浅谈渠道现浇混凝土防渗施工工艺

吴光为

（福建省建宁县水利局 建宁县 354500）

在“十二五”规划中明确提出：“要继续实施结构性减税，财政支出更多向民生、“三农”和促进结构调整的领域倾斜大幅度增加。十二五”期间水利的总投资大概要达到1.8万亿左右。这1.8万亿主要用于四个方面的水利建设：一是农田水利建设；二是防洪工程建设；三是水资源保障和城乡供水能力提高的工程建设；四是水土保持和生态建设。”近几年来，农业、国土、水利、烟草等行业在农业基础设施建设资金的投入已超过几万亿元。经过近几年的摸索和实践，渠道防渗工艺也由原来的浆砌石砂浆抹面、预制U型槽、混凝土预制块发展为双面立模现浇混凝土。

1 工艺特点

矩形渠道现浇混凝土双面立模、渠底、渠墙一次成型施工工艺的特点是：施工进度快、防渗效果好、工程造价低、维护成本低、使用年限长、弯道顺弯、线形美观等特点。以往渠道使用混凝土预制块或U型槽防渗，其一，结构单溥，受安装运输条件限制，厚度只有（2～5）cm，在农村很容易遭到牛、羊等牲蓄的践踏破坏；其二，整体性差，在施工过程中出现各种地质结构，会产生一些不均匀的沉降，因为其相邻槽块之间采用的是砂浆勾缝联接，所以容易产生裂缝造成渠道渗漏水；其三，水渠渗漏水严重后，渗流容易掏空台背的回填土，造成渠道倒塌损毁，使用年限缩短。

小型现浇混凝土矩形渠道防渗结构的厚度为（8～12）cm，施工时采用渠底渠墙一次成型浇筑，伸缩缝每（5～8）m采用预埋沥青板分缝，克服了以往预制块或U型槽的施工缺点，提高了渠道防渗的整体效果，延长了工程的使用寿命，所以得到各涉农行业部门的大力推广，特别适合南方丘陵地带小型水渠防渗。

2 施工方法

渠道双面立模现浇混凝土衬砌的施工过程主要包括：施工前的准备、测量放样、基础开挖、模板安装、渠道混凝土浇筑和台背土方回填等工序。

（1）施工前的准备。

小型渠道现浇混凝土防渗工程的施工条件是极其艰苦的，施工战线长而分散，大、中型机械设备用不上场，只有靠人工挑运，因此要在有限的施工期内顺利完成施工任务，施工前的准备工作不能忽视。要根据设计图纸和实地现场进行详细的施工组织设计，充分做好料场和拌合场地的布置以及施工便道的修建等。

（2）测量放样。

根据设计图纸采用全站仪或经纬仪放出渠道底脚线和边坡开挖线，用石灰粉或红色塑料绳在地面标识，然后用水准仪测出中桩的挖填高程。

（3）基础开挖。

小型渠道基础开挖一般采用人工开挖。土方的开挖应提前进行，使得地基土中的水分在自然风干下尽量降低以增强土基的强度，减轻冬季冻胀的破坏。有的渠道是在原有的土渠上改建渠道防渗，应尽早地停止放水并将渠床内的淤泥、腐质土、垃圾及隐藏的砖石清理干净。有的渠道需要填方，则必须采用人工分层夯实，以确保基础达到衬砌所需的密实度要求。

（4）模板安装。

现浇混凝土防渗渠道双面立模渠底渠墙一次浇筑成型施工的模板采用胶合木板（弯道上采用溥钢板）。现浇混凝土衬砌矩形水渠要渠底、渠墙双面立模一次成型施工，最基本的条件是要有钢架来固定模板，如果采用传统的木支撑，内模板安装则必须等渠底混凝土浇筑完成后再进行，这样不但增加了工作量，还会影响渠墙与渠底的粘结性能，降低其结构钢度。根据建宁县小型水渠结构断面多样化的特点，建宁县采用的钢架是采用螺栓调节活动式的，可调整为净宽高 30 cm×30 cm、40 cm×40 cm、50 cm×50 cm等多种断面，基本可以满足建宁县各种规格的现浇混凝土小型水渠施工要求。采用钢架固定模板的优点是水渠能够一次成型施工、模板安装更简单快速，一般的工人就能够安装（不需要专业的木工师傅），两个人1天正常能够安装60 m长模板，是以往普通安装模板速度的2倍，支撑木方料基本不用，只需一些短短的钢筋头即可。钢架结构见图1。

图1 钢架结构图（1∶10）

渠道在弯道上的模板安装采用（2.5～3）mm厚的钢板（图2），可以根据实际需要设计成任意角度的拐弯型状，但要注意加密支撑固定的钢架，每（15～20）cm设置一个钢架，防止因钢板太溥造成混凝土浇筑时变形（图3）。

图2 弯道上的钢板模板安装

图3 双面立模模板施工安装现场图

（5）混凝土的浇筑。

●原材料的选择：混凝土骨料的选用，以就地取材为原则。砂应选择清洁、质地坚硬、级配良好、细度适当的中砂。石子总的要求与砂类似，即表面清洁、质地坚硬、级配良好、细度适当，但还要求有害杂质含量如：含泥量小于0.5%～1%、硫化物小于0.5%，超径小于5%，逊径小于10%。水可用洁净的河溪水。

●配合比的选定：混凝土配合比必须通过实验确定，满足设计技术指标和施工要求。对于双面立模一次成型施工的混凝土施工，对骨料有特殊的要求，粗骨料宜选择二级配以内，因为施工仓面较窄只有（8～12）cm，若粗骨料粒径选择过大，施工时混凝土进仓较难且容易出现蜂窝和磨面。小型水渠采用二级配混凝土时，（5～20）mm 骨料占 45%～60%，（20～40）mm骨料占40%～55%的为较好的级配。

●混凝土拌和：混凝土拌和现场应严格遵守原实验选定的配合比进行配料。因小型渠道工作面小，施工交通极不方便，故应尽量选择小型搅拌机，施工时方便移动和拆卸。配料顺序为先进1/3的用水量，再进石子，后加入水泥、砂，最后再加入2/3的用水量，依次分散配料，拌和时间不得少于2.5 min。

●混凝土运输：小型渠道因受施工交通的限制，故一般都选择人工挑抬或手推车送料入仓。在运输过程中要求做到不初凝，不分离、不漏浆，无严重泌水。为了防止有时因运输距离太远造成砂浆与石子分离，可在混凝土浇筑地放置一块铁板，在允许的时间内再用人工把混凝土拌和一次，做到拌和均匀方可使用。

●混凝土浇筑：混凝土浇筑前必须对模板、钢架等设施的检验后，才允许进行、浇筑混凝土应保持连续性，浇筑混凝土允许间隙时间，应按SDJ 207－82规定执行，进仓顺序为先进渠底混凝土，到离设计厚度差（2～3）cm时，再铲进边墙混凝土，混凝土浇筑使用小型插入式振捣器（D25～30 mm）振捣确保混凝土密实，入仓厚度每层不应大于25 cm并插入下层混凝土5 cm左右；边角部位及钢筋预埋件周围应辅以人工捣固，捣固时间应以开始泛浆时为准。渠道每隔（3～5）m 设一伸缩缝。

●混凝土的养护：混凝土浇筑完后（12～18）h内即可开始用再生布或稻草覆盖浇水养护，在炎热、干燥气候情况下应提前养护，确保混凝土强度达到设计标准。混凝土养护时间为（14～28）d为宜。

●台背土方回填：台背回填土方应选择透水性较好的非粘性土，以减少台背回填土压力。填土表面应平整，确保不积水。

3 适用范围

双面立模一次成型混凝土现浇防渗以通常使用的混凝土采用C15强度，渠墙厚度10 cm为例，根据C15混凝土的设计抗拉强度为0.9 N/mm2。考虑两种最不利的荷载组合，确定渠墙的适用高度。一是水渠正常运行，最不利荷载组合为渠墙的主要荷载为内侧水压力，根据渠墙与渠底交接处所受的最大力距不能超过混凝土的设计抗拉强度，经验算得出渠墙高度不能超过82 cm。二是水渠在停止运行时，渠墙外侧背水面填满与渠墙齐平的砂性土（取土容重γ=17.8 kN/m3），最不利的荷载组合为渠墙只受外侧的侧土压力，根据渠墙与渠底交接处所受的最大力距不能超过混凝土的设计抗拉强度，经验算得出渠墙高度不能超过67 cm。

一条渠道以上两种情况都有可能同时出现，故渠道的渠墙高度只能取下限的最小值。故上例中渠道渠墙的高度不能超过67 cm，设计时常采用不超过60 cm。混凝土采用其他强度的标准的，在设计时均应进行应力校核，一般通常小型双面立模一次成型混凝土现浇防渗渠墙高度不超过90 cm。

4 经济分析

矩形渠道双面立模一次成型现浇混凝土衬砌与传统的现浇混凝土相比，减少了模板安装工日，拆模更加快捷的同时也减少模板的损耗。缺点是钢架一次投入成本相对略大，一个钢架的制作成本约42元，每间隔（40～50）cm安装一个钢架，模板接头处要加密。一条（净高30 cm×净宽为40 cm）渠道按1 km长计算，要做130个钢架投入5 500元，但从技工与普工的工资成本上（按木工每天80元，普工每天50元）要节省2 300元，相对成本要每米增加3.2元左右，每米工程造价约45.8元，但水渠施工长度越长，所需的成本就相对越少；相同规格的U型槽防渗施工每米造价约43元，但通过向各村回访调查的形式得每年每米U型槽渠道的维护费用约为0.4元，5年每米费用为2元。而现浇混凝土防渗渠道基本不需要维护费用。

总结建宁县近几年的小型渠道防渗施工工艺，虽然双面立模一次成型现浇混凝土防渗比其他方式渠道防渗工艺每米单位投资略大，但从防渗效果、使用年限和维护费用上作比较，还是值得各部门在农业节水灌溉渠道防渗工艺上大力推广使用的。

1王立久.建筑材料学[M].北京：中国电力出版社，2008.

2袁光裕.水利工程施工[M].北京:中国水利水电出版社,1995.

3李安国,等.渠道防渗工程技术[M].北京:中国水利水电出版社，1998.

4杨茀康，等.结构力学（第四版）[M].北京:高等教育出版社，1998.