淺析混凝土固腳在渠道襯砌運用中存在的問題及對策

紀立民

(黑龍江墾區蛤蟆通灌區管理站，黑龍江 寶清 155811)

淺析混凝土固腳在渠道襯砌運用中存在的問題及對策

紀立民

(黑龍江墾區蛤蟆通灌區管理站，黑龍江 寶清 155811)

在灌區續建配套與節水改造工程過程中，渠道襯砌中混凝土固腳起到重要的作用。文章通過在施工現場對混凝土固腳的運用，分析了混凝土固腳不同尺寸產生的不同效果，歸納總結了混凝土固腳在施工過程中遇到的問題以及解決的經驗辦法。

灌區；渠道；襯砌；混凝土板；混凝土固腳

1 灌區概況

蛤蟆通灌區位于黑龍江省寶清縣境內，隸屬于黑龍江省農墾紅興隆管理局八五二農場，灌區總人口1.5萬人，農業人口1.2萬人，共有4個管理區、19個管理站和1個村，灌區年GDP總量為13.7億元，糧食總產為16.5萬t，農業總產值為3.16億元，人均純收入27 024元。灌區總面積2.97萬hm2，設計灌溉面積2.08萬hm2，其中：設計水田灌溉面積1.27萬hm2，旱田噴灌面積0.81萬hm2。

自2006年開始，蛤蟆通灌區列入國家大型灌區續建配套與節水改造項目，經歷了2006、2008、2009、2010、2011、2012年六個年度的節水改造，灌區工程狀況得到了很大程度上的改善，增強了水利工程的調控能力，提高了工程運行的安全性和可靠性，提高了供水的時效性，改善了渠道輸水能力、灌溉條件和農業生產條件。根據調查分析，節水改造前渠系水利用系數和灌溉水利用率分別為0.59和0.53，改造后分別提高到0.6和0.58。渠道襯砌后糙率由原來的0.0275降到改造后0.017，提高了渠道灌水效率，對農作物生長起到了保駕護航的作用。

2 混凝土固腳在灌區渠道襯砌中的運用及效果

渠道襯砌后糙率的降低可以提高渠道灌水效率。而渠道襯砌后糙率的降低，離不開混凝土固腳的正確運用[1]。在灌區渠道襯砌中，混凝土固腳被廣泛運用，一般起基礎穩定作用。其工作原理是利用自身重量防止混凝土板脫坡滑落。制作主要是混凝土現澆，強度一般為C20F200，10～15 m有分縫?；炷凉棠_的形狀大小和襯砌的坡比、長度有關，坡比小、長度大采用大體積固腳，坡比大、長度小采用小體積固腳，地質條件好可以采用全斷面護砌，省略混凝土固腳[2]。

在蛤蟆通灌區續建配套與節水改造過程中，渠道襯砌采取過不同形狀和尺寸的混凝土固腳，主要形狀分梯形斷面和長方形斷面，根據實際應用看，兩種形狀的固腳效果有一定的差別，具體情況如下：

(1)梯形斷面。采用梯形斷面的有四種尺寸：①上口200 mm、下口600 mm、高700 mm的直角梯形。例如：灌區2009、2010年度工程，總干渠護砌6.4 km采用了這個尺寸，坡比1∶2，護砌混凝土板14層。施工完成運行幾年后發現，護砌有塌方和膨脹土質的地方，再加上凍脹破壞，混凝土固腳有位移，倒塌現象，造成護砌崩塌。②上口500 mm、下口600 mm、高46.5 mm的直角梯形。例如：灌區2011年度工程五干渠護砌3.47KM采用了這個尺寸，坡比1∶1.75，護砌8層。施工完成運行幾年后發現，固腳沒有位移、倒塌現象。③上口300 mm、下口900 mm、高800 mm的等腰梯形。例如：灌區2012年度工程，總干渠護砌3.2 km采用了這個尺寸。坡比采用1∶2，護砌混凝土板11層，施工完成后，運行中發現其穩定性非常好，至今沒有發現移位，倒塌現象。④上口300 mm、下口600 mm、高700 mm的等腰梯形。例如：2012年度工程第一標段實驗段護砌0.1 km。這100 m混凝土固腳底部有30 cm碎石，用做透水試驗，通過幾年的運行來看，效果非常好，有效的降低了冬季護坡內的水位，對凍脹破壞起了非常好的作用。

(2)長方形斷面。采用了斷面長方形尺寸為300 mm×500 mm，例如：灌區2006、2008年度總干渠護砌1.35 km、2009年度二干渠護砌7.9 km，護砌工程設計混凝土板尺寸為0.7 m×0.5 m×0.1 m，護砌層數14層，坡比1∶2，對固腳的推力比較大，運行幾年后破壞點比較多，移位、倒塌現象嚴重。這說明混凝土固腳的尺寸、重量、穩定性不能夠滿足實際需要。二干渠護砌層數較少處未發現破壞，2009年度總干渠護砌0.5 km，固腳也是同樣尺寸，坡比1∶2，混凝土板14層，運行后也產生了倒塌現象(從2009年度開始，護砌混凝土板尺寸改成0.5 m×0.5 m×0.1 m)?；炷凉棠_的具體施工情況及效果見表1。

表1 2006—2012年混凝土固腳施工情況及效果一覽表

3 混凝土固腳在渠道襯砌中遇到的問題及解決辦法

在混凝土固腳施工中，支模完成后，一般采取溜槽輸送混凝土入倉，振動力根據模具材料來選擇，振動力過大容易起模跑模，24 h即可拆模成型，模具可重復利用，以減少施工費用，養護28 d后即可投入使用。由于是老灌區改造，渠道內的地質條件不同，同樣尺寸的混凝土固腳在不同地穩定性是不同的，沙土地穩定性非常好，黃黏土次之，草炭土穩定性最差。護砌完成后，由于混凝土固腳基礎不穩，混凝土固腳倒塌后，坡面會產生脫坡、滑坡現象。蛤蟆通灌區2006、2008、2009、2010年度護砌工程發生不同程度的脫坡、滑坡現象，就是由土質較差、固腳基礎不穩定造成的。所以，固腳尺寸的選擇應根據不同的地質條件來確定。

混凝土固腳施工一般在秋天施工，完成后才修坡護砌。在施工中發現混凝土固腳完成后，坡面里殘留的積水都被混凝土固腳阻擋隔斷，無法排到渠底，混凝土固腳外側水位提高，混凝土板護砌后積水仍不斷通過混凝土固腳頂部向渠道內滲水，冬季來臨時，渠道迎水面已經封凍，坡面內部積水仍向外部滲透，造成混凝土板凍脹[3]。針對這一問題，在灌區2012年度工程一標設置了100 m 試驗段，固腳基礎部位增加30 cm碎石，基本解決了坡面積水問題。

4 結 論

根據蛤蟆通灌區續建配套與節水改造項目多年的渠道混凝土固腳工程施工資料,分析了混凝土固腳在渠道襯砌中遇到的問題及解決辦法。通過近年的應用證明，渠道襯砌混凝土固腳尺寸大小的選擇應滿足兩點要求：第一，應考慮土壤條件、渠底坡面土質、坡面殘留積水、坡面凍脹的影響；第二，坡比與混凝土預制板層數的關系，坡比越小、層數越多，對固腳的推力就越大。如梯形斷面，是在工程實踐中比較合理的斷面。因此，合理的選擇固腳的形式和尺寸，既可減少投資、降低施工難度，也可保證工程質量，使灌區真正發揮節水灌溉、增產增收的有利作用。

[1] 方永惠.淺談引大灌區渠道防滲襯砌的作用[J].甘肅農業，2004，9(12)：1-2.

[2] 譚海森, 趙保華, 王瑞光. 不同渠道襯砌型式在鶴崗市應用中的比較[J]. 黑龍江水利科技, 2010, 38(1):235-236.

[3] 李國章. 石津灌區渠道防滲效果與灌溉用水效率關系分析[J]. 河北水利, 2015(5):26.

紀立民(1971-)，男，安徽蒙城人，工程師，主要從事灌區建設管理工作。E-mail:1751325007@qq.com。

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