黑龙江省龙头桥灌区渠道防渗防 ...

一、工程概况

黑龙江省三江平原地区是我国重要的商品粮基地,龙头桥灌区位于三江平原腹地,是三江平原的重要组成部分。2010年4月21~23日考察的渠道防渗防冻胀典型工程就是该灌区的青山总干渠。

1、地理位置

灌区在挠力河中上游地区,行政区划包括宝清县的6个乡、五九七国营农场二分厂、八五二国营农场三分场等。灌区东西宽约40km,南北长约58km,地理坐标为北纬132°00′~132°40′,东经46°15′~46°45′。灌区总面积为66.84万亩,设计净灌溉水田面积为43.10万亩。

2、气象水文

灌区属于寒温带大陆季风气候区,夏季高温多雨,冬季干冷而漫长。最高气温出现在7月份,极温为36.6℃,最低气温出现在1月份,极温为-37.2℃。冬季结冰期长达150d~180d,最大冻深可达2.53m。灌区多年平均降水量为518mm,属于半干旱地带。

龙头桥灌区位于挠力河中上游两岸的平原地带,灌溉水源为龙头桥水库及挠力河区间径流。流域内有7个水文站,采用宝清水文站为本工程设计的代表站,水文资料精确可靠。

3、工程地质

灌区内渠道沿线地形平缓,地貌属高漫滩。局部有冲沟、泡沼等地貌。青山总干渠段地表岩性为高液限粘土和级配不良粗砂,表层粘性土仅局部分布,岩性以粗砂为主。粗砂层渗透性好,分布连续,地下水埋深在1.5~3.6m,因此成渠条件较差,渠道过水必将产生渗漏,必须作防渗处理。

二、渠道工程设计

龙头桥灌区青山总干渠道长5065m,渠道防渗衬砌形式为梯形断面半铺全防的复合防渗衬砌结构。即边坡、渠底全部铺重量为400g/m2二布一膜复合土工膜防渗,边坡为50cmΧ75cmΧ10cm预制混凝土板,预制板下铺5cm厚砂垫层。渠底为复合土工膜上加50cm回填土,坡脚设梯形混凝土固脚。渠道大多为挖方渠道,其水利要素见下表。

三、渠道施工技术要求

1、施工前准备

根据设计图纸进行渠道平面位置放样,确定渠道设计中心线,然后根据设计提供的每100m一个横断放样,渠道转弯处按曲线放样,曲率半径300m。在此基础上进行渠道开挖和填筑。施工过程中应经常复测以保证渠道的顺直。

2、渠道开挖

(1)一定按照施工图进行开挖,渠道超挖不允许超过10cm,不允许欠挖,开挖边坡不允许出现塌腰和胀肚现象,要求表面平整顺直,渠道横向高程也要水平。

(2)开挖后的渠道中心线应与设计线吻合,不得有偏差。

(3)施工完的渠道纵、横断面应符合设计纵、横断面。

3、渠堤施工

(1)渠堤的填筑质量应严格按照《堤防工程施工规范》(SL260-98)执行。

(2)清基:凡筑堤渠段,堤基与取土场均需清基,清基厚度30cm。以利于取土与堤基很好的结合。

(3)堤身填筑:堤身填筑分层回填,分层碾压,分层填土厚度不得超过30cm,碾压后的干容重不得小于1.55kg/m3,堤段与堤段之间的施工缝不得留有垂直缝,衔接时其坡度不应小于1:3,否则不宜结合。堤身填筑土料,不得含有草皮、垃圾、树根、苇根等杂物。

4、渠道衬砌施工

(1)整坡:铺设护坡材料时,先按设计边坡进行整形,整形过程中不允许找斜面坡添补,如非添补不可时,需沿轴线方向,分层平铺,进行碾压,碾压后将多余浮土消除,整形后的坡面应光洁平整。

(2)土工膜的铺设:二布一膜复合土工膜的性能指标,单位面积质量不小于400g/m2,经纬向断裂强度不小于200N/5cm,经纬向断裂伸长率不小于40%,梯形撕裂强度不小于100N,圆球顶破强度不小于300N,CBR顶破强度不小于600N,渗透系数小于1Χ10-10cm/s。

铺设土工膜的注意事项及保护措施:

1)为防止太阳紫外线照射,影响土工膜寿命,应边铺土工膜、边铺混凝土预制板,避免土工膜长时间曝晒。

2)铺设土工膜期间工作人员不得穿有钉子的鞋,应穿胶底或布底鞋进入施工现场。

3)土工膜整卷铺设时,应在自由状态下铺设平直,不允许强拉硬扯,以免土工膜意外伸长变形。

(3)预制混凝土板的要求

混凝土板的标号为C20、F200。

水泥:护坡混凝土板处于水位变化区,并有抗冻要求,因此,应首选硅酸盐水泥。

骨料:要求粗骨料力学性能良好,抗风化,抗冻融,骨料要进行冲洗,选用符合混凝土级配要求的骨料。

砂料:应质地坚硬,清污级配良好,含泥量不超过规范规定,不应含有粘土团块。

水:凡适于饮用的水,都可以用以拌制和养护混凝土。

四、青山总干渠道工程经验总结

渠道工程于2005年建成,除个别渠段因渠基施工质量没掌握好而有一、二处小面积塌陷外(并已及时维修),其余渠道至今仍运行很好,没有冻胀破坏现象。从青山总干渠典型工程运行效果看,以下几点是致使渠道工程运行良好的重要因素:

1、混凝土预制板的应用

青山总干渠道大多为挖方渠道,且渠底宽又在七米以上,因此设计采用边坡为50cmΧ75cmΧ10cm预制混凝土板衬砌。施工时为了加快施工进度,提高混凝土预制板的产量,也为了保证预制板的质量,共分四个工地进行预制板的生产加工,每天四个工地可生产标号为C20、F200的5000块预制板以供渠道工程使用。

采用混凝土预制板不但可以提高施工速度,而且可以保证混凝土的质量。同时,它可以适应渠基产生的冻胀变形,当冻融消失时,预制板也基本复原,不会象现浇的大块混凝土板那样产生冻胀裂纹甚至断裂。混凝土预制板的完好无损,也就保证了下边的砂垫层和防渗膜的整体完好性,达到了渠道防渗放冻胀的效果,发挥了输水渠道工程的应有效益。

2、坡脚与齿墙的连接

为了防止坡脚混凝土预制板下滑,经过请示批准,把原设计略有改动。在浇筑坡脚下方混凝土齿墙时,同时沿渠坡方向向上一米也现场浇筑厚10cm的混凝土,并与齿墙连接一体。这样坡脚和齿墙就形成了一个连续的整体,增强了坡脚渠基的稳定性,也防止了渠坡混凝土块的下滑。事实证明,这种施工方法确实解决了以往渠坡坡脚混凝土块下滑的问题,保证了渠道工程的整体连续性,也是促使渠道工程能良好运行的主要因素。

3、防渗防冻胀结构选择

青山总干渠道防渗衬砌形式为梯形断面半铺全防的复合防渗衬砌结构。即边坡、渠底全部铺重量为400g/m2二布一膜复合土工膜防渗,边坡为预制混凝土板防护,预制板下铺5cm厚砂垫层,起到保护防渗膜和使预制板平整的作用,渠底为复合土工膜上加50cm厚回填土,即保护了防渗膜又不怕渠基冻胀。采用这种防渗防冻胀结构措施,不但节省工程投资还可以提高渠道防冻胀能力,延长了工程使用寿命,是最经济合理的渠道防渗防冻胀工程结构措施。

青山总干渠

混凝土预制板(1)

混凝土预制板(2)