℃左右;有良好的抗冻性,当气温最低时,填料不发生冻裂和剥落;有良好的伸缩性,在缝口张大时填料不裂缝,缝口缩小时填料不被挤出;与混凝土面具有良好的粘结力,在0℃气温下粘着面不脱开;耐久抗老化性能好。伸缩缝用的填料一般有沥青混合物、聚氯乙稀胶泥、沥青油毡板等。
结构缝的填料,常用100~120 号的水泥砂浆、膨胀水泥砂浆、细粒混凝土、沥青混合物等材料。
灌缝时要将缝口清刷干净,对结构缝要湿润,伸缩缝不能有潮湿感,用勾缝刀将选择的灌缝填料填入缝内,并认真捣实、压平、抹光。
灌缝的质量是渠槽质量的重要方面,应注意养护。养护的常用方法是在其上覆盖湿草帘,湿芦席,并勤洒水,经常保持湿润状态,直到强度合格为止。
3.现浇
现浇法施工具有初砌接缝少,造价较低等优点。
(1)渠槽的开挖。施工前,先按拟定的渠槽路线和大小进行测量放线和渠槽开挖。渠槽断面形状应开挖成U 形。第一步先挖圆弧面以上的土,第二步挖小槽到渠底,第三步挖出圆弧面,如图8-3。开挖的断面应力求合乎规格,避免超挖和少挖。
图8-3 U 形土基开挖步骤
(2)渠槽整理压实。为防止渠槽因地基松软、透水、湿陷及不均匀沉陷,开挖时可预留20~30cm厚的土层,衬砌前按要求的U 形渠槽断面进行夯实处理。
(3)铺置垫层。设置垫层可使衬砌的混凝土体受力均匀,可与排水设施连通起来排水,并减少地下水对渠槽的浮托,并能利用其间空气起保温作用,防止冻胀破坏。所以,一般在混凝土衬砌体下设置砂砾石垫层。垫层都需要经过压实,压实时最好采用震动法或夯击法,垫层的厚度视其作用可选择10~20cm。
(4)浇筑。浇筑混凝土前要立牢拟修建的渠槽断面形状和规定尺寸的模板,并检查渠槽的开挖处理和铺设的垫层是否符合要求。对干燥的浇筑面要洒水润湿。
浇筑时一般是按先浇渠底,后浇渠坡,先边坡下部、后边坡上部的顺序进行。这样先浇的渠底砌板可作为渠坡浇筑时的支承,便于渠坡的浇筑。
混凝土要严格按规定的配合称量,按操作规程拌和,碎石要冲洗干净。机械拌和时,先加20%的水,然后将全部配好的石子、水泥、砂、水等一次加入,开始拌和,拌和时在常温下应不少于2min,如发现有不均匀情况,应延长拌和时间。人工拌和的顺序及翻拌数应遵守“三三三”制,即先把砂料和水泥拌3次,直至颜色一致,再适量加水,湿拌3 次,使砂浆干湿均匀,最后加入石子及剩余水量,湿拌3次,直至均匀。
施工时,多按伸缩缝分块浇筑,渠坡底一般都是采取跳仓法浇筑,即先浇单数块,后浇双数块。渠底有时也按顺序分块连续浇筑。跳仓法浇筑的优点是已浇与新浇块间隔时间较长,相互施工影响小。而连续浇筑则易扰动已浇而未凝固的混凝土的结构。
浇筑和混凝土要振捣密实。为了保证渠槽表面的光滑,增加防渗性能,浇好后要用水泥砂浆抹面。在混凝土护面浇筑后7天内,均应淋水养护,最好覆盖砂或草帘,提高养护质量。
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