邓 引
(霞浦县长春水利工作站, 福建 霞浦 355100)
霞浦县本溪洋灌区位于长春镇中部,该灌区是全省著名的万亩旱片之一,灌区总人口1.8 万人,灌溉面积1.45 万亩,干渠长11.8 公里,渠道设计流量1.1~0.13m3/s。
该灌区地处霞浦县沿海,水资源相对缺乏。灌区水利基础设施配套不完善,造成水资源极不丰富,同时其有限的水资源又没有得到充分有效的利用,影响了当地工农业及人民群众生活的正常用水,必须通过实施节水措施,提高灌区灌溉水利用率,确保人民生活和工农业用水。
霞浦县于2015 年在本溪洋灌区实施节水改造工程施工过程中,根据灌区渠道特点,主要应用现浇混凝土的渠道防渗技术,经过施工实践和工程运行,取得了较好的效果。现将主要技术经验总结如下。
由于渠道工程施工沿线长,交通不畅,在施工中根据工程具体情况,确定采用机械与人工相结合的施工方法,利用原有的简易机耕路作为施工道路,对于场地内不能通车的结合渠堤加固措施,加宽、培厚渠堤作为施工道路[1]。
渠道防渗工程施工前,要充分作好料场、拌和场等施工场地的选择布置以及施工用电、用水和机具设备的准备工作。还应根据施工现场实际情况,设置必要的排水设施,确保衬砌渠道符合施工要求。
(1)首先根据渠道的设计坡降和断面要求,用测量仪器进行精确放样,对渠道边的杂草、淤泥、树根、有机腐殖土全部彻底挖除。开挖时严格控制渠道防渗断面尺寸和高程,做到准确开挖,严禁欠挖或超挖,使整个渠道断面平整、顺直、基面无凹凸现象。施工开挖的弃土要求堆置在渠道两侧以外低洼位置,以免山洪将泥土带入渠道,造成淤积。
(2)对渠道基面的凹凸现象,应采用人工夯实的方法进行局部填筑补齐,对开挖施工中遇到的松散土还应进行夯实处理。
(3)对渠道内的淤积土或含水量较大的基土时,应采取排水、翻晒等方法,使基土风干,直到填筑基面符合设计要求[2]。
(1)水泥。砼渠道所用水泥应符合《水工混凝土施工规范》SL677-2014的有关规定,本工程采用标号为42.5 的普通硅酸盐水泥,考虑到不同厂家水泥的色泽不同,本工程只采用一个厂家的水泥。同时,施工现场要求将水泥堆放在干燥、通风良好、防风雨、防潮湿的棚内,以保证水泥不硬化变质,并按进场的先后顺序先存先用。
(2)砂。现浇砼所用的砂为中砂,本工程地处长溪河边,选择级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的天然河砂为好。
(3)碎石。现浇砼所用碎石粒径为1~4cm。选用质地坚硬、清洁、级配良好的碎石。
(4)拌制和养护混凝土用水。应采用洁净水,污水和沼泽水不得使用。
(5)砼配合比选择。现浇砼的配合比应满足强度、耐久性及和易性要求,并要求最大限度地节约水泥,降低成本。本工程砼设计强度标号为C15,厚度8cm。砼配合比根据有关定额确定为:每立方米砼需水泥277kg、砂792kg、碎石1362kg、水176kg。
在开始混凝土施工之前,需事先对土渠进行洒水,以达到湿润目的,于岩石渠基进行混凝土浇筑,或在早期混凝土结合施工时,做好对基岩、早期混凝土的凿毛与洗刷处理,之后铺上1~2cm 厚度的砂浆。一些渠道存在特殊设计要求,还需进行防渗土工膜的铺设。
在渠底板浇筑过程中,如果为单数块,周围均为立侧板,则需采用木桩进行固定,如果需要浇筑的为双数块,则需在纵向侧架立板,横向则与已浇筑块紧靠在一起,后立中部压粱,下端则采用脚蹬钩进行固定,中部、上部均采用固定钎进行固定处理,在浇筑双数块时,先把两侧缝子板立好,然后再立好中间压粱。不管浇筑的是单数块还是双数块,在插捣时都要先安装仓板,然后采用对头木楔进行固定。为了拆卸方便,所使用的缝子板都要事先进行泡水处理。为了避免粘模,需要在所有与混凝土表面接触的模板涂刷一层废机油[3]。
在交通等因素的限制下,在渠道运输过程中一般需要用人工、手力的方法进行送料入仓,因此运输时必须确保混凝土不初凝,同时水、料之间不可分离,水料不能漏浆,并且不能存在严重的混凝土泌水现象。如果运输距离过远,会有砂浆、石子之间分离的情况,此时可采用人工的方式对混凝土进行再次搅均,搅拌过程中需尽量均匀一些,以避免混凝土浇筑之前出现初凝、水料漏浆或分离等现象。
砼浇筑前,必须作好发电机、拌和机、斗车、振动器等设备及工具的到位;水、电、机械设备试运行正常;场地、道路平整;人员到位后才能进行砼现浇施工。
砼浇筑方法应先边坡后渠底,最后浇筑压沿。由于本渠道断面较小,渠坡、渠底和压沿浇筑按一定的方向连续进行。同一块砼板浇筑不宜间歇,如因机械故障等原因间歇,时间不宜超过90min。具体浇筑工序如下:
(1)浇筑开始前应在削坡后的渠床上安放模板并固定伸缩缝,伸缩缝间距5m。如果渠床干燥起土应首先洒水湿润,以避免浇筑好的砼板因水分过度流失表面出现细裂纹;在岩石渠道上浇筑混凝土,或需要与早期混凝土结合时,应将基岩或早期混凝土凿毛、刷净后,再进行现浇施工。
(2)如现场交通条件许可,浇筑用砼尽量采用机械拌和,搅拌机容积一般为0.4m3,拌和好的砼须用斗车及时运往浇筑现场。现场施工人员应严格控制保证砼标号不低于C15,保证水泥用量[4]。
(3)砼运到浇筑现场后应及时流槽入仓,人工平仓,采用插入式振动器振捣。振动器振动顺序应从下往上单方向振动,严禁过振、漏振。采用插入式振捣器捣固时,振捣器插入混凝土要快插、慢拨,并插入下层混凝土5cm 左右,以免遗留孔洞。对于边角部位,应辅以人工捣固。人工捣固时,应定人、定工具,并明确工作范围和职责,捣固程度以混凝土不再下沉、表面出浆为止。
如果采用仓板浇筑施工,则浇筑完成后需要将压梁、仓板拆除,再将表面平整处理好,即可开始收面。而不采用仓板浇筑施工的,则在完成振捣施工后即可进行收面。首先,需要采用30~50cm 长度的长木抹粗抹,表面平整后稍停,然后利用小铁抹进行一遍细抹,当大量水分都蒸发之后,再使用小铁抹进行一次压抹,一直到表面密实、光滑为止。必须确保表面光滑、平整,不存在外露石子,不存在蜂窝麻面,此时才能达到收面要求。一般需要在混凝土浇筑结束后,立即进行原浆收面,注意不可再另加浆。
大量施工实践证明,按照加砂浆的方法施工,往往会由于与原浆配比差异而结合不佳,尤其是冬季施工,如果受冻,极易造成表面脱落问题的发生,不仅费料费工,同时对工程也无好意义可言。把渠道衬砌混凝土收面的操作做好,不仅可以使糙率显著下降,同时过水能力也会显著提升,从而增强其防渗效果,可有效帮助渠道延长其使用时间。
当压梁、仓板浇筑工作完成后,即可进行拆除施工。最好是在侧板混凝土初凝之后再进行拆卸,缝子板一般需在2~3d 方可拆除。拆模过程中务必要小心谨慎,绝对不能扰动到混凝土的整体结构。在缝子板拆除施工时,需先把松动一端略微的撬起来,再用木榔头按照板背部进行敲打,当完全松动之后,再于另外一端将其撬起,这样的操作不容易损坏板子,并且还能确保缝壁的完整性。当拆除所有模板后,再进行整修,将附着物拆除后,平放好保管。
在混凝土浇筑施工完成后,隔一段时间后拆除模板,混凝土即可凝固。施工管理可分成混凝土浇筑前的管理、混凝土支护管理以及混凝土养护。
在渠道工程建设中,为了确保工程的整体施工质量,一般需要加强对混凝土材料、配合比等内容进行严格检查,通常每天都要对混凝土的组成材料质量进行检查,如果检查过程中发现材料的品质出现了比较大的变化,则应该对材料进行更换,或者对混凝土配合比进行调整,注意严格控制好混凝土配合比,绝对不可在拌合过程中加水。另外,还要对各重点防渗环节实施严格管理,尤其是模板拐弯处、钢筋交叉点等问题,需在混凝土浇筑之前即加强管理,以避免有关问题的出现[5]。
当模板拆除完成后,混凝土形状可能会出现一些差别,因此施工技术人员需在施工操作完成后严格检查主要防渗点,并且对是否存在混凝土浇筑不合格问题进行大面积排查,以便及时发现问题、及时补救,避免后期有更大损失发生。与此同时,对于一些重要的工程和工作量比较大的区域,都要提前把支护工作做好,以防止由于后期使用异常而导致这些区域有工程问题发生。
在正常气温下,混凝土浇筑初凝后(一般为12h 后),即应开始进行洒水养护和覆盖,本工程使用的是普通硅酸盐水泥,养护时间一般为10~14d。养护过程中应勤洒水,经常保持混凝土表面处于湿润状态。
混凝土养护是保证和提高混凝土质量的重要环节,尤其是现浇混凝土板,其结构较薄,外露面较大,水份吸收和蒸发较快,养护工作尤为重要,故应确定专人负责,以确保工程质量。
在本溪洋灌区节水改造工程的施工实践中,采用现浇混凝土防渗技术,虽然一次性投资较大,但经近年的运行观察,渠道防渗效果好,渗漏损失较小,流速较快,水的利用率较高,且施工简单易行,使用寿命较长,总体经济效益较好,值得在同类工程中推广应用。