U型渠道現澆混凝土襯砌施工技術

2024年3月7日發(作者：勵志書籍讀后感)

第１０卷第３期　２　０　１　２年６月　水利與建筑工程學報　Ｊｏｕｒｎｌａ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｖ０１．１０　Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．，２０１　２　Ｕ型渠道現澆混凝土襯砌施工技術　宋曉霞　，雷　剛２　（１．陜西省石頭河水庫灌溉管理局，陜西眉縣７２２３００；２．陜西省石頭河水電工程局，陜西眉縣７２２３００）　摘一要：混凝土Ｕ形渠道是目前公認的具有防滲效果好，輸水能力強，抗凍脹，節省渠道占地等優點的　種節水灌溉設施，結合石頭河水庫灌區渠道改造工程，重點論述ｕ型渠道混凝土襯砌施工工藝及施工　質量控制措施，對同類渠道工程施工具有一定的指導作用。　關鍵詞：現澆混凝土；襯砌；Ｕ型渠道；施工　中圖分類號：ＴＶ９３　文獻標識碼：Ａ　文章編號：１６７２—１１４４（２０１２）０３一Ｏ１９１—０４　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｏｆ　Ｕ－ｃｈａｎｎｅｌ　Ｌｉｎｉｎｇ、　ｔｈ　Ｃａｓｔ－ｉｎ－ｓｉｔｕ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ＳＯＮＧ　Ｘｉａｏ—ｘｉａ　，ＬＥＩ　Ｇａｎ　（１．Ｓｈａａｎｘｉ　Ｓｈｉｔｏｕｈｅ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　Ｍａｒ￣ｇｅｍｅｎｔ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｍｅｉｘｉａｎ，Ｓｈａａｒ￣ｘｉ　７２２３００，Ｃｈｉｎａ　２．Ｓｈａａｎｘｉ　Ｓｈｉｔｏｕｈｅ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｍｅｉｘｉａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ　７２２３００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　Ｕ－－ｃｈａｎｎｅｌ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｉｓ　ａ　ｗａｔｅｒ－－ｓａｖｉｎｇ　ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｗｉｔｈ　ｓｕｃｈ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｓ　ｇｏｏｄ　ｓｅｅｐａｇｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｅｆｆｅｃｔ，ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ　ｐｏｗｅｒ，ｇｏｏｄ　ｆｒｏｓｔ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｓａｖｉｎｇ　ｌａｎｄ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃａｎａｌ　ｒｅ—ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｉｎ　Ｓｈｉｔｏｕｈｅ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　Ａｒｅａ．Ｈｅｒｅ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｉｓ　ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｏｒ　Ｕ—ｃｈａｎｎｅｌ　ｌｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｍａｉｎｌｙ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｇｕｉｄｉｎｇ　ｆｕｎｃ－　ｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｃａｎａｌ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｓｔ－ｉｎ－ｓｉｔｕ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｌｉｎｉｎｇ；Ｕ－ｃｈａｎｎｅｌ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　混凝土Ｕ形渠道是反拱結構，具有防滲效果　好，輸水能力強，抗凍脹，不易破損，節省渠道占地等　改造工程及末級渠系配套工程主要以斗、分、農渠ｕ　型渠道的更新改造為主。目前灌區西干渠、北干渠　的斗渠均為Ｕ型斷面，東干一支、二支、八支及九　優點的一種節水灌溉設施。在保證渠道過流能力、　滿足不沖不淤流速的情況下，采用Ｕ型斷面現澆混　凝土襯砌不僅使水力最優斷面得到充分發揮，而且　施工簡便，防滲效果顯著。為了保證ｕ型混凝土渠　道現澆襯砌防滲的效果和耐久性，除了正確合理的　支、西分支等支渠部分渠段及斗農渠，也采用ｕ型　斷面。ｕ形渠道是對傳統的漿砌石渠道形式上的改　變，在同一設計流量下，比漿砌石渠道可節省材料　５０％，節約土地１／２，節約費用１／２。Ｕ型渠道以占　設計以外，必須大力提高施工技術水平，加強對混凝　土的品質、配合比以及混凝土拌和、運輸、澆筑、養護　等施工工藝的監督和管理，以保證施工質量，做到優　質、經濟、安全。　地面積少，投資少，斷面結構合理，整體性強，水力條　件好，輸水能力強，便于施工和管理，具有顯著的灌　溉效益。因此，Ｕ型混凝土渠道襯砌防滲技術在石　頭河水庫灌區得到了廣泛應用。　１灌區概況　石頭河水庫灌區位于關中西部，灌溉面積２４７　２灌區混凝土襯砌渠道的結構型式選　擇　石頭河水庫灌區所采用渠道的結構型式為ｕ　型斷面。Ｕ型斷面渠道底部為半圓或弧形，上部為　一ｋｍ２，有效灌溉面積１４７　ｋｍ２。灌區共有干渠５條，支　渠１５條，斗渠３２４條，承擔著岐山、眉縣２縣１４個鄉　鎮、１５２個自然村的農田灌溉任務。灌區斗渠田間　定傾角直線段的斷面形式。渠道渠底圓弧夾角為　收稿日期：２０１２．０２—２８　修稿１３期：２０１２－０４－０２　作者簡介：宋曉霞（１９７７一），女（漢族），陜西眉縣人，工程師，主要從事灌區農業灌溉管理工作。　

１９２　水利與建筑工程學報　第１Ｏ卷　１５２。～１５６。，兩側外傾角１２。～１４。。渠深與圓弧直徑　１－１，混凝土厚度４　ｃｍ～１０　ｅｍ。根據渠道設計流量　及抗凍抗滲要求，結合灌區實際，選定混凝土防滲層　厚度為８　ｃｍ，強度標號為Ｃ１５，抗凍標號為Ｆ５０，抗滲　標號為Ｐ４。為避免混凝土的熱脹冷縮造成破壞，沿　渠道橫向每４　ｍ設一道伸縮縫，內用聚氯乙烯膠泥　填充，ＭＩＯ水泥砂漿封口。Ｕ型渠道斷面尺寸選用　滿足Ｈ：２Ｒ　１，這樣既能接近水流最佳斷面，又便于　施工，且節約材料，抗凍性能好。Ｕ型混凝土襯砌渠　道斷面幾何尺寸和引水流量參數見表１。　表１　Ｕ型混凝土襯砌渠道斷面幾何尺寸和引水流量參數表　３　ｕ型現澆混凝土襯砌渠道施工工藝　３．１施工準備　是嚴格控制土壤含水率；三是用蛙夯和立夯夯實，條　件允許地段用小型壓路機壓實；四是回填夯實時采　用分層夯實的方法，每層鋪土厚度控制在２０　ｃｍ～２５　ｃｍ以內，分層夯實不少于３遍，杜絕漏夯、虛土層、　渠道混凝土襯砌工程施工前，應進行詳細的施　工組織設計。充分作好料場、攪拌場等施工場地的　布置以及施工用電、用水、道路和機具設備的準備工　橡皮土等現象發生，夯實后的干密度不小于１．６　ｔ／ｍ３。　作。應對試驗和施工的設備進行檢測和試運行，如　不符合要求，應予更換或調整。還應作好永久性和　３．２．３渠槽土方開挖　Ｕ型渠道土方開挖采用小型挖掘機或開溝機開　臨時性排水設施，確保襯砌渠床符合施工要求。ｕ　型混凝土襯砌渠道施工工藝流程見圖１。　ｌ施Ｔ準備Ｈ２控制測量放樣Ｈ　３土方回填Ｈ４渠槽土方開挖　５人Ｉ　修上模卜＿一ｌ　６渠道混凝土澆筑卜＿—＿叫７人工收面壓光　８＃ｒｂ縮縫處理卜＋ｌ　９養護　Ｈ　１０建筑物施工Ｈ　１１渠堤整修　挖，局部采用人工開挖。開挖時先開挖主渠道，預留　１０　ｃｍ保護土層，后開挖ｕ型渠道。開挖主渠道土　方要根據現場實際情況堆放，不能影響后續施工。　機械開挖土方完成后，進行人工開挖和修土模。　３．２．４人工修土模　為避免表面干燥和施工中人為因素的踐踏及雨　水沖涮而造成的起塵和破壞，渠道削坡宜在混凝土　圖１　Ｕ型現澆混凝土襯砌渠道施工工藝流程圖　現澆前一天進行。削坡時應嚴格控制高程及表面平　整度，采用人工掛線精削，渠底及內邊坡平整度允許　偏差±０．５　ｃｍ。開挖ｕ型斷面時，每５　ｉｎ～１０　ｍ放　一３．２土方工程施工　３．２．１　渠道控制測量、放樣　土方工程施工前，應進行渠道施工放樣。首先，　用經緯儀定出渠道的中心控制線。中心樁在直線段　每５０　ｍ一個。彎道處５　Ｉｌｌ一個。用鋼尺量距，誤差　標準斷面土模模具，掛線繩作為土模控制線，對兩　個斷面之間的渠道土模進行多次整修，特別是弧形　段，確保混凝土厚度都達到設計要求。如果削坡過　量，不得用浮土回填，應采用與現澆同標號的混凝土　不超過１／１０００。測角時兩次誤差不超過３　。其次，　按四等水準要求控制高程，閉合精度要求控制在２０　ｔ砌以內［　。每２００　ｍ留一個臨時高程控制點。最　后，根據中心線和高程控制點，放樣出渠道底腳線和　渠口線共四條控制線。　３．２．２土方回填　填充或者用新土回填夯實后再重新修模。　３．３渠道現澆混凝土施工　３．３．１豫馘精　渠道混凝土所用材料應符合《水工混凝土施工　襯砌渠道多為新筑填方渠道，渠道土質比較疏　規范｝ＳＤＪ２０７—８２的有關規定［　，由于具有抗凍抗滲　要求，該灌區渠道襯砌混凝土所用水泥為社會水泥　廠生產的社會牌４２５普通硅酸鹽水泥。砂料為中　松，襯砌前根據襯砌所需的密實度要求，必須進行夯　實。渠道土方回填時應按以下技術要求進行：一是　清除渠床內雜草、表面虛土、腐殖質等其他雜物；二　砂，以級配良好、質地堅硬、顆粒潔凈的天然河砂為　好，由硬質巖石軋碎的人工砂也可以，要求質地堅　

第３期　宋曉霞，等：ｕ型渠道現澆混凝土襯砌施工技術　１９３　硬、顆粒潔凈，耐久性好，且不得包含團塊、鹽堿、壤　土、有機物和其它有害雜質，細度模數控制在２．２～　３．０內，含泥量小于３％，含水率小于４％，根據該地　區條件采用渭河中砂。石料粒徑為１　ｅｍ～３　ｅｍ，須　選用質地堅硬、清潔、級配良好的石子，超徑含量控　制在１５％以內，遜徑應小于１０％，針片狀含量不大于　１０％，該地區渭河卵石產量豐富，工程采用渭河卵石。　拌制和養護混凝土，采用當地群眾生活飲用水。　３．３．２混凝土配合比控制　現澆混凝土的配合比應滿足強度、抗凍、抗滲及　和易性要求　３。水灰比的最大允許值為０．６，混凝　土的坍落度控制在１　ＣＩ￣＇Ｉ～３　ｅｍ，混凝土拌和須采用　機械拌和。低溫季節或渠床面較濕潤時，坍落度宜　適當減小；高溫季節或渠床面較干燥時，宜適當增　大。混凝土設計指標為：強度標號Ｃ１５、抗凍Ｆ５０、抗　滲Ｐ４。本工程所使用的實驗室混凝土配合比以每　立方米混凝土所用水泥重量Ｃ、水重量　、砂子重　量ｓ、石子重量Ｇ表示：Ｃ為２９８　ｋｇ、Ｗ為１７９　ｋｇ、Ｓ　為６９０　ｋｇ、Ｇ為１　２３０　ｋｇ；以水泥重量為１時表示，則　Ｃ：　：Ｓ：Ｇ＝１：０．６：２．３１：４．１３。每次拌和施工配合比　為：Ｃ為１００　ｋｇ、Ｗ為６０　ｋｇ、Ｌｓ為２３１　ｋｇ、Ｇ為４１３　ｋｇ。　３．３．３現澆混凝土襯砌　渠道土模必須進行驗收合格后，方可進行混凝　土澆筑施工。人工澆筑施工，比較困難，速度太慢，　質量不穩定。經過多方考察論證，石頭河水庫灌區　渠道混凝土澆筑采用配套的ＱＤ一３０．４０型氣動切縫　ｕ型襯砌機進行襯砌，該機由導向模：料斗、成型振　動模、滑模，兩臺柴油機、多級振動器，變速卷楊機，　牽引機構組成。ｕ型襯砌機以傳動皮帶帶動多級振　動器和牽引機構工作，通過襯砌機前進，震動模震動　吃料，達到混凝土密實，再經拖模收漿，穩定拉光定　型，形成ｕ型混凝土渠道。它能將混凝土一次澆筑　成形，振動密實，連續工作，工效高、質量好，襯砌效　率為人工襯砌的１２倍，表面光滑平整，粗糙率小于　０．０１５，有效提高了渠道襯砌的速度和質量。襯砌機　宜均勻連續工作，前進速度一般控制在０．５０　ｍ／ｒａｉｎ　～０．８０　ｍ／ｍｉｎ，每天襯砌成型渠道１５０　ＩＴＩ～１８０　ｍ。　連續澆筑混凝土施工工藝，既操作方便，又施工速度　快，且混凝土質量高，適合我國國情，便于推廣使用。　３．４混凝土渠道后續施工處理工藝　３．４．１　渠道混凝土袁層壓光收面　Ｕ型襯砌機過后，對已襯砌的渠道表面要進行　人工壓光收面，收面至少３遍，要求達到混凝土表面　平整、光滑，無石子外漏，無蜂窩麻面等。如果局部　出現少漿、蜂窩、麻面，可以拌和高標號砂漿局部裹　漿，用木模搗勻后再用鋼模壓光處理。　３．４．２渠道伸縮縫處理　渠道伸縮縫縫面填料施工，首先將伸縮縫內及　兩側混凝土表面清理干凈，然后用Ｍ７．５水泥砂漿　鋪底，再用聚氯乙烯膠泥條塞填至縫內，并用酒精噴　燈烘烤后壓實，使聚氯乙烯膠泥條填塞密實，表面用　Ｍ１０水泥砂漿填塞抹面封口。伸縮縫縫面應平整、　潔凈、粘貼牢固。　３．４．３養護　混凝土的養護是保證和提高混凝土質量的重要　環節，特別是Ｕ型渠道混凝土襯砌結構具有壁薄，　外露面積大的特點，養護不及時，表面就會出現干裂　縫隙，影響工程質量，因而養護工作尤為重要，必須　專人負責，并作好養護記錄。一般正常氣溫下，混　凝土澆筑后６　ｈ～１８　ｈ即可養護，養護方法是在混凝　土的表面覆蓋濕草簾、濕蘆席等，勤灑水，始終保持　混凝土表面濕潤，養護時問一般不少于２８天。　３．４．４建筑物施工　渠道建筑物施工應與渠道襯砌施工結合，同步　交叉進行。主要有取水斗口、跌水、渡槽及斗門安裝　等。　３．４．５渠堤整修　渠堤整修為渠道施工的最后一道工序，要求人　工整修平整，美觀大方。渠堤內口線、外邊線共四條　直線應平直順暢，外坡坡比一致。石頭河水庫灌區　渠道渠堤寬度為０．５　ｍ一４．０　ｍ，渠堤外坡比為１：１。　４施工質量控制和檢查　為保證混凝土施工質量，除必須選擇適宜的原　材料及確定恰當的配合比外，在施工過程中還必須　對混凝土原材料、混凝土配合比、施工各主要環節及　硬化后的混凝土進行質量控制和檢查。建立健全質　量管理和保證體系，制訂必要的技術管理與質量控　制制度。首先，對原材料質量進行控制。原材料質　量的優劣對混凝土質量有很大影響，施工時必須經　常按批按量對混凝土原材料的各項技術性質進行取　樣檢驗，主要有水泥強度、凝結時間、主要摻和料品　質檢驗，石子、砂子骨料的細度模數、含泥量、含水率　檢驗。其次，對混凝土拌和及混凝土拌和物的質量　控制。混凝土施工配合比必須通過試驗，滿足設計　技術指標和施工要求，并經審批后方可使用。混凝　土施工配料單必須經校核后簽發，并嚴格按簽發的　混凝土施工配料單進行稱量配料。混凝土拌和生產　

水利與建筑工程學報　第１０卷　中，定期對混凝土拌和物的均勻性、坍落度、稱量衡　器精度進行檢驗。混凝土拌和物溫度、氣溫和原材　料溫度，每４　ｈ檢測１次。在混凝土施工現場取樣，　對混凝土抗壓、抗滲、抗凍指標進行檢測分析。最　后，對混凝土澆筑質量進行檢查與控制。混凝土澆　筑前應清理基礎面，對襯砌機模具進行檢查，取得開　倉證后方可進行混凝土澆筑。混凝土澆筑應嚴格控　制襯砌機行進速度，確保混凝土澆筑振搗密實，并對　水平，保證工程質量的關鍵所在。ｕ型混凝土渠道　在石頭河水庫灌區的廣泛應用，為建設節水型社會，　起到了積極的作用。對同類渠道襯砌工程具有重要　的參考意義。　０　參考文獻：　一４　一３　１—７　０　Ｏ　０　０　０　一９　Ｏ　０　［１］　中華人民共和國行業標準．ＳＩ５２—９３．水利水電工程施　工測量規范［Ｓ］．北京：水利水電出版社，１９９３．　一２　一３　２—７　０　２—５　０　［２］中華人民共和國電力行業標準．ＤＩＲＴＳ１４—２００１．水工　一４　３　２—７　３　２—５　混凝土施工規范［Ｓ］．北京：中國電力出版社，２００２．　［３］中華人民共和國國家標準．ＧＢ５００１０—２００２．混凝土結　構設計規范［Ｓ］．北京：中國建筑工業出版社，２００２．　Ｏ　０　０　１　９　０　０　混凝土外觀質量進行嚴格控制。　Ｏ　０　一７　４—９　一５　０　５結語　在節水灌溉工程建設中，Ｕ型混凝土渠道具有　良好的防滲效果，施工工藝比較成熟，在灌區得到了　廣泛的應用。嚴格程序，規范管理是提高施工技術　爺　孫　爾　乖　壞　環　［４］中華人民共和國行業標準．￥Ｌ１７６—２００７．水利水電工程　施工質量檢驗與評定規范［Ｓ］．北京：水利水電出版社，　２ｍ７　秘　綿　（上接第６６頁）　從表１可以看出，該模型具有較好的預測效果，　具有較高的預測精度，可以用于大壩的變形預測。　４結語　受多種因素的影響，大壩變形監測數據不可避　免地存在隨機性和波動性變化，如果采用不恰當的　方法建立模型進行變形預測，就不會得到較好的預　測效果［　。本文基于灰色模型適于揭示數據發展趨　勢的特點和馬爾科夫模型適于描述隨機波動數據的　建立改進的新陳代謝式的灰色馬爾科夫變形預　測模型　＝　Ｐ＝（口？“ｌｘｍ，將新模型預測值　與傳統ＧＭ模型預測值進行對比，并分別求出其殘　差值，計算結果列于表１。　表１預測精度分析　優點，研究了改進的灰色馬爾科夫預測模型，結合某　大壩的沉降監測數據進行建模預測，獲得了較好的　預測效果，表明本文研究的方法有較好的應用價值。　參考文獻：　［１］馮江浪．改進灰色馬爾科夫模型及其在水資源預測中　的利用［Ｊ］．物探化探計算技術，２０１０，（１）：ｌＯ９—１１２．　［２］李海濤．運用馬爾科夫預測法預測股票價格［Ｊ］．統計　與決策，２００２，４（５）：２５．２６．　［３］劉思峰，郭天榜，黨耀國．灰色系統理論及應用［Ｍ］．北　京：科學出版社，１９９９．　［４］穆勇．一種新的灰色無偏ＧＭ（１，１）模型建模方法　戈，林學鈺．加權馬爾可夫模型在降水豐　［Ｊ］．濟南大學學報（自然科學版），２００２，１６（４）：３６７—３６９．　［５］孫才志，張２３（４）：１００．　枯狀況預測中的應用［Ｊ］．系統工程理論與實踐，２００３，　［６］李東，蘇小紅，馬雙玉．基于新維灰色馬爾科夫模型　的股價預測算法［Ｊ］．哈爾濱工業大學學報，２００３，３５　（２）：２４４—２４８．