探析寒冷地區的水利高填方渠段襯砌施工技術

肖志丹

摘 要：在一些天氣寒冷、海拔較高的區域進行高填方區段襯砌施工時，需要制定科學的計劃工作，還要采用合理的施工技術，除此之外，還要考慮整個防凍效果，保證整個渠道工作的安全。本文主要結合具體的案例進行分析，從而探析水利高填方襯砌施工技術。

關鍵詞：水利；高填方；襯砌；施工技術

1 案例介紹

本次研究所選擇的工程是一種高填方渠道，并且走向呈南北勢，整個渠道的斷面呈提醒情況。根據測量，渠道的深度為3米6，而設計過程中整體流量為每秒33m3。并且現階段整個灌溉面積為41.2×104hm2。整個工程受到所處環境的氣候以及地理環境的具體影響，水資源十分的匱乏，該地風沙天氣多，降水量小。水資源主要來自于黃河，并且可利用的水資源也十分稀少，人地與水整個呈現出一種矛盾突出的情況。而根據現階段本區域的具體情況來看，想進一步加強水資源的節約，控制整個水資源的下滲能力，需要對整個水資源通過的渠道進行襯托砌實，我們需要進一步加大整個渠道工程的襯砌施工。

2 渠道襯砌施工的具體試驗

因為渠道所處環境冬天十分寒冷，平均氣溫維持在零下13℃左右，并且整個霜凍期長達140d，最大凍深深達92厘米。渠道的陽坡土質為粉質壤土，陰坡土質為重粉質壤土。根據地區具體環境情況情況，選擇防凍脹效果更好，并且具有更高經濟價值的襯砌方式。

2.1 結構形式的具體選擇

本次試驗一共對十二中結構形式進行試驗，并且結合具體的環境情況，使用梯形的斷面進行整個渠道的襯砌，就如圖1所示。在山坡的坡腳使用漿砌石，而漿砌石的尺寸要控制在100×80cm之內，邊坡的地步使用長度為160cm，厚度為30-60cm的漿砌石。這樣可以加強整個底部的穩定程度。同時上部分可以使用標號為C15的混凝土預制板，不同板的連接之間縫隙的寬度需要控制在10cm之間。而填筑材料則選擇使用C20的細石混凝土。在混凝土班之下，需要鋪設一部分的放送材料，一般防凍材料主要選擇砂礫、土工布以及一些乙烯材料混合在一起制成的，將乙烯塑料膜作為基礎鋪在整個渠道的最底部。

2.2 具體試驗方法

2.2.1 首先要使用密度和厚度不同的聚苯乙烯板來作為主要的保溫材料進行保溫，從而能夠減輕整個渠道底部的凍深量和凍脹量。選擇適用厚度的聚苯乙烯板，本次主要選擇的為5厘米、6厘米和7厘米?，F階段市場上一般都是使用1m×6m的大尺寸聚苯乙烯板，并且密度也只有20kg/m3和16kg/m3兩種。

2.2.2 其次，要降低整個渠道基層土內的含水量，降低一旦出現凍脹而引起的變形情況，分別使用30厘米厚的砂礫石和30至60厘米厚的砂礫石。本次試驗所使用的砂礫石中含土量要控制在5%以下，并且全體砂礫石的直徑都要控制在50mm之內。并且再上面鋪一層土工布。另外，確保防滲，要在砂礫石和混凝土板之間多鋪設一層聚苯乙烯塑料薄膜。另外，在混凝土板以及漿砌石邊坡連接處，設置排水管，排水管的尺寸規定為直徑在20mm，長度約為80cm左右。這些排水管一層要深入到石層內部，另一層要深入到邊坡內部。在排水管要進行二次加工，在不同位置上打眼，留空，并且在外部使用土工布進行包裹。另一側，則是要將單向逆止閥埋入邊坡之中。安裝單向逆止閥的主要目的是保證整個渠道中的水都流向指定位置中區，從而降低整個渠道內部的需水量，從而避免在寒冷的冬天出現凍裂的現象，對整個工程的穩定和安全產生威脅。

2.2.3 槽形板的具體厚度要控制在12cm之內，肋寬和肋高的規格分別為7.5cm和6cm，并且兩種槽形板的規格分別為500mm×200mm和500mm×500mm。整個槽形板的凹面要朝下，之所以這樣安排，首先是為了保證空氣能夠留在整個凹面之內，從而保證溫度。其次是使用這種模板可以抵御在整個冬天寒冷的環境中出現一些材料的變形。因為一般使用的矩形混凝土作比較，凹形槽型板不會增加整個混凝土量，從而減少施工成本的投入。

3 防凍效果對比

3.1 不同襯砌類型的防凍脹效果

（1）7cm苯板+7cm混凝土板比較。雖然保溫效果良好，但是由于苯板的厚度增加，導致工程造價增加。（2）6cm苯板和8cm混凝土板比較。和1相比防凍指標比接近，最高凍脹量為1.15cm。沒有剩余凍脹量。相比其他類型，地溫度更高，具有良好的保溫效果，苯板結構形式良好。（3）5cm苯板+8cm混凝土板。這種型式相比于1和2，防凍脹效果稍差，凍脹最大剩余量為0.162cm，最大凍脹量為2.41。和第2種苯板形式相比，工程造價較低。（4）30cm的砂礫石+5cm苯板+8cm混凝土板。在所有的襯砌類型中，這種襯砌形式的凍脹量變化最低。雖然地穩比其他類型的苯板要低，但是有較強的變形適應能力。（5）30～60cm的砂礫石+12cm的槽形板?；炷恋氖褂昧孔兓淮?。（6）30cm砂礫石++12cm槽形板。這種類型凍脹量的剩余值最高為1.78cm，剩余凍脹量和凍脹量比較高，凍脹回位不均勻。（7）30～60cm砂礫石+8cm六邊形板。這種結構的防凍效果和5類似，凍結融化后板面會回到原位。剩余的凍脹量很小。（8）30cm砂礫石+8cm六邊形。根據實驗結果來看，這種類型的防凍效果是最不好一種。（9）5cm苯板+8cm六邊形板。這種類型主要在渠道的陽坡應用。（10）5cm苯板+8cm六變形板。這種結構主要在渠道陽坡應用，通過觀測沒有出現凍脹變位的情況。（11）0.3mm塑模+8cm混凝土板。這種結構主要在渠道陽坡使用，相交于9，10來說，防凍脹效果稍差?；炷涟鍟a生橫向凍脹裂縫，并且出現輕微的凍脹位移。（12）0.3mm塑膜+8cm混凝土板+5cm苯板。試驗證明，此種類型的襯砌凍脹力要低于其他類型的凍脹量，具有良好的防滲效果。

3.2 評價防凍脹效果

經過試驗證明，類型1，2，3中，類型1的斷面要比類型2的斷面差，而類型3的斷面要比類型1的斷面差。不過，類型3的斷面雖然凍脹效果稍差一些，但是工程造價比較低，投資小。4，5，7.12襯砌類型比較好。其中4由于剩余凍脹量和最大凍脹量最低，可以更好的適應凍脹變形，具有較高的防凍脹效果。并且砂石的厚度不大，施工方便。是非常理想的一種襯砌結構類型。類型12中由于使用了塑料薄膜，凍脹量顯著降低，防凍效果良好。而類型5和7由于凍脹量比較大，剩余凍脹量也比較大。會降低工程的使用年限，并且預制混凝土的工藝較為復雜，施工難度較高。類型9，10，11處于渠道的陽坡，基本9和10已經將凍脹變形基本消除，防凍效果良好。類型11只是鋪設了塑料膜，并沒有使用保溫苯板，雖然有一定的凍脹量，但是變化很小。比較適用于東西走向的渠道。根據觀測結果來看，在苯板結構中增加塑料防滲薄膜，會取得更高的防滲效果和防凍脹效果。并且，可以省下粘結苯板的工序。

4 結論

本文結合工程所在具體地區的實際氣候、環境情況，使用分析對比的方法確定了具有良好防凍脹和防滲效果的高填方襯砌類型，提高了渠道的使用壽命，具有較高的經濟價值和應用價值。

參考文獻

[1]郎西昌.芻議水利高填方渠段襯砌的施工技術[J].科學與財富，2015（17）：337.

[2]周鵬.水利高填方渠段襯砌的施工技術[J].中國水運月刊，2014，14（12）：209-210.

[3]林澤森.南水北調高填方渠段襯砌施工技術[J].淮南市，2014（11）49-50.