現澆PP纖維砼渠道在大型灌區節水改造中的應用

李紅剛

白城市水利勘測設計院,吉林省137000

現澆PP纖維砼渠道在大型灌區節水改造中的應用

李紅剛

白城市水利勘測設計院,吉林省137000

現澆PP纖維砼渠道是白沙灘灌區節水改造中的主要防滲節水措施，該技術和方法應用于大型灌區的節水改造中，不僅安全可靠，而且經濟可行，取得了令人滿意的效果，其作法可為類似灌區節水改造工程提供借鑒。

PP纖維砼；渠道防滲；灌區；節水改造

渠道防滲是提高水的利用率的一項重要措施。渠道防滲措施種類很多，根據白城市鎮賚縣白沙灘灌區渠道特點，在續建配套與節水改造中采用了現澆PP纖維混凝土板塊防滲措施。混凝土襯砌防滲的主要優點有：防滲效果好，渠道水利用系數可達 0.95以上；耐久性好，使用壽命長；抗沖能力強，允許流速大；糙率小，能夠縮小渠道斷面；強度高，便于養護管理，減少管理費用。

1.工程概況

白沙灘灌區興建于1972年，1974年灌區開始灌溉，經過多年建設改造，現已初具規模。工程主要有渠首泵站工程、灌區渠系灌排工程及田間工程。

根據白沙灘灌區地質勘察結果表明：表層土壤薄，一般為20～60cm，下層為細砂層，滲透系數大，總干渠、干渠及支渠部分渠段為半挖半填渠道，并通過砂層地段，滲水嚴重。現渠系水利用系數低，為0.53左右，灌溉水利用系數僅為0.5，因此不能實現計劃用水和節約用水，水資源不能合理利用，限制了灌區發展。

本次設計對白沙灘灌區二干渠進行防滲襯砌。二干渠渠底堤身巖性為低液限黏土，滲透系數為1.0×10-2cm/s屬中等透水，該段堤身、渠底需要采取防滲措施。

2.工程設計

2.1 設計方案比較

根據當地的土質條件及氣候特點，做防滲方案的選擇選取時，擬定兩種方案。一是砼板下設土工膜防滲、二是PP纖維砼板下設兩布一膜方案。兩種方案投資及防滲效果見表1。

表1 防滲方案比較

通過以上方案比較，砼板是在本地區普遍采用的防滲材料，防滲效果明顯，但投資大。近幾年，經過大量的科學試驗，摸索出一套適合本地條件的防滲措施，即pp纖維砼防滲，在板下設兩布一膜。此種防滲不但節省大量砼，降低費用，加入纖維后，砼板的抗變形增強。白城市洮北一分干試驗段，經幾年運行，狀況良好。

采用pp纖維混凝土板防滲，其施工工藝簡單、管理方便、耐久性好、可靠性好、投資合理、并有一定的成功經驗。滿足灌區防滲的要求。所以本次防滲襯砌方案選定為pp纖維砼板下鋪設兩布一膜（400g/m2）的防滲形式。

2.2 防滲工程設計

二干渠在歷年節水續建配套工程中已進行部分渠道襯砌。二干渠堤坡部分為低液限黏土，滲透系數為1.0×10-2cm/s，屬中等透水。設計采用兩布一膜防滲。渠底兩布一膜上回填30cm土并夯實，邊坡采用6cm厚現澆PP纖維砼護砌。渠道的斷面尺寸為，內坡比1：2，外坡比1：1.5；堤頂寬2m；渠底寬6m。坡頂壓頂與坡底齒槽皆為現澆混凝土。PP纖維砼板塊間設縱、橫向分縫，縫寬為2cm，縫間嵌瀝青木板。

3.工程施工

6cm厚現澆PP纖維砼板塊護坡施工方法與要求如下：

（1）采用經防腐處理的木板進行分塊，幾何尺寸為200cm×150cm×6cm；

（2）混凝土性能指標為C20、F200；

（3）施工要求：采用攪拌機拌和，為達到要求的混凝土強度，配制時可加適量的外加劑。

（4）渠道襯砌工程施工前，先清理修整渠底和邊坡，清除雜草，按設計要求修整渠底和邊坡。基面清理完畢后，按設計邊坡及比降支設模板，模板采用寬度10cm的槽鋼，混凝土澆筑前，先在原砌石表面鋪一層厚度為1～2cm的水泥砂漿，邊坡與渠底的襯砌均采用平板振動器搪振搗，振扳行距重疊5～10cm，振搗邊坡時，采用單向上行振動，靠近模板的邊角部位輔以人工搗固。澆注完畢混凝土初凝后蓋濕草簾養護，養護期14～28天。

（5）防滲膜鋪設：防滲土工膜采用兩布一膜，鋪設施工應遵循《堤防工程施工規范》（SL—260—98）要求，并參照《水利水電工程土工合成材料應用技術規范》（SL/T—225—98）規定執行。渠底兩布一膜鋪設時，必須將兩布一膜伸入坡底齒槽底部，與坡面的兩布一膜搭接，搭接長度為20cm。渠道邊坡兩布一膜防滲鋪設時，坡頂的兩布一膜必須伸入坡頂壓頂底部，用于固定邊坡上兩布一膜；防滲土工膜鋪設時應留有一定的寬松度，以適應不均勻沉陷等變形要求。

（6）防滲渠道上下游和土渠交界處，應進行防沖淘、加固的工程處理。具體方法是，在上下游與土坡交接處，作寬25cm，深40cm的混凝土防沖槽，將兩側兩布一膜鋪入槽內固定。

4.常見質量問題及原因分析

混凝土邊坡和渠底的主要質量問題是混凝土表面的干縮裂縫,原因是養護不當，致使水分散失過快，體積收縮，引起混凝土開裂。

5.質量控制的主要措施

5.1 水泥、砂子、碎石等原材料的質量必須符合設計和規范要求。施工前對水泥取樣做物理性能試驗，對砂子、碎石做級配及配合比試驗。

5.2 施工過程中，使用材料的配合比隨時抽檢復查，各種材料的稱量偏差值水泥為±2.0%，砂子、碎石為±3.0%。

5.3 施工中的各道工序，嚴格檢查驗收，以施工、監理、業主三方簽字為準，前一道工序末驗收合格.不得進行下一道工序施工，施工單位按監理要求對隱蔽工程適時進行報驗。

5.4 邊坡及渠底混凝土襯砌層厚度滿足設計規定要求，襯砌層厚度允許偏差≤±5 %。

5.5 混凝土施工完成12～18h后及時養護，以提高混凝土早期強度和最終強度，減少表面水分蒸發與細微裂縫。

6.結 語

白沙灘灌區節水改造工程自2002年4月開工，至今已完成7個年度投資計劃，工程效益已初步顯現，在工程施工期間，穿插進行多次放水灌溉，白沙灘灌區管理局對改造完成的二干渠17km進行了試驗，二干渠輸水時間由改造前的3h縮短為1h，干渠渠道水利用系數由改造前的0.62提高為0.96，灌溉效率顯著提高，節水效果十分明顯，工程運行安全無任何質量事故。

李紅剛，男，大學，工程師。工作單位：白城水利勘測設計院。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.14.034