HEC土体固结剂在引黄渠道衬砌中的应用

□ 魏玉萍（商丘市水利科技推广中心）

0 引言

输水渠道中多年来一直采用混凝土防渗衬砌技术或水泥土防渗衬砌技术，这两者都是以水泥作为固结材料，混凝土防渗衬砌技术以水泥、沙、石为原材料，防渗效果好但造价相对较高，水泥土防渗衬砌技术以水泥土为原材料造价相对较低，但防渗效果较差，强度低。因此在输水渠道中寻找出一种新型防水固结剂取代传统单一的以水泥作为固结材料的新技术，既能达到防渗的目的，又可降低工程造价的新型材料已成为当前迫切需要解决的关键性问题。

商丘市水利局组织技术力量研究进行对比后，决定采用武汉水电大学科技开发总公司监制、河南省巩义市海威建材有限公司生产的HEC高强耐水土体固结剂及其技术应用到工程实际中。HEC固结剂技术是将HEC高强耐水土体固结剂与普通土壤混合配置成高强防渗材料的一项新技术，将这项技术用于渠道防渗衬砌，可大量利用开渠弃土和清淤弃沙，既可降低工程衬砌成本提高防渗性能、满足设计所要求耐久性和抗冻性，又可避免弃土占压耕地面积。商丘市引黄灌溉事业方兴未艾，正在稳步蓬勃发展，各级渠道防渗衬砌工作任务艰巨，将HEC土壤固结剂技术在引黄灌区渠道衬砌工程中推广应用用，将会产生巨大的社会和经济效益。

1 实验过程

商丘市水利科技推广中心自2000年6月起对HEC土壤固结技术在商丘引黄灌区节水渠道防渗工程中的应用作了大量的研究工作。

商丘引黄灌区渠道衬砌设计要求为：设计强度15MPa，衬砌厚度10 cm，由巩义市海威检测有限公司提供了建议配合比。首先根据此配合比在其要求的条件下进行试配置、成型、养护、试压，结果却不太理想，后迅速与海威公司联系，海威公司得到消息后联同武汉水电大学科技开发总公司委派的技术人员（研究生一名）共3人到渠道实地考察，分析后确认由于灌区土壤多为砂壤土，土质本身松散性过大，引起粘接性效果不好。后来在原配合比的基础上，参照两公司的提议，针对我们这种土壤特性又进行的调整，降低了水灰比，又进行了多次试配、调整，试压结果又所提高，但仍达不到设计要求。经过反复推敲，并在两公司的参与下，一次次试配，提高了碎石用量，采用适当配合比为，拌合料呈塑性，然后装填振捣密实，调浆抹平，拆模养护13 d时试压结果为13.40MPa，达到了设计的强度要求。

2 推广应用

商丘市新三义寨引黄灌区节水改造二期工程渠道土方工程开工前期，在完成HEC材料考察及实验室检测之后，沿干渠采集不同土壤的土样进行示范工程建设，以获取新材料的工程施工经验，并对施工人员进行培训，现场施工试验段选在民宁干渠上，试验护砌段长度为100 m，施工时先备好土料，筛去杂草等杂质，按试验配合比拌和好料物后进行现场铺筑，铺筑前先洒水湿润渠基，然后按先渠坡后渠底的顺序铺筑，拌合料摊铺均匀，浇捣密实，初步抹平后，随即调浆揉压抹光即可。施工完成后，我们按HTC固结砌体和C15混凝土进行了强度、抗冻、抗渗技术性能进行对比试验，试验结果见表1、表2，表1中数字的单位为kg。

表1 HEC固结体和C15混凝土配比表

表2 验结果汇总表

3 效益分析

HEC土壤固结技术可就地利用弃土和清淤弃沙，大量有效地利用地方性材料，避免出现二次污染。在工程造价方面，C15混凝土每方预算价为221.69元，HEC每方预算价为197.71元，比混凝土预算价低10.80%。因此，应用HEC土壤固结技术于渠道衬砌工程中，不仅满足了工程对抗渗性、抗冻性与耐久性等方面的设计要求，且于使用传统技术的同类工程相比解决了传统技术中水泥土防渗效果差、强度低的问题，也解决了弃土占压耕地面积和混凝土造价较高的问题。由此可看出此项技术推广应用社会和经济效益很是可观。

4 应用前景

商丘市是一个以农业为主的大市，但由于水资源严重匮乏，降雨量不均，旱灾连年发生，地下水超采造成地下水位日益下降，灌溉用水仅靠打井远远不能满足需要。为此，商丘市建设了引黄供水工程，以缓解本地用水紧张局面，商丘引黄灌区设计灌溉补源面积16.50万hm2，大量首干和田间渠道需作防渗处理，如能把本项技术推广应用，经济和社会效益将特别显著。

5 结论

使用HEC土体固结剂代替传统的水泥作为胶凝材料，可以利用清淤和开渠弃土，具有节省土地资源，节省工程投资等作用，在土渠衬砌施工中推广应用前景广阔。同时，在实际应用中，此项技术还需进一步研究和改进，如与C15混凝土相比和易性较差，不便于施工，抗冻抗渗性能稍差，需掺一些石子增加强度等，施工前要根据本地土质需进一步确定施工工艺。