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總則1.0.1、1.0.2制定本標(biāo)準(zhǔn)的目的主要是為了滿足農(nóng)田灌溉、發(fā)電引水、供水等輸配水渠道防滲襯砌工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、監(jiān)測(cè)和管理的需要,提高其技術(shù)水平,保證工程建設(shè)質(zhì)量和預(yù)期的壽命,達(dá)到持續(xù)高效輸水,充分發(fā)揮工程效益。10.3渠道防滲襯砌工程,技術(shù)復(fù)雜,適用范圍較廣。因此,在本條中根據(jù)工程的特點(diǎn)規(guī)定了進(jìn)行渠道防滲工程建設(shè)應(yīng)遵循的基本原則和方法,力求技術(shù)先進(jìn),包括在執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)還可結(jié)合具休工程條件進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn),并在此基礎(chǔ)上采用先進(jìn)技術(shù)、新材料和生態(tài)化的方法,從而為補(bǔ)充和完善本標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。1.0.5本標(biāo)準(zhǔn)只包括渠道有關(guān)防滲襯砌工程技術(shù)的要求,其他常規(guī)工程技術(shù)要求仍應(yīng)遵守灌溉排水、發(fā)電引水、供水等渠道工程現(xiàn)行的國家和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
3.1水土資源平衡分析成果復(fù)核3.1.1水土資源平衡分析成果復(fù)核主要是分析可供水量、灌溉需水量的變化情況,按各級(jí)渠道進(jìn)行水資源供需分析,復(fù)核渠道設(shè)計(jì)流量。3.1.2可供水量包括地表水可利用量和地下水可利用量,一般應(yīng)根據(jù)已批準(zhǔn)的水量分配方案進(jìn)行復(fù)核。沒有水量分配方案時(shí),地表水可供水量應(yīng)充分考慮取水?dāng)嗝嫔嫌蔚貐^(qū)用水的影響,扣除上游耗水量及引調(diào)水量等消耗水量后,分析計(jì)算年來水量及月分配過程,按需水過程分析計(jì)算可利用量;地下水可供水量根據(jù)灌區(qū)內(nèi)地下水可開采量、機(jī)井的出水量分析復(fù)核,地下水可開采量應(yīng)根據(jù)滲透系數(shù)、潛水含水層的給水度(承壓含水層的釋水系數(shù))、降雨入滲補(bǔ)給系數(shù)、灌溉入滲補(bǔ)給系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)分析計(jì)算,相關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)可采用已有成果。3.1.3隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,灌區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、灌水方式變化以及相關(guān)區(qū)域內(nèi)生態(tài)需求可能變化較大,因此,本條特別提出重點(diǎn)分析作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、灌水方式變化、生態(tài)要求等對(duì)灌溉需水量的影響。3.1.4、3.1.5灌區(qū)供需平衡分析要求在對(duì)渠道分配水量與需水量平衡分析的基礎(chǔ)上,再根據(jù)不同水平年、不同保證率條件下的可供水量與灌溉需水量進(jìn)行供需平衡分析,明確不能平衡的渠道及控制區(qū)域,分析論述防滲襯砌渠道的必要性和可行性,并分析復(fù)核各級(jí)渠道現(xiàn)狀條件下的設(shè)計(jì)流量。3.1.6已建灌區(qū)有各自的灌溉習(xí)慣,各級(jí)渠道也積累了一定的實(shí)測(cè)流量資料,因此,渠道設(shè)計(jì)流量可根據(jù)歷年實(shí)測(cè)流量資料通過頻率分析法復(fù)核確定。3.2規(guī)劃目標(biāo)及防滲等級(jí)劃分3.2.1本條對(duì)規(guī)劃目標(biāo)的確定提出了要求。應(yīng)以當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)建設(shè)規(guī)劃、水利綜合規(guī)劃為基礎(chǔ),與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)區(qū)劃、農(nóng)田水利建設(shè)規(guī)劃相適應(yīng),以節(jié)水及提高輸水效率中心確定節(jié)水目標(biāo);根據(jù)灌區(qū)節(jié)水灌溉規(guī)劃、節(jié)水目標(biāo),綜合分析確定規(guī)劃目標(biāo)。3.2.2工程設(shè)計(jì)中需要確定工程級(jí)別,本條給出了按流量大小劃分防滲襯砌渠道工程級(jí)別和規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)。3.2.3渠道防滲襯砌規(guī)劃應(yīng)初步確定渠道防滲等級(jí),本條從水資源緊缺程度、供水成本、運(yùn)行條件等方面提出了渠道防滲等級(jí)劃分的要求。1水資源緊缺地區(qū)的地表水灌區(qū)、地下水超采區(qū)的井灌區(qū)為節(jié)省寶貴的水資源,應(yīng)最大限度的減小滲漏水量,以滿足灌溉水量需求;高揚(yáng)程的提水灌區(qū)運(yùn)行成本較高,應(yīng)最大限度減少提水量以降低運(yùn)行成本;高填方渠道如果滲漏嚴(yán)重,容易形成滲漏通道,發(fā)生渠道垮塌事故。因此,上述渠道對(duì)防滲效果要求很高,其防滲等級(jí)應(yīng)采用I級(jí)。2不良地質(zhì)條件渠道、特殊土渠基渠道一旦出現(xiàn)問題,維修較困難,影響渠道正常運(yùn)行;低揚(yáng)程的提水灌區(qū)運(yùn)行成本相對(duì)較高,盡可能減少提水量以降低運(yùn)行成本;承擔(dān)防洪任務(wù)等涉及安全的骨干渠道,如果滲漏嚴(yán)重,容易形成滲漏通道,影響防洪安全。上述渠道對(duì)防滲效果要求相對(duì)較高,其防滲等級(jí)應(yīng)不低于II級(jí)。3渠道斷面和過流能力與原設(shè)計(jì)基本一致,能夠滿足灌溉、補(bǔ)源期間的輸水要求的渠道,對(duì)防滲效果要求不高,防滲等級(jí)可適當(dāng)降低,宜采用III級(jí)、IV級(jí)。4渠道斷面和過流能力與原設(shè)計(jì)基本一致,為保持原斷面形狀而采取襯砌工程措施的渠道,對(duì)防滲效果沒有要求,其防滲等級(jí)可采用V級(jí)。5已修建防滲工程但不能滿足防滲等級(jí)要求的渠道,為提高水源利用率、降低運(yùn)行成本,應(yīng)按相關(guān)要求進(jìn)行升級(jí)改造。3.2.4、3.2.5本條根據(jù)渠道單位面積滲漏量大小給出了渠道防滲等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)根據(jù)選定的渠道防滲等級(jí)、襯砌材料及相關(guān)試驗(yàn)資料,初步分析確定滲漏量,分析渠系節(jié)水潛力。3.2.6~3.2.8參照《水利水電工程合理使用年限及耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL654-2014),對(duì)防滲襯砌工程的合理使用年限做了相應(yīng)規(guī)定,選定襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足合理使用年限要求。在選定防滲襯砌結(jié)構(gòu)型式時(shí),應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)所處環(huán)境類別及作用等級(jí),表3.2.7、3.2.8-1、3.2.8-2分別對(duì)渠道防滲襯砌工程所處環(huán)境氣候分區(qū)、化學(xué)侵蝕環(huán)境等級(jí)及硫酸鹽環(huán)境侵蝕程度做了相應(yīng)規(guī)定。3.3工程總布局3.3.1防滲襯砌工程總體布局是防滲襯砌規(guī)劃的重要內(nèi)容,也是后續(xù)工程設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。工程總體布局內(nèi)容主要包括:渠道防滲襯砌原則;綜合考慮水資源條件、渠道工程現(xiàn)狀、地質(zhì)條件、渠道功能和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等多方面因素,擬定防滲襯砌工程方案;繪制工程總體布置圖。3.3.2本條提出了渠道防滲襯砌應(yīng)遵循的原則:1防滲襯砌的目的是減少水量滲漏損失,為使防滲襯砌工程發(fā)揮跟大效益,因此,應(yīng)優(yōu)先防滲襯砌輸水損失大、輸水效率低、土壤滲漏量大的骨干渠道。2提水灌區(qū)及井灌區(qū)需要提水灌溉,相對(duì)運(yùn)行成本較高,應(yīng)盡可能減少提水量以降低運(yùn)行成本,因此,提出宜全部防滲的要求。3不良地質(zhì)條件渠段一旦出現(xiàn)問題,維修較困難,影響渠道正常運(yùn)行;高填方及承擔(dān)防洪任務(wù)的渠段,如果滲漏嚴(yán)重,容易形成滲漏通道而出現(xiàn)安全問題。上述渠段為減少事故發(fā)生,保證渠道正常運(yùn)行,應(yīng)優(yōu)先防滲襯砌措施。4穿越城市市區(qū)渠段,除具有灌溉輸水要求外,同時(shí)還具有生態(tài)、河渠蓄水等城市景觀功能要求,因此,城區(qū)段渠道在防滲襯砌時(shí)應(yīng)兼顧城市其他功能的需求。5隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,對(duì)城鎮(zhèn)、村莊等居住區(qū)周邊的發(fā)展、生態(tài)環(huán)境等都有了較高要求,因此,擬定的防滲襯砌方案應(yīng)與土地規(guī)劃、生態(tài)景觀建設(shè)規(guī)劃及要求相協(xié)調(diào)。6灌區(qū)灌排渠系、建筑物、道路、林帶、管理設(shè)施等是相互關(guān)聯(lián)的整體,因此,渠道襯砌防滲應(yīng)與路、林、防護(hù)設(shè)施等形成有機(jī)整體,統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一治理。7渠道防滲襯砌工程建設(shè)應(yīng)積極采用成熟的新技術(shù)、新材料、新工藝,以保證灌溉工程的先進(jìn)性。8對(duì)于流速小、渠床穩(wěn)定、抗沖刷能力較好的挖方土質(zhì)渠道,在水源條件滿足灌溉要求、渠道過流能力能夠達(dá)到設(shè)計(jì)流量時(shí),應(yīng)維持自然生態(tài)土質(zhì)渠床,不宜采取襯砌措施。9對(duì)膨脹土、分散性黏土、鹽漬土、濕陷性黃土、強(qiáng)凍脹土等渠段,由于渠道土質(zhì)不同,處理方法各異,防滲襯砌方案應(yīng)進(jìn)行專門論證。3.3.3襯砌結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)滿足耐久性及合理使用年限要求,在選定防滲襯砌結(jié)構(gòu)型式時(shí),應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)所處環(huán)境類別及作用等級(jí),渠道防滲襯砌工程所處環(huán)境氣候分區(qū)、化學(xué)侵蝕環(huán)境等級(jí)及硫酸鹽環(huán)境侵蝕程度應(yīng)按本規(guī)范表3.2.7、3.2.8-1、3.2.8-2確定。3.3.4渠道防滲襯砌方案應(yīng)考慮渠道功能定位、節(jié)水目標(biāo)、當(dāng)?shù)貧庀髼l件、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)條件、自然生態(tài)狀況、當(dāng)?shù)剡m宜的防滲材料以及工程運(yùn)行要求等因素,經(jīng)多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定,本條提出了防滲襯砌方案確定的總體要求。 1渠坡和渠基穩(wěn)定是渠道防滲襯砌的基礎(chǔ),防滲襯砌工程須在穩(wěn)定渠床上進(jìn)行。 2渠道防滲襯砌應(yīng)選擇防滲效果好、輸水及防淤抗沖能力高的建筑材料及結(jié)構(gòu)型式,同時(shí)應(yīng)兼顧施工簡(jiǎn)便、管理維護(hù)方便的因素。 3渠道防滲襯砌工程實(shí)施后,由于渠床糙率變化致使水力要素發(fā)生變化,為保證各級(jí)渠道水位滿足取水、分水要求,在擬定防滲襯砌布局方案的過程中,應(yīng)充分考慮上述因素,必要時(shí)采取調(diào)整渠道縱坡、布設(shè)控制建筑物等工程措施,以滿足灌溉水位要求,并做好與原渠系水位的平順銜接。4隨著科技進(jìn)步,工程施工機(jī)械化水平越來越高,機(jī)械化施工具有施工工期短、施工質(zhì)量高、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),因此,防滲襯砌渠道采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)優(yōu)先采用機(jī)械化施工;對(duì)于設(shè)計(jì)流量小于5m3/s的5級(jí)渠道,其防滲襯砌具有結(jié)構(gòu)尺寸小、重量輕的特點(diǎn),可采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的裝配式預(yù)制混凝土渠槽進(jìn)行防滲襯砌。5防滲襯砌結(jié)構(gòu)選擇應(yīng)考慮生態(tài)環(huán)境因素。維護(hù)和改善渠道防滲襯砌區(qū)域的生態(tài)環(huán)境,是實(shí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略舉措,在滿足渠道邊坡穩(wěn)定、防滲效果的前提下,盡可能采取生態(tài)防滲襯砌結(jié)構(gòu)形式,當(dāng)防沖要求不高時(shí),可采用植被護(hù)坡、框格護(hù)坡等生態(tài)護(hù)坡型式,當(dāng)防沖要求較高時(shí),設(shè)計(jì)水位以下可采用混凝土、鋼筋混凝土等護(hù)坡,設(shè)計(jì)水位以上可采用生物護(hù)坡、框格護(hù)坡等生態(tài)護(hù)坡型式。渠道襯砌防滲工程實(shí)施后,可能會(huì)影響動(dòng)植物的生存,應(yīng)充分尊重當(dāng)?shù)厣镂锓N的多樣性,采取適當(dāng)措施減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,保持生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)營養(yǎng)和水的動(dòng)態(tài)循環(huán),維持和保護(hù)動(dòng)植物適宜生存的環(huán)境。3.3.5渠道防滲襯砌規(guī)劃應(yīng)繪制防滲襯砌工程總體布置圖,本條對(duì)總體布置圖的繪制、涵蓋的主要內(nèi)容提出了要求。
4防滲材料4.1一般規(guī)定4.1.1各種防滲材料的技術(shù)特點(diǎn)、防滲效果、運(yùn)用條件等不同,實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)擬建渠道的基本條件和地區(qū)氣候等具體情況,本著因地制宜、就地取材的原則,選用防滲材料,并且料源充足。4.2混凝土4.2.1渠道防滲襯砌用混凝土的性能是在原標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)《水利水電工程合理使用年限及耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》SL654—2014,綜合其他行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)提出的。4.2.2本條規(guī)定了選擇混凝土原材料的原則。4.3砌石4.3.1~4.3.2本條依據(jù)《渠道襯砌與防滲材料》GB/T32748,規(guī)定了砌石材料及砂漿的技術(shù)要求。4.4瀝青混凝土4.4.1~4.4.3本條依據(jù)《渠道襯砌與防滲材料》GB/T32748,規(guī)定了瀝青混凝土及原材料的技術(shù)要求。4.5土工膜4.5.1土工膜各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)參考《土工合成材料聚乙烯土工膜》GB/T17643、《土工合成材料聚氯乙烯土工膜》(GB/T17688—1999)中單層聚氯乙烯土工膜的物理力學(xué)性能要求確定。4.5.2復(fù)合土工膜各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)依據(jù)《土工合成材料非織造復(fù)合土工膜》GB/T17642的物理力學(xué)性能要求確定。4.5.3瀝青玻璃纖維布油氈是采用玻璃纖維布作基材,以改性瀝青作浸涂層,經(jīng)壓制而成的防水卷材。本條依據(jù)《渠道襯砌與防滲材料》GB/T32748,規(guī)定了瀝青玻璃纖維布油氈的技術(shù)要求。4.6模袋混凝土4.6.1~4.6.4土工模袋在內(nèi)蒙古、寧夏、吉林、黑龍江等省市已廣泛用于渠道邊坡的防護(hù)。土工模袋的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)依據(jù)《渠道襯砌與防滲材料》GB/T32748。4.6.5新增內(nèi)容,規(guī)定了模袋混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)試樣的制作方法和試驗(yàn)方法。4.7膨潤(rùn)土防水毯4.7.1鈉基膨潤(rùn)土防水毯在內(nèi)蒙古、寧夏、黑龍江等省市已用于渠道防滲工程中。本條依據(jù)渠道襯砌與防滲材料GB/T32748,規(guī)定了鈉基膨潤(rùn)土防水毯的技術(shù)要求。4.7.2本條參照黑龍江省水利科學(xué)研究院的試驗(yàn)成果及黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)《渠道防滲工程土工合成材料膨潤(rùn)土墊(GCL)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》,規(guī)定了鈉基膨潤(rùn)土防水毯的抗凍融性能要求。4.8土工格室4.8.1土工格室在黑龍江、吉林、遼寧、陜西等省以用于渠道防護(hù)工程中,本條參照黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)《蜂巢約束系統(tǒng)護(hù)坡應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)則》DB23T1662-2015和美國PRESTO公司、PRS公司的技術(shù)資料,規(guī)定了土工格室的技術(shù)要求。4.8.2~4.8.7本條參照黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)《蜂巢約束系統(tǒng)護(hù)坡應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)則》DB23T1662-2015,規(guī)定了土工格室內(nèi)填充材料的技術(shù)要求。4.10機(jī)編鋼絲網(wǎng)4.10.1~4.10.7機(jī)編鋼絲網(wǎng)(格賓箱、雷諾墊等)已廣泛用于江河以及渠道工程的襯砌。本規(guī)范機(jī)編鋼絲網(wǎng)(格賓箱、雷諾墊等)的技術(shù)性能主要是參照了歐盟標(biāo)準(zhǔn)《SteelwireandwireproductsforfencingandnettingPart3:Hexagonalsteelwiremeshproductsforcivilengineeringpurposes》BSEN10223-3:2013規(guī)定了機(jī)編鋼絲網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)和檢測(cè)試驗(yàn)。圖4.10.1-1卷網(wǎng)示意圖W寬度圖4.10.1-2網(wǎng)箱示意圖1蓋板2面板3端板H高度L長(zhǎng)度W寬度圖4.10.1-3網(wǎng)墊示意圖1蓋板2面板H高度L長(zhǎng)度W寬度圖4.10.2網(wǎng)孔示意圖圖4.10.3端絲和邊絲示意圖1端絲2邊絲4.11保溫材料4.11.1~4.11.3聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS、XPS)和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(PU)已廣泛用于防止地基(路基)凍脹和其他結(jié)構(gòu)物的保溫。本規(guī)范對(duì)聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS、XPS)和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(PU)的技術(shù)性能主要是參照了我國GB/T10801.1、GB/T10801.2和GB/T21558的技術(shù)指標(biāo),規(guī)定了三種保溫材料的技術(shù)參數(shù)和檢測(cè)試驗(yàn)方法??箖鋈谛灾笜?biāo)是根據(jù)黑龍江省水利科學(xué)研究院等單位多年來對(duì)保溫材料的試驗(yàn)研究的成果確定的。4.11.4本條規(guī)定高分子防滲保溫材料用作渠道防滲、保溫防凍材料時(shí),應(yīng)進(jìn)行專門試驗(yàn)論證。4.12伸縮縫填充材料4.12.1~4.12.8本條規(guī)定了用于渠道防滲襯砌用伸縮縫填充材料的技術(shù)性能和檢驗(yàn)方法。4.13膜料的墊層與保護(hù)層本條依據(jù)渠道襯砌與防滲材料GB/T32748的技術(shù)要求。
5防滲襯砌設(shè)計(jì)5.1一般規(guī)定5.1.1根據(jù)《水利水電工程合理使用年限及耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》SL654-2014的要求,水工建筑物設(shè)計(jì)應(yīng)考慮合理使用年限,并進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)。渠道襯砌工程設(shè)計(jì)也應(yīng)充分考慮使用年限和耐久性的問題。使襯砌工程設(shè)計(jì)能夠滿足使用年限和耐久性的要求,是本規(guī)范試圖達(dá)到的目標(biāo)。5.1.2~5.1.4明確了滿足耐久性的渠道襯砌工程應(yīng)該達(dá)到的功能要求、措施和構(gòu)造要求。是襯砌結(jié)構(gòu)的整體要求。5.1.5參數(shù)試驗(yàn)是工程建設(shè)中的重要內(nèi)容,襯砌工程涉及的渠道地基均是土質(zhì)或者巖質(zhì),其力學(xué)性質(zhì)變化較大,開展室內(nèi)試驗(yàn)工作非常重要,其結(jié)果將為計(jì)算分析提供參數(shù),應(yīng)該予以重視。本條規(guī)定了這方面的要求。5.1.7整體預(yù)制式混凝土槽是采用工廠化預(yù)制成型的整體式渠槽,具有整體性強(qiáng)、強(qiáng)度高、施工方便、施工速度快、對(duì)渠基的要求不高等優(yōu)點(diǎn),是小型渠道發(fā)展的方向,應(yīng)該優(yōu)先在小型渠道中使用。5.1.8大壩安全監(jiān)測(cè)工作已經(jīng)成為保證大壩安全的有力手段,而渠道工程安全監(jiān)測(cè)工作開展一直緩慢。本規(guī)定對(duì)渠道安全工作進(jìn)行了規(guī)定,將有助于該項(xiàng)重要工作的開展。5.2荷載計(jì)算5.2.1本條規(guī)定了襯砌體計(jì)算的所有荷載,計(jì)算中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際工況選擇。5.2.2將荷載組合分為基本荷載組合和特殊荷載組合,是計(jì)算工況選擇的需要。結(jié)構(gòu)計(jì)算中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,在表5.2.2荷載組合表中選擇基本組合、特殊I類組合、特殊II組合三種工況,找出最不利條件確定設(shè)計(jì)荷載組合,分別計(jì)算各個(gè)工況下的安全系數(shù)值,最后按照計(jì)算的最小安全系數(shù)做為控制標(biāo)準(zhǔn)。5.2.3本規(guī)范計(jì)算中將揚(yáng)壓力做為一個(gè)單獨(dú)的荷載考慮,因此計(jì)算中水中襯砌體的自重應(yīng)該采用濕重度而不是浮重度。5.3渠道水力計(jì)算5.3.1~5.3.3防滲渠道的斷面形式有多種,可根據(jù)不同的地區(qū)、環(huán)境、土質(zhì)、使用條件和防滲結(jié)構(gòu),合理選用。梯形斷面施工簡(jiǎn)便、邊坡穩(wěn)定,在地形地質(zhì)無特殊問題的地區(qū),可普遍采用?;⌒蔚滋菪巍⒒⌒纹履_梯形、U形渠道等,由于適應(yīng)凍脹變形的能力強(qiáng),能在一定程度上減輕凍脹變形的不均勻性,在我國北方地區(qū)得到了推廣應(yīng)用。根據(jù)觀測(cè),弧形底梯形渠道的弧形底部因不均勻凍脹變形造成的折角變形,平均約為0.18o,而梯形渠道平底折角變形平均約為4.5o?;⌒蔚讛嗝婵梢源蟠鬁p輕凍脹開裂及消融時(shí)的滑塌破壞。根據(jù)試驗(yàn)實(shí)踐,弧形坡腳梯形渠道適應(yīng)凍脹變形的能力優(yōu)于梯形渠道。U形渠道從1975年開始在陜西省大量應(yīng)用,目前在全國各省(自治區(qū)、直轄市)的小型渠道上得到較普遍的應(yīng)用,其主要優(yōu)點(diǎn)是:①水力條件好,近似水力最佳斷面,可以減少襯砌工程量,輸沙能力強(qiáng),有利于引高含沙水流;②在凍脹性和濕陷性地基上適應(yīng)地基變形的能力較強(qiáng);③渠口窄,節(jié)省土地,減少挖填方量;④整體性強(qiáng),防滲效果優(yōu)于梯形渠道;⑤便于機(jī)械化施工。矩形渠道受力簡(jiǎn)單,由于需要修建兩側(cè)的擋墻造價(jià)稍高,但是對(duì)地基處理的要求較低,結(jié)構(gòu)耐久性較強(qiáng),是一個(gè)發(fā)展方向,特別是對(duì)于小型渠道,采用整體預(yù)制式矩形渠道優(yōu)勢(shì)較為明顯,應(yīng)該積極采用。暗渠不占土地,安全性能高,水流不易污染,且具有保溫效果可以保證寒冷地區(qū)的冬季輸水,在強(qiáng)凍脹地區(qū),可避免凍脹破壞,因此,在有強(qiáng)凍脹、土地資源緊缺地區(qū)、對(duì)水質(zhì)和保證率要求高的供水渠道或渠道通過集鎮(zhèn)等人口密集時(shí),可優(yōu)先考慮采用。5.3.5條文中給出的式(5.3.5-2)是滲漏損失流量的估算公式,參數(shù)Ka的合理選定對(duì)計(jì)算結(jié)果影響很大,需要合理選用。5.3.6渠道水力計(jì)算是按照明渠均勻流公式計(jì)算。各種斷面形式的過流能力和細(xì)部尺寸可按照所給公式計(jì)算?;⌒蔚滋菪吻罃嗝嫣幱谒ψ罴褷顩r下所應(yīng)遵循的條件是。這一條件可由計(jì)算過水?dāng)嗝婷娣e和濕周的公式通過和聯(lián)合求解得出,實(shí)際使用中可以結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整,使得在采用的過水?dāng)嗝婷娣e與水力最佳斷面面積相差不大,而渠道的寬深比有更多可供選擇的方案時(shí),應(yīng)按附錄F提供的實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面計(jì)算方法進(jìn)行分析和比選。所給出的防滲渠道的允許不沖流速值是根據(jù)我國的調(diào)查資料(見表5.3.3-1和表5.3.3-2)及國外資料綜合分析后擬定的。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),膜料防滲渠道許多粘性土保護(hù)層的破壞,不是由于邊坡抗滑力小,而是由于流速過大,水位變化區(qū)波浪的沖擊淘刷或渠系建筑物上下游流速流態(tài)的變化引起的。為了安全,結(jié)合各地經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)資料,提出了土保護(hù)層的不沖流速值。且規(guī)定其限值為小于0.45m/s。表5.3.3-1我國部分防滲渠道的不沖流速資料來源渠道斷面形式防滲層結(jié)構(gòu)及形式流量(m3/s〉縱坡流速(m/s〉備注新疆維吾爾自治區(qū)金溝河引水渠中段弧底梯形底部砌石厚30cm,邊坡預(yù)制混凝土厚10cm401/1666甘肅省西金輸水干渠弧底梯形底部砌石厚35cm,邊坡預(yù)制混凝土厚15cm721/1206每20m設(shè)防沖截墻甘肅省西金輸水干渠弧底梯形預(yù)制混凝土厚15cm49.21/1705.2每20m設(shè)防沖截墻新疆維吾爾自治區(qū)安集海引水渠弧底梯形底部砌石厚30cm,邊坡為空箱結(jié)掏221/2203.6甘肅省昌馬新總干渠梯形底部砌石厚25cm,邊坡現(xiàn)澆混凝土厚10cm301/904.7每20m設(shè)防沖截墻甘肅省昌馬新總干渠梯形現(xiàn)混凝土底厚15cm,邊坡厚10cm301/1104.95表5.3.3-2干砌卵石掛淤渠道的不沖流速單位:m/s砌筑狀況水力半徑R(m)卵石平均尺寸(m)平面形卵石,砌筑仔細(xì)并表面修整4.O1.O2.04.O4.55.O平面形卵石,砌筑一般0.62.83.O3.11.O2.03.54.O4.2非平面形卵石,砌筑一般2.71.O2.03.O.7渠道糙率值是在《小型水利水電工程設(shè)計(jì)圖集渠道防滲分冊(cè)》、《渠道防滲》、《U形渠道》、《灌溉渠道襯砌》、《灌溉排水渠系設(shè)計(jì)規(guī)范》(SDJ217-84)等標(biāo)準(zhǔn)、資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn),通過適當(dāng)調(diào)整提出的。5.3.8渠道襯砌以后,由于糙率變小水面線降低會(huì)使得下級(jí)渠道取水困難,因此水力計(jì)算應(yīng)該充分考慮各級(jí)渠道水面線的順接,必要時(shí)修筑節(jié)制閘等建筑物。5.4渠基處理5.4.1渠基是渠道防滲襯砌層下面的渠道地基,其穩(wěn)定性決定著渠道的安全運(yùn)行。渠道襯砌結(jié)構(gòu)多為表面式、薄層結(jié)構(gòu),本身的強(qiáng)度有限,必須鋪設(shè)在堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定的基土上,才能發(fā)揮作用為此渠道選線時(shí)應(yīng)盡量避開濕陷性黃土、膨脹土、分散性土鹽脹土凍脹土等特殊土地段或具有裂隙、斷層滑坡體(空洞以及地下水位較高的不良地段當(dāng)無法避開時(shí),對(duì)不良地基應(yīng)采取工程措施,確保渠道穩(wěn)定。5.4.2本條款針對(duì)填方、挖方、半挖半填、改擴(kuò)建時(shí)新老渠基結(jié)合的填筑要求進(jìn)行了規(guī)定,基本涵蓋了當(dāng)前渠道建設(shè)中渠基處理的所有情況。按照其具體土質(zhì),明確了細(xì)粒土以壓實(shí)度作為控制標(biāo)準(zhǔn),粗粒土以相對(duì)密度作為控制標(biāo)準(zhǔn),其中具體數(shù)值依據(jù)渠道的級(jí)別及重要性有所不同。填筑標(biāo)準(zhǔn)制定中參照堤防設(shè)計(jì)和碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。 由于渠道工程挖方較淺,挖方渠道很多情況存在渠基土不密實(shí)的情況,本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了對(duì)于挖方渠道渠基表層20cm~40cm應(yīng)該壓實(shí)處理的要求,鑒于渠基穩(wěn)定對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定影響極大,這是非常必要的。對(duì)于斜坡上無法采用普通碾壓設(shè)備進(jìn)行碾壓時(shí),可以采用斜坡碾碾壓。5.4.3渠道地基多屬于卸荷工況,渠基應(yīng)力狀態(tài)、工作環(huán)境與建筑地基差異很大,本次規(guī)范修編不再采用《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB50025-2004)進(jìn)行濕陷等級(jí)劃分。并建議針對(duì)濕陷性黃土場(chǎng)地的濕陷等級(jí)進(jìn)行專門評(píng)價(jià)。進(jìn)行濕陷性等級(jí)評(píng)價(jià)前應(yīng)進(jìn)行黃土地層年代、成因、地形地貌、厚度、等工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件進(jìn)行查明,并采取分層取樣,通過室內(nèi)試驗(yàn)(必要時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn))獲取濕陷系數(shù)、濕陷起始?jí)毫Φ葏?shù)。隨后基于計(jì)算獲取的渠基在實(shí)際壓力下的飽和濕陷量進(jìn)行濕陷性評(píng)價(jià),場(chǎng)地濕陷等級(jí)的劃分不再區(qū)分自重和非自重濕陷。具體評(píng)價(jià)過程詳見附錄G.1。這種方法與《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》的區(qū)別在于采用實(shí)際壓力下的飽和濕陷量進(jìn)行評(píng)價(jià),而不是只考慮基礎(chǔ)基底壓力為200kPa而不能考慮卸荷的濕陷量和飽和自重濕陷量來評(píng)價(jià);同時(shí)等級(jí)劃分的標(biāo)準(zhǔn)更為符合渠道工程。該方法可以考慮卸荷的作用,并規(guī)定的渠道濕陷評(píng)價(jià)的起算面,更為符合實(shí)際。圖5.4.3本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際壓力與黃土規(guī)范的區(qū)別當(dāng)要考慮防滲層對(duì)地基濕陷性的影響時(shí),或者對(duì)于大型渠道,渠基濕陷性評(píng)價(jià)應(yīng)采用基于“可能濕陷量”進(jìn)行渠基濕陷等級(jí)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行,詳細(xì)見文獻(xiàn):張愛軍,邢義川等.基于增濕變形的渠道工程黃土渠基濕陷性評(píng)價(jià)方法[J].水利學(xué)報(bào),2017.01,48(1):41-51+60。對(duì)濕陷性黃土渠基的處理,可采用表5.4.3中所列方法,可以選擇其中一種,也可幾種方法聯(lián)合使用。墊層法曾在甘肅省許多黃土地區(qū)渠道上采用?;彝馏w積比采用3:7或2:8;夯實(shí)層厚度不小于30cm;干密度1.45g/cm3以上;滲透系數(shù)約為5.8×10-6cm/s。甘肅省白銀工農(nóng)渠為U型斷面現(xiàn)澆混凝土渠道,基礎(chǔ)用厚50cm的灰土夯實(shí)層,行水兩個(gè)月后,挖坑檢查,灰土層下未見滲水,多年來工程運(yùn)行正常。打孔浸水重錘夯壓或強(qiáng)力夯實(shí)法,1985年曾在甘肅省靖遠(yuǎn)三場(chǎng)塬電灌干渠上進(jìn)行了試驗(yàn)。該干渠土壤濕陷系數(shù)為0.052~0.127,自然干密度為1.1~1.3g/cm3,自然含水率為6~10%。浸水孔用洛陽鏟人工造孔,孔徑6~8cm,深4m,孔距70cm,孔內(nèi)填粒徑小于3cm的砂礫石。灌水量按土壤含水率達(dá)到14~16%而計(jì)算,確定落距及擊實(shí)次數(shù),在原狀土上落距為10~12m,擊實(shí)9~12次;在機(jī)壓過溝填方上,落距為8~10m,擊實(shí)8~10次,夯點(diǎn)距2.5m,梅花形布設(shè)。夯后錘底面以下4m范圍的土壤密度有不同程度提高。其中,2m范圍內(nèi)效果理想,干密度最大達(dá)1.42~1.83g/cm3:4m以下因未浸水,土壤干密度無變化,該段工程長(zhǎng)200m,經(jīng)多年運(yùn)行,未發(fā)現(xiàn)明顯的沉陷和裂縫。該法節(jié)省人力、物力,降低工程費(fèi)用,效果較好。預(yù)浸水法作用機(jī)理是通過放水預(yù)浸,破壞濕陷性黃土的大孔結(jié)構(gòu),消除土的自重濕陷性,減少工程建設(shè)后的沉降量。預(yù)浸水法是一個(gè)古老的方法,方法簡(jiǎn)單成功實(shí)例較多。但是應(yīng)該注意由于上部6m內(nèi)黃土層所受的壓力較小浸水不能消除其濕陷性,而浸水過程中還會(huì)將土層飽和,從而大大減小了土體的強(qiáng)度,因此,浸水法只能消除6m以下土層的濕陷性,對(duì)于6m以上土層應(yīng)該采用墊層法另外處理方可。同時(shí)注意浸水法需要等土體水分散失到一定程度方可修渠道。深翻回填法曾在甘肅省靖會(huì)灌區(qū)等大、中型渠道工程上廣泛采用。翻夯深度一般不小于1.0~1.5,三場(chǎng)塬電灌干渠翻夯深度最大達(dá)4。夯實(shí)干密度要求1.5~16gc3。據(jù)試驗(yàn),干密度從1.4/提高到1.6g/c3,滲透系數(shù)從2.410-4c/s降低為9×0-5c/s,而且能消除較大的垂直裂縫,使?jié)B漏均勻,但該法工程量大。強(qiáng)夯法和灰土擠密樁法是消除渠基濕陷性的有效方法,處理效果較好。其中強(qiáng)夯法成本較灰土樁低,但是施工隊(duì)周圍影響較大。5.4.4膨脹土作為一種水敏性很強(qiáng)的“問題土”,在地基處理之前,應(yīng)查明渠道沿線的膨脹土分布情況,依據(jù)《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范(GB50112-2013)》中的自由膨脹率對(duì)其進(jìn)行膨脹性分類。最后依據(jù)分類情況對(duì)渠基采用相應(yīng)的處理措施。長(zhǎng)期工程實(shí)踐,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),提出很多好的膨脹土地基處理方法,供應(yīng)用時(shí)參考。換土措施是將膨脹土部分挖除,用非膨脹土或粗粒土置換。換土的厚度要考慮因降雨引起土體含水量急劇變化帶的深度。如河南南陽刁南灌渠北干1#躍水閘下游渠段、換土厚度1.5m,斷面坡度1:2.0,運(yùn)行幾十年,未發(fā)生破壞跡象。南水北調(diào)中線工程線路長(zhǎng)1427.17km,其中穿越膨脹巖土渠段累計(jì)長(zhǎng)約340km,處理的主要措施還是換土方案,強(qiáng)、中膨脹土的換土厚度分別為2.5m、2.0m。土性改良措施主要有石灰固化作用和水泥固化作用。膨脹土摻石灰的主要作用是使膨脹土的液限與膨脹量降低,增大強(qiáng)度。水泥固化作用是由于鈣酸和鋁的水化物和顆粒相互的膠結(jié)作用,膠結(jié)物逐漸脫水和新生礦物的結(jié)晶作用,從而降低了液限和體變,增大了縮限和抗剪強(qiáng)度。換土法和土性改良法的關(guān)鍵在于處理深度的確定??梢詤⒄疹愃乒こ檀_定,并保證有足夠的厚度方可確保工程安全。防排水結(jié)合在采用排滲措施將膨脹土渠坡內(nèi)部積水排出體外,以增強(qiáng)渠坡的穩(wěn)定性。安徽省駟馬山引江工程渠坡治理曾采用豎井結(jié)合水平孔排滲設(shè)施,經(jīng)過多年運(yùn)行,渠坡沒有發(fā)生滑塌。5.4.5分散性土具有易被水沖蝕的特性,雨水淋蝕易產(chǎn)生沖蝕孔洞和被滲流水沖蝕出現(xiàn)管涌破壞。分散性土對(duì)渠道工程的破壞嚴(yán)重但只要通過試驗(yàn),鑒別其分散性,采取有效措施,在分散性土基上修建渠道防滲工程是安全可行的。附錄G.2基于《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程(SL251-2000)》給出了分散性土的分類判別標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)采用表5.4.5選擇相應(yīng)的渠基處理措施。本次修編過程中,提高了渠基處理標(biāo)準(zhǔn),將原規(guī)范處理標(biāo)準(zhǔn)范圍值定位選取最大值。反濾保護(hù)處理方法中,對(duì)于混合級(jí)配砂的平均粒徑明確為0.6mm,對(duì)于針刺非織造土工布的規(guī)格明確為400g/m2。對(duì)于防滲土工膜在堤頂處的水平延伸尺寸明確為1.0-1.5m。黑龍江省中部引嫩工程根據(jù)各渠段分散性土的分散程度及渠道填方高度采取了分別對(duì)待綜合治理的措施對(duì)分散性土及高填方渠段在堤頂和內(nèi)坡面用2cm厚的灰土防水沖蝕中間加土工膜防滲,灰土中摻生石灰4%,灰土面覆蓋20m厚的非分散性粘土,種植草皮;在外坡?lián)Q土20c,種植草皮。對(duì)分散性土及填方高1.5~2.0m的渠段,采用灰土方案,中間不加土工膜。對(duì)過渡性土渠段,堤頂和內(nèi)坡面用土工膜防滲,內(nèi)坡面土工膜上覆蓋80m當(dāng)?shù)赝?,碾壓密?shí),其上再加20m非分散性土種植草皮堤頂土工膜上覆蓋5cm當(dāng)?shù)赝聊雺好軐?shí);在外坡?lián)Q土20c,種植草皮。經(jīng)過這樣處理后,工程運(yùn)用情況良好。渠道外坡或挖方渠道戧臺(tái)以上的渠坡,主要是防雨水淋蝕破壞,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕涤陱?qiáng)度和雨量以及土的分散程度、坡高等,設(shè)計(jì)防水設(shè)施和排水系統(tǒng)試驗(yàn)證明反濾砂或土工布設(shè)置在分散性土渠道外坡治理分散性土的沖蝕破壞效果非常明顯,此種方法曾用于黑龍江省南部引嫰工程,在對(duì)分散性土邊坡運(yùn)行效果的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),在南引渠道分散性土段,采用砂反濾混凝土板護(hù)砌和土工布反濾混凝土護(hù)砌處理的渠段,運(yùn)行效果良好。5.4.6本條文依據(jù)《鹽漬土地區(qū)建筑規(guī)范SY/T0317-2012》給了基于平均含鹽量的鹽漬土分類方法,依據(jù)鹽漬化程度選取相應(yīng)的地基處理措施。根據(jù)研究,公路、鐵路和水利部門多年經(jīng)驗(yàn),鹽漬土填方地基的穩(wěn)定性優(yōu)于挖方地基,在選線時(shí)盡量考慮采用填方地基。新疆引額濟(jì)烏平原明渠工程硫酸(亞硫酸)鹽漬土地區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)就曾盡量采用填方渠道。根據(jù)原中國科學(xué)院蘭州冰川凍土研究所對(duì)土體鹽脹機(jī)理的試驗(yàn)研究,含氯化鈉鹽土隨溫度降低出現(xiàn)冷縮現(xiàn)象,鹽脹率低于1%。含酸鈉鹽土當(dāng)降溫速度為℃/h時(shí),鹽率為零;當(dāng)降溫速度為1/h時(shí),鹽脹可達(dá)2%。硫酸鈉鹽土,鹽脹率可達(dá)6%~84%并主要出現(xiàn)在20℃5溫度區(qū)間可見氯化鈉鹽土可不進(jìn)行處理,碳酸鈉鹽土采用適應(yīng)基土變形的渠道斷面和防滲結(jié)構(gòu)即可,硫酸鈉鹽土應(yīng)進(jìn)行處理。用砂礫石或灰土等非鹽脹性土置換鹽脹性土,可從根本上治理鹽脹性土渠基,但其工程造價(jià)較高,施工量大。用化學(xué)添加劑C(OHNaClCClBCl2行化學(xué)處理使鹽脹性土轉(zhuǎn)化為非鹽脹性土,工程量小,造價(jià)低,應(yīng)用前景廣泛,但其最優(yōu)摻量應(yīng)根據(jù)鹽土中易溶鹽的成分和含量通過試驗(yàn)確定。鹽脹性土的處理深度,應(yīng)綜合考慮防鹽脹和防凍脹的要求,可等于設(shè)計(jì)凍深但堤頂(戧臺(tái))應(yīng)大于0.5m,內(nèi)坡面應(yīng)大于1.0m。5.4.7我北方地區(qū)多年的工程試驗(yàn)和實(shí)踐證明渠道防滲工程的環(huán)境同時(shí)具備本條中的土質(zhì)、凍深、水分等3個(gè)條件時(shí)渠基土凍脹,可能導(dǎo)致防滲結(jié)構(gòu)破壞,應(yīng)進(jìn)行防凍脹設(shè)計(jì)。土質(zhì)、凍深和凍脹級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)參《水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T-50662規(guī)定,水分標(biāo)準(zhǔn)綜合了水利部西北水利科學(xué)研究所和甘肅、遼寧、新疆、黑龍江等省區(qū)水利科研單位關(guān)于凍脹量的試驗(yàn)研究成果。土的毛水管上升高度可按表5.4.7-1取值,凍脹級(jí)別可按表5.4.7-2取值。表5.4.7-1土的毛水管上升高度Z0值表土類粘土重、中壤土輕壤土砂壤土砂Z0()2.01.51.00.5表5.4.7-2土的凍脹級(jí)別凍脹級(jí)別ⅠⅡⅢⅣⅤh(c)h≤22<h≤55<h≤1212<h≤22h>221我渠道防滲工程實(shí)踐證明,當(dāng)渠基土的凍脹性屬ⅠⅡ級(jí)時(shí),按條文5.4.7-3規(guī)定的渠道斷面和防滲結(jié)構(gòu),結(jié)合渠道規(guī)模級(jí)別,即可滿足防凍脹的要求。1)利用結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)兼有抵御和適應(yīng)凍脹變形能力的防滲結(jié)構(gòu)措施2)適應(yīng)凍脹變形為主的渠道斷面和防滲結(jié)構(gòu)措施3)沿渠道斷面分縫是剛性材料防滲結(jié)構(gòu)適應(yīng)、削減凍脹變形的關(guān)鍵措施渠道襯砌(塊的隆起架空是凍脹破壞的主要形式之一因此,要求沿渠道周邊的分縫要有一定的寬度和適當(dāng)?shù)拈g距防止板塊間相頂而造成的隆起架空現(xiàn)象根據(jù)國內(nèi)外工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)沿渠線方向每隔3~5m設(shè)置一橫向縫沿渠周方向間隔1~4m設(shè)置縱向縫。4)襯砌體底面預(yù)留凍脹量空間或用空氣保溫以削減渠基土凍脹量的防滲結(jié)構(gòu)措施。5)以自然渠槽斷面最大凍脹量作為初始位移荷載,通過有限元結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)值計(jì)算選擇確定襯砌結(jié)構(gòu)及其尺寸。2渠基土的凍脹性屬于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)時(shí),基土的凍脹量基本上都超過防滲結(jié)構(gòu)的允許位移值因此對(duì)防凍脹的要求較高所以對(duì)防滲結(jié)構(gòu)形式和削減凍脹方面作出規(guī)定1)減渠底凍脹作用限制槽側(cè)回填土高度兼具削減和回避凍脹作用的防滲結(jié)構(gòu)措施;2)適應(yīng)凍脹變形為主的防滲結(jié)構(gòu)措施;3)考慮大中型渠道較重要而提出的綜合性措施4)屬于回避凍脹的措施,可徹底消除凍脹,但工程量大,造價(jià)高,宜慎用。3凍脹土基的處理,主要是從凍脹三要素溫、土、水方面分別采用了下列方法:1)在防滲構(gòu)下設(shè)保溫(如聚苯乙烯泡沫塑料板高分子防滲保溫卷材等),削減或消除渠基土凍脹,具有施工簡(jiǎn)易,效果明顯等特點(diǎn)保溫層的厚度大型渠道應(yīng)通過熱工計(jì)算確定對(duì)于中小型渠道可按1mm厚的保溫,可減少100~10m凍深估算。2)用非凍土置換凍脹性土是削減渠基土凍脹的良好措施,但渠線長(zhǎng),置換工程量大,因此,從經(jīng)濟(jì)上考慮,這種方法一般只適用于當(dāng)?shù)鼗蚋浇休^豐富的非凍脹土條件,而且應(yīng)保證置換層在凍結(jié)期不飽水或有排水出路和防止在使用期間受細(xì)顆粒淤塞排水不暢而導(dǎo)致凍脹。3)設(shè)置排系統(tǒng)降低地下水位和土中水分是削減渠基土凍脹的措施也是保證置換層能有排水出路采用此法的關(guān)鍵是掌握當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)資料,搞好排水設(shè)施(盲井、暗管、反濾體等)的設(shè)計(jì),并能保證其正常工作。4)用壓實(shí)法或強(qiáng)夯法提高渠基土密度以削減凍脹量的方法是最簡(jiǎn)單易行的措施大量的室內(nèi)外試驗(yàn)成果表明當(dāng)飽和度一定時(shí)土的凍脹量隨土體密度的增加而減小實(shí)測(cè)資料證明,在較小的荷載作用下,當(dāng)壓實(shí)度為0.95、干密度不小于1.8g/c3時(shí),土的凍脹量已很小。鑒于渠道防滲結(jié)構(gòu)體薄自重輕,為避免發(fā)生嚴(yán)重的凍脹積累壓實(shí)土的密度逐年降低所以規(guī)定壓實(shí)度不低于0.8,密度不低于1.6g/c3,且不小于天然干密度的105倍壓實(shí)深度不應(yīng)小于渠床置換深度。5.4.8本條規(guī)范新增了沙漠渠道修建前應(yīng)進(jìn)行氣象資料、地質(zhì)勘察以及渠基土物理力學(xué)試驗(yàn)等內(nèi)容,要求渠基在防滲層之上設(shè)置砂礫石墊層作為堅(jiān)實(shí)基層,并對(duì)砂礫石最大粒徑、相對(duì)密度和厚度做了明確要求,最后明確了渠道兩側(cè)的防護(hù)范圍。新疆引額濟(jì)烏工程沙漠明渠采用條帶布置方案,典型剖面見圖1。施工過程是:①利用大型推土機(jī)和振動(dòng)碾碾壓54~64m寬的條帶(平臺(tái));②在條帶成型一段后及時(shí)修建兩側(cè)巡渠施工道路;③利用道路再進(jìn)行外土坡治理區(qū)域草方格防護(hù)、物資運(yùn)輸,分段有序進(jìn)行;④利用各段道路分別進(jìn)行渠道開挖或填筑;⑤整修后再進(jìn)行渠道防滲襯砌工程施工。圖5.4.8沙漠明渠典型結(jié)構(gòu)布置圖(單位:mm)為沙漠渠道的長(zhǎng)治久安,必須采取人工輔助措施進(jìn)行生態(tài)綠化和固沙防護(hù),形成臨時(shí)措施和永久措施、工程措施和生物措施相結(jié)合的防風(fēng)固沙體系。新疆引額濟(jì)烏工程沙漠明渠治理的具體做法通過多年的運(yùn)行檢驗(yàn)較為成功,可以借鑒。具體做法:在沙漠渠道兩側(cè)施工擾動(dòng)的裸露沙面上采用蘆葦草方格進(jìn)行防風(fēng)固沙,使得起沙風(fēng)速增大,減少入渠積沙量;通水后的在草方格內(nèi)種植林灌草進(jìn)行生物固沙,改善沙漠渠道沿線氣候和生態(tài)環(huán)境;對(duì)沙壟頂部流動(dòng)和半流動(dòng)沙丘也應(yīng)進(jìn)行防治,達(dá)到減弱沙漠化程度,增強(qiáng)抗風(fēng)蝕能力的綜合治理目的,以確保明渠輸水安全運(yùn)行。5.4.9對(duì)膨脹土、鹽漬土、濕陷性黃土等特殊土的凍脹情況應(yīng)分析考慮凍深范圍內(nèi)渠基土的在兩種或多種作用下的耦合效應(yīng)。對(duì)下水位高于渠底(要考慮汛期和灌溉后地下水上升的情況),或地下水位雖不很高,但渠基土透水性差,渠道的滲漏水和浸入渠基的雨水不能很快滲入地基深層時(shí),為了消釋地下水對(duì)剛性材料和膜料防滲結(jié)構(gòu)的浮托力,減少基土水分,防止凍脹(凍脹性土、濕陷(濕陷性黃土)、滑塌(傍山、塬邊渠道)等事故,應(yīng)區(qū)別不同情況。按附錄K方法設(shè)置排水設(shè)施。本規(guī)范以反濾排水體的設(shè)計(jì)代替原規(guī)范中的逆止閥設(shè)計(jì)。5.5渠道邊坡設(shè)計(jì)5.5.1本次規(guī)范修編明確了渠道邊坡的設(shè)計(jì)內(nèi)容和程序,主要包括邊坡坡型和坡比的復(fù)核、穩(wěn)定性分析以及防護(hù)措施。并結(jié)合特殊土的性質(zhì)明確了特殊土邊坡設(shè)計(jì)防護(hù)措施。5.5.2渠坡的安全坡比是衡量渠道邊坡穩(wěn)定性的一個(gè)綜合技術(shù)指標(biāo)。一般都是依據(jù)地質(zhì)條件、渠道運(yùn)行特點(diǎn)、巖土工程性質(zhì),通過邊坡穩(wěn)定分析確定。但是對(duì)于渠道深度小于3.0m的渠道也可根據(jù)已建工程經(jīng)驗(yàn)采用工程類比法確定。5.5.3-5.5.4邊坡穩(wěn)定分析應(yīng)包括正常運(yùn)行穩(wěn)定計(jì)算、滲流及滲透穩(wěn)定計(jì)算、抗震穩(wěn)定計(jì)算。進(jìn)行滲流及滲透穩(wěn)定計(jì)算,2級(jí)邊坡宜采用數(shù)值分析方法,3級(jí)及以下渠道邊坡宜采用解析方法,對(duì)于設(shè)置排水設(shè)施的高邊坡應(yīng)進(jìn)行多工況下的滲流穩(wěn)定分析計(jì)算。邊坡穩(wěn)定分析方法很多,有極限平衡法、有限元法、概率統(tǒng)計(jì)法等,就極限平衡法大類中還有許多方法,這里根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),渠坡特點(diǎn),參考《水利水電工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL386-2007),對(duì)渠坡穩(wěn)定分析作出規(guī)定供選用。由于瑞典圓弧法所得安全系數(shù)較小,本標(biāo)準(zhǔn)不采用該方法進(jìn)行,而以簡(jiǎn)化bishop法為主要方法。依據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286-2013)給出了渠道邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算的安全系數(shù),明確了渠道不同運(yùn)行工況下安全系數(shù)的選用值。同時(shí)要求了4級(jí)以上邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算的參數(shù)必須通過試驗(yàn)來確定。5.5.5黃土渠道高邊坡的穩(wěn)定性是黃土塬邊渠道安全的主要因素,在西北地區(qū)具有普遍性。如陜西省寶雞峽引渭工程總干渠有98km黃土塬邊渠道,渠道以上坡高約30m以上。根據(jù)多年治理經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)行實(shí)際認(rèn)為:第一,一般在坡高的1/2或稍高處設(shè)6~12m寬的大平臺(tái),較一坡到頂或小平臺(tái)的坡型,既經(jīng)濟(jì)又安全。第二,為了防止黃土渠坡由于雨水作用產(chǎn)生的坡面沖刷、坡頂陷穴或溶洞,進(jìn)而造成渠坡失穩(wěn),采用坡面排水系統(tǒng)非常必要,排水系統(tǒng)一般由天溝、側(cè)溝、平臺(tái)排水溝和吊溝組成。第三,黃土高邊坡的坡腳是應(yīng)力集中帶,受到應(yīng)力松弛和剝落、沖刷的交替作用,為了防止由于這些作用而逐漸降低邊坡穩(wěn)定性導(dǎo)致渠坡整體破壞現(xiàn)象,常在坡腳處采用砂漿塊石護(hù)坡或采用噴錨支護(hù)增穩(wěn)措施。5.5.6膨脹土具有脹縮性、超固結(jié)性、裂隙性和強(qiáng)度衰減特性,在渠道邊坡破壞形成中多表現(xiàn)出牽引性、結(jié)構(gòu)性、淺層性、多次滑動(dòng)性以及時(shí)間規(guī)律性。由于膨脹土復(fù)雜的性質(zhì)和渠坡破壞復(fù)雜的表現(xiàn)形式,使邊坡穩(wěn)定分析非常復(fù)雜,不同于一般粘土邊坡穩(wěn)定分析。差別主要體現(xiàn)在地質(zhì)條件、破壞面和強(qiáng)度參數(shù)選取。在破壞面確定方面,在一定條件下,對(duì)裂隙進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析,根據(jù)裂隙產(chǎn)狀變化規(guī)律、裂隙密度、充填物性質(zhì)等,判斷出可能的破壞面;在強(qiáng)度參數(shù)選取方面,一般情況下膨脹土的峰值抗剪強(qiáng)度是相當(dāng)高的,但是從失穩(wěn)的膨脹土邊坡反算出的抗剪強(qiáng)度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其峰值強(qiáng)度。在膨脹土邊坡穩(wěn)定分析中,強(qiáng)度參數(shù)選取,由于其復(fù)雜性,就顯得更加重要?;嫔蠌?qiáng)度參數(shù)取值要根據(jù)不同土層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、地質(zhì)條件、地下水情況由土工試驗(yàn)確定。強(qiáng)度參數(shù)試驗(yàn)宜采用三軸壓縮試驗(yàn),殘余強(qiáng)度參數(shù)宜采用反復(fù)剪切試驗(yàn)確定;膨脹土渠坡的穩(wěn)定性,實(shí)際是一個(gè)非飽和土工程問題,對(duì)于1級(jí)、2級(jí)渠道邊坡穩(wěn)定分析一定要考慮非飽和土的性質(zhì),可采用相應(yīng)的穩(wěn)定分析方法和選取相應(yīng)的強(qiáng)度參數(shù)。5.5.7沙漠渠道邊坡的穩(wěn)定計(jì)算方法與其它土類邊坡穩(wěn)定計(jì)算方法一樣,先通過土工試驗(yàn)確定沙土設(shè)計(jì)密度和沙土的強(qiáng)度參數(shù),然后用極限平衡法進(jìn)行計(jì)算,再考慮施工的特殊性確定沙漠渠道的安全坡比。新疆引額濟(jì)烏工程沙漠渠道曾取沙漠明渠內(nèi)邊坡系數(shù)m=2.5,沙漠明渠填方外坡邊坡系數(shù)m=3。通過幾年的運(yùn)行,選定的邊坡系數(shù)是合適的。5.5.8季節(jié)性凍土地區(qū),渠道邊坡因凍融破壞而在產(chǎn)生滑塌,因此應(yīng)進(jìn)行邊坡穩(wěn)定計(jì)算,計(jì)算參數(shù)應(yīng)通過土的凍融試驗(yàn)選取,計(jì)算方法可采用數(shù)值分析方法。凍融邊坡以表面剝落、層狀滑塌和深層滑坡最為常見。不同破壞形式的破壞機(jī)理和發(fā)生時(shí)段有所不同。表面剝落和層狀滑塌主要機(jī)理是冬季降水使得表層一定深度范圍內(nèi)土體凍脹,導(dǎo)致土的物理強(qiáng)度參數(shù)發(fā)生劣化,繼而春融期間失穩(wěn),輕則淤積渠道,重則堵塞渠道,破壞襯砌結(jié)構(gòu)和渠基。深層滑坡常見于地下水位較高的邊坡,因表層凍結(jié)阻塞排水通道,溫度梯度的引起水分遷移的綜合作用,導(dǎo)致坡體地下水位抬升、非飽和區(qū)含水量上升進(jìn)而引發(fā)滑坡,破壞渠道。5.5.9渠頂和外坡表面做好防水排水措施,外坡腳可鋪砌斜臥式反濾體,護(hù)坡壓腳,材料宜因地制宜就地取材,具體應(yīng)根據(jù)土體和反濾材料設(shè)計(jì)。同時(shí)渠底坡體內(nèi)應(yīng)設(shè)置排水通道。膨脹土與分散性土坡面防護(hù)措施大多是應(yīng)用于渠道外坡和襯砌以上渠坡,主要種植草皮,設(shè)置坡面排水系統(tǒng)。坡體排水措施是采用排滲措施將渠坡內(nèi)部積水排出體外,以增強(qiáng)渠坡的穩(wěn)定性。安徽省駟馬山引江工程渠坡治理曾采用豎井結(jié)合水平孔排滲設(shè)施,經(jīng)過多年運(yùn)行,渠坡沒有發(fā)生滑塌。加筋土措施是將土工合成材料在渠坡內(nèi)不同高度分層鋪設(shè),與土體共同作用來增強(qiáng)渠坡的穩(wěn)定性,加筋材料有纖維、土工織物、土工格柵等,對(duì)于渠道邊坡土工格柵效果更佳。5.6襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與穩(wěn)定計(jì)算5.6.3~5.6.4渠道防滲襯砌工程設(shè)計(jì)中,最為關(guān)鍵的任務(wù)是確定那一段要襯砌那一段不襯砌,以及確定襯砌結(jié)構(gòu)的形式。襯砌與否在規(guī)劃中確定,而結(jié)構(gòu)形式應(yīng)該主要在初步設(shè)計(jì)階段確定。結(jié)構(gòu)形式的確定首先應(yīng)該根據(jù)確定的防滲等級(jí)來確定可能達(dá)到防滲等級(jí)要求的襯砌結(jié)構(gòu)形式,在這些形式中選擇符合實(shí)際的形式。大量工程實(shí)際表明,組合形式適用面廣,效果好,應(yīng)該積極采用。襯砌形式應(yīng)該與渠基處理方法結(jié)合使用,可以較好地達(dá)到整體安全可靠的目的。1襯砌板形式的確定:等厚板因施工方便、質(zhì)量易控制而得到普遍應(yīng)用。在沒有特殊地質(zhì)問題的地基上,只要施工得當(dāng),完全可以滿足防滲和安全運(yùn)行的要求。為防止混凝土防滲層的凍脹破壞,可以采用:(1)用于邊坡的楔形板和中部加厚板。是在凍脹作用較強(qiáng)的部位適當(dāng)增加板厚,在渠的上口將板的厚度減小。為了減少工程量,渠道的陰、陽坡還可區(qū)別對(duì)待,這種結(jié)構(gòu)形式在陜西和新疆等地有采用,其減小工程量和抗凍的效果較好。(2)肋梁板。這種結(jié)構(gòu)形式,可減小面板的厚度,尤其是斷面較大的渠道,效果明顯。肋梁式板有平板和弧形板兩種。肋梁與板一般一次現(xiàn)澆,或者肋梁采用預(yù)制鋼筋混凝土,板為現(xiàn)澆的,還有采用噴射混凝土施工的肋梁板。此外,在較大的U形渠道中也可采用肋梁弧形板。(3)Π形板。利用了其板下空間的保溫作用,該空間還使板與土基脫離接觸,以及板肋的加強(qiáng)作用,增強(qiáng)了抗凍脹能力和穩(wěn)定性。(4)整體預(yù)制的U形和矩形渠槽。在陜西、山西、甘肅、江蘇、黑龍江等地的小型渠道上普遍采用,在中型渠道上也有采用。上述的各種防滲層結(jié)構(gòu)形式,以及防滲層的施工,是采用整體現(xiàn)澆還是預(yù)制裝配,可根據(jù)渠道防滲工程的具體條件(包括氣象、渠槽土質(zhì)、渠道流量、施工機(jī)械、工程經(jīng)驗(yàn)等)選用。2襯砌材料選擇方面:(1)砌石防滲渠道(尤其是干砌石防滲渠道)的效果并不理想,主要是由于砌石體自身不夠密實(shí),水流穿過砌筑縫隙沖刷渠基造成滲漏甚至破壞。國內(nèi)大部分漿砌石防滲渠道沒有設(shè)置墊層,直接砌筑在渠基上,因石板較薄,為使其與渠基緊密結(jié)合,應(yīng)鋪一層2~3cm厚的砂料或低強(qiáng)度等級(jí)的砂漿作墊層。為提高砌石的防滲效果,還應(yīng)在砌石下面加鋪粘土、三合土、塑性水泥土或塑料薄膜層,這些附加措施宜在防滲要求較高的大中型砌石防滲渠道中采用。(2)混凝土防滲是使用最為廣泛的防滲材料,其中大、中型渠道防滲工程混凝土的配合比,應(yīng)按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》SL352的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)確定,其選用配合比應(yīng)滿足強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍及和易性的設(shè)計(jì)要求。小型渠道混凝土的配合比,可按當(dāng)?shù)仡愃乒こ痰慕?jīng)驗(yàn)采用。預(yù)制混凝土板的砌筑是預(yù)制混凝土板襯砌防滲的關(guān)鍵,目前影響預(yù)制混凝土板襯砌防滲應(yīng)用的主要原因是勾縫砂漿的粘結(jié)失效甚至脫落。預(yù)制混凝土板砌筑時(shí),一定要注意勾縫的施工質(zhì)量和勾縫砂漿的養(yǎng)護(hù)。施工時(shí)可在勾縫砂漿中摻入膨脹劑或增強(qiáng)纖維等材料。加大預(yù)制塊之間的縫寬,用細(xì)石混凝土勾縫是一種值得推薦的方法。(3)鋼筋混凝土無壓暗渠的結(jié)構(gòu)計(jì)算可按下列方法進(jìn)行:預(yù)制蓋板式暗渠的蓋板,可按簡(jiǎn)支梁計(jì)算;整體式底板,將側(cè)墻與底板作為整體結(jié)構(gòu)計(jì)算;分離式底板,側(cè)墻按擋土墻計(jì)算,也可考慮蓋板和底板的支撐作用;整體澆筑箱形暗渠,可按整體框架計(jì)算;城門洞形暗渠的拱圈,根據(jù)與側(cè)墻連接方式的不同,可按無鉸拱或二鉸拱計(jì)算。計(jì)算側(cè)墻時(shí),應(yīng)考慮拱頂?shù)耐屏Γ凰虏糠值匿摻罨炷粒瑧?yīng)按《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求,進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。(4)防滲結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)封閉層主要是為了密封瀝青混凝土表面殘留的孔隙,以提高瀝青混凝土的防滲能力和抗老化能力,同時(shí)還可減少水流中的推移質(zhì)對(duì)防滲層的磨損。為保證防滲層正常工作,應(yīng)使其在高溫下的熱穩(wěn)定性及低溫下的抗裂性能。封閉層厚度,是參照我國瀝青混凝土面板壩的設(shè)計(jì)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)提出的。防滲層厚度的選擇,國內(nèi)20世紀(jì)50年代初期,在中、小型渠道上曾采用渠底為10cm、渠坡為5~8cm,此后多采用5~6cm。同時(shí)參考國外資料,在中、小型渠道上,防滲層在單層鋪壓時(shí),可采用5~6cm;對(duì)大型渠道,參考了瀝青混凝土面板壩的設(shè)計(jì),在雙層鋪壓時(shí),可采用8~10cm。整平膠結(jié)層主要作用是為防滲層鋪筑在巖石基面上找平,故作本款規(guī)定。在我國北方地區(qū),瀝青混凝土渠道防滲層常有裂縫發(fā)生。產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的,如瀝青品種、配合比設(shè)計(jì)及當(dāng)?shù)氐呢?fù)氣溫、降溫速率、施工質(zhì)量等。根據(jù)對(duì)青海省已建成渠道兩個(gè)寒季的觀測(cè),在元月份平均氣溫為-10℃以下,負(fù)氣溫極值為-24℃~-26℃時(shí),防滲結(jié)構(gòu)有裂縫產(chǎn)生。因此,瀝青混凝土應(yīng)作低溫抗裂性能計(jì)算。根據(jù)國內(nèi)外的試驗(yàn)資料,當(dāng)瀝青混凝土低溫抗裂性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),可摻入變形性能好的聚合物材料(如橡膠等),其抗裂性能有明顯提高,摻量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。如改性瀝青混凝土仍滿足不了抗裂要求時(shí),宜設(shè)伸縮縫。預(yù)制瀝青混凝土板的邊長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)安裝、搬運(yùn)條件確定。同時(shí)規(guī)定預(yù)制板密度應(yīng)大于2.30g/cm3,以保證其密實(shí)和防滲效果良好。(5)膜料防滲結(jié)構(gòu)埋鋪式較明鋪式膜料防滲結(jié)構(gòu),不易破壞,壽命長(zhǎng)。因此本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用埋鋪式膜料防滲結(jié)構(gòu)。膜料防滲層的鋪設(shè)范圍,有全鋪式、半鋪式和底鋪式三種形式。全鋪式為渠坡、渠底均鋪設(shè),渠坡的鋪膜高度與渠道正常水位齊平或高于正常高水位;半鋪式為渠底全鋪,渠坡鋪膜高度為渠道正常水深的1/3~1/2;底鋪式僅鋪渠底。據(jù)美國等國外資料,底鋪式膜料防滲渠道,可減少滲漏量50%左右。為降低造價(jià)、減少防滲工程量,我國一些地區(qū)采用底鋪式;半鋪式膜料防滲渠道,在原渠改建時(shí)用得較多,根據(jù)測(cè)驗(yàn),半鋪式的防滲效果可達(dá)到全鋪式的87.7%~92.0%。從全國范圍看,采用較多的是全鋪式塑膜防滲渠道。設(shè)置過渡層是為了避免損傷膜料防滲層,并能保證膜料下部的積水順利排除。作過渡層的材料很多,各地亦有多種做法,可因地制宜地選用。如灰土、砂漿、草泥灰、土、砂及復(fù)合土工膜等。各地的運(yùn)行實(shí)踐證實(shí):灰土、砂漿作過渡層,具有一定強(qiáng)度和整體性,造價(jià)也較低,適用范圍廣,效果好;土、砂過渡層,雖然造價(jià)低廉,但在砌縫較多的情況下,往往會(huì)被水流沖走或淘空,導(dǎo)致剛性保護(hù)層整體性破壞,或表面凹凸不平。因此,應(yīng)優(yōu)先選用灰土、砂漿作過渡層。如采用土、砂料作過渡層,則應(yīng)采取防止淘刷的措施。膜下過渡層的材料宜是透水材料,以排除透過膜料的水和地基內(nèi)部的滲流水,避免膜下水壓力過大,頂托防滲膜。過渡層主要保護(hù)防滲膜料不被損壞和膜料下部的積水順利排除,故其厚度不需太大,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般灰土、砂漿2~3cm即可,土、砂3~5cm即可。從各地調(diào)查中發(fā)現(xiàn),當(dāng)土料保護(hù)層厚度太小時(shí),因受凍融等因素的影響,膜料層會(huì)發(fā)生裸露,而導(dǎo)致老化破壞。國外如印度,通過試驗(yàn)認(rèn)為,厚30cm即足以使保護(hù)膜層不被破壞;美國農(nóng)業(yè)工程師協(xié)會(huì)建議,在可能遭受牲畜踐踏和機(jī)械損壞的地方,最小覆蓋層厚度為23cm??紤]到我國南方和北方氣溫不同等因素,結(jié)合調(diào)查中了解到的各地經(jīng)驗(yàn),選定最小厚度為30~35cm,寒冷地區(qū)采用大值。表5.6.3-1我國埋鋪式膜料防滲渠道土保護(hù)層的厚度渠道名稱保護(hù)層材料保護(hù)層厚度(cm)底坡新疆農(nóng)二師卡拉干渠重粉質(zhì)壤土40.O50.O新疆農(nóng)七師奎屯水庫東世水渠輕砂壤土70.O70.O河北省深縣4干1分干渠輕壤土50.O80.O河北省深縣4干3分干渠中粉質(zhì)壤土50.O70.O河北省深縣南3支渠中粉質(zhì)壤土50.O60.O新疆農(nóng)七師車排子?xùn)|支干渠重粉質(zhì)壤土50.O50.O吉林省榆樹松前干渠重粉質(zhì)壤土20.O20.O新疆農(nóng)二師鐵干里總干渠重壤土50.O50.O新疆農(nóng)二師31團(tuán)2支干渠重粉質(zhì)壤土40.O35.O遼寧省開原縣城郊干渠砂及砂礫石40.O40.O山西省蕭河南干1支渠砂壤土60.O60.O表5.6.3-2美國埋鋪式塑料防滲渠道土保護(hù)層的厚度渠道名稱保護(hù)層材料保護(hù)層厚度(cm)蒙大拿州海倫邦河谷渠砂礫料43.0蒙大拿州東部階地渠砂礫料(最大粒徑75mm)38.0~41.0蒙大拿州太陽河工程H支渠土料加礫石各15.0,共30.0新墨西哥州麥克卡斯基支渠土料43.0~46.0新墨西哥州爾馬里洛渠土料加礫石60.5~41.0內(nèi)布拉斯加州幻影平原渠砂性材料35.0內(nèi)部拉斯加州法威爾灌區(qū)黃土35.05.6.5本條是本次修訂增加的部分,意在對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的計(jì)算分析,驗(yàn)證其抗滑、抗浮等穩(wěn)定性。前規(guī)范對(duì)此沒有規(guī)定,在實(shí)踐中存在襯砌結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問題,因此,進(jìn)行這些計(jì)算分析是必要的。5.6.6抗滑穩(wěn)定計(jì)算第2、3款的計(jì)算公式引用了堤防設(shè)計(jì)規(guī)范的公式。該公式中,對(duì)于沿護(hù)坡底面通過地基整體滑動(dòng)的護(hù)坡穩(wěn)定計(jì)算,其地基部分也應(yīng)是圓弧滑動(dòng)破壞。但是,一般的護(hù)坡基礎(chǔ)較淺,滑動(dòng)面也不深,所以,為簡(jiǎn)便起見,基礎(chǔ)部分沿地基滑動(dòng)可簡(jiǎn)化為折線狀,用極限平衡法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算時(shí)可以通過先假定B,求相應(yīng)的K,不斷調(diào)整B點(diǎn)的位置,從而求出最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面。枯水期水位較低時(shí)應(yīng)考慮易發(fā)生沿抗剪強(qiáng)度較低的接觸面的不穩(wěn)定破壞。第4款考慮了單塊砌塊在斜坡上的滑動(dòng)穩(wěn)定性,計(jì)算中考慮了靜止摩擦系數(shù)的影響,也就是考慮了c值的作用。5.6.7抗浮穩(wěn)定計(jì)算是按照浮力與重力之比來判斷抗浮穩(wěn)定性。該計(jì)算對(duì)于鋪設(shè)保溫板時(shí)較為重要,一定充分考慮,以保證砌塊的穩(wěn)定性。5.6.8抗裂驗(yàn)算計(jì)算。只是對(duì)全斷面現(xiàn)澆混凝土襯砌體進(jìn)行計(jì)算。5.6.10抗沖穩(wěn)定計(jì)算。這些計(jì)算之前應(yīng)進(jìn)行波浪計(jì)算,計(jì)算方法可參考堤防規(guī)范。1砌石護(hù)坡面層設(shè)計(jì)一般按厚度控制。過去干砌塊石厚度計(jì)算一般采用向金法、培什金法和港口規(guī)范法。向金法在L/H=15前后計(jì)算值發(fā)生突變,不夠合理。港口規(guī)范法在m<2時(shí)計(jì)算值一般偏大。培什金法計(jì)算值一般居中,計(jì)算簡(jiǎn)便。工程中干砌塊石有砌方石(包括條石)和一般塊石之分。培什金公式系數(shù)為0.225,是對(duì)砌方石而言,根據(jù)向金資料,砌方石的砌塊石系數(shù)相差18%,據(jù)此,將培什金砌石公式原系數(shù)提高18%,作為一般砌石的系數(shù)(0.266)。關(guān)于人工塊體和經(jīng)過分選塊石的拋石護(hù)坡計(jì)算,采用了國內(nèi)外廣泛使用的哈得遜公式。在水流作用下,防護(hù)工程采用拋石護(hù)坡、護(hù)腳,其塊石保持穩(wěn)定的抗沖粒徑(按塊石折算成圓球形之直徑)和重量計(jì)算公式很多。本條介紹的公式除考慮水流流速這一主要因素外,還考慮了塊石容重、底坡情況、水流流向等,比較符合實(shí)際情況,亦可根據(jù)各地具體情況選用其他公式計(jì)算。2混凝土護(hù)面板的整體穩(wěn)定計(jì)算采用了向金公式,與現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274一2001一致。該公式僅適用于均質(zhì)土堤護(hù)坡的情況,對(duì)土堤臨水面有拋石體,在拋石體上鋪放混凝土板的情況不宜采用。5.7結(jié)構(gòu)措施與構(gòu)造設(shè)計(jì)5.7.2渠道內(nèi)坡護(hù)腳設(shè)計(jì)。護(hù)腳也稱為固腳、腳槽,是在渠坡坡腳處設(shè)置的砌石、混凝土、石籠等塊體,并將坡體上的襯砌結(jié)構(gòu)支撐在其上,起到支撐坡面襯砌體、穩(wěn)固邊坡和分割渠底襯砌體和渠坡襯砌體的作用。護(hù)腳對(duì)襯砌體的安全起到極為重要的作用,應(yīng)該重視。護(hù)腳必須保證自身穩(wěn)定,并有足夠的強(qiáng)度和剛度來支撐上部襯砌體的重量,并有足夠的高度和寬度保證其變形較小。一般腳槽尺寸為60cm*80cm,凍脹作用強(qiáng)烈的地區(qū)其埋設(shè)深度應(yīng)該大于凍深。5.7.4渠基內(nèi)排水設(shè)施。應(yīng)盡量采用排水出渠的方式,將渠基滲水排出渠道外邊。沒有條件的情況下可以用排水入渠的方法。排水入渠一般需要設(shè)置逆止閥,而逆止閥非常易于淤堵或者夾入泥沙而失效,可靠性較差,特別是對(duì)于多泥沙渠道,其可靠性更差。南水北調(diào)工程中許多地段采用集水井加自動(dòng)強(qiáng)制抽排的方式排滲水,該方法雖然增加運(yùn)行成本,但是較為可靠。5.8整體預(yù)制式混凝土槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.8.1整體預(yù)制式矩形渠道主要應(yīng)該考慮過流能力計(jì)算和防凍脹設(shè)計(jì)兩個(gè)方面,結(jié)構(gòu)驗(yàn)算一般以彎曲抗力測(cè)定進(jìn)行。5.9附屬設(shè)施設(shè)計(jì)5.9.1附屬設(shè)施主要有安全監(jiān)測(cè)、生態(tài)要求、道路、防護(hù)等設(shè)施的設(shè)計(jì)。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)附屬設(shè)施與主體建筑物的同步實(shí)施,以保證設(shè)施的完備和節(jié)省成本。
6混凝土預(yù)制槽制造裝配式預(yù)制混凝土矩形渠在黑龍江省灌區(qū)建設(shè)中首先應(yīng)用,目前在黑龍江省、吉林省及新疆維吾爾自治區(qū)應(yīng)用廣泛,取得了明顯的效益。本節(jié)的主要依據(jù)是黑龍江省水利科學(xué)研究院承擔(dān)的948計(jì)劃項(xiàng)目“先進(jìn)渠系建筑物制造關(guān)鍵技術(shù)引進(jìn)”、十二五科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目中“裝配式矩型渠及配套產(chǎn)品開發(fā)”、專著“農(nóng)田水利工程裝配式預(yù)制混凝土矩形渠”和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)田灌排用預(yù)制混凝土矩型渠》Q/HXS01-2017”等成果以及國家標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51231-2016”。
7施工7.1一般規(guī)定7.1.1施工前應(yīng)認(rèn)真閱讀工程設(shè)計(jì)文件,包括設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)圖紙等,以便掌握工程的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù),明確工程的重點(diǎn)和難點(diǎn),為組織施工做好準(zhǔn)備。施工現(xiàn)場(chǎng)踏勘的目的在于了解施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況和條件,為編制施工組織設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。施工組織設(shè)計(jì)是研究施工條件、選擇施工方案、對(duì)工程施工全過程實(shí)施組織和管理的指導(dǎo)性文件,對(duì)保證工程施工的順利進(jìn)行具有重要的作用。7.1.2材料設(shè)備應(yīng)選用符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的定型產(chǎn)品.按照設(shè)計(jì)要求的規(guī)格、數(shù)量、型號(hào)采購。現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收包括數(shù)量和質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面。材料設(shè)備的保管應(yīng)根據(jù)不同品種、規(guī)格、型號(hào),分類存放,水泥應(yīng)有防雨、防潮設(shè)施,如入庫存放、搭建防雨棚,碼放水泥的底部應(yīng)墊高且鋪放塑料膜。7.1.3氣溫穩(wěn)定具體指在降溫的低溫季節(jié)連續(xù)5d通過某一溫度,之后很難再恢復(fù)這一溫度。砌石防滲工程的低溫施工措施參照《建筑工程冬季施工規(guī)程》JGJ104--1997的規(guī)定;混凝土防滲工程的低溫施工措施參照《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144-2001的規(guī)定;瀝青混凝土防滲工程的低溫施工措施參照《水工輾壓式瀝青混凝土施工規(guī)范》DL/T5363-2006的規(guī)定。7.2填筑和開挖7.2.1在鋪設(shè)防滲層以前應(yīng)驗(yàn)收檢查渠道基槽是否符合設(shè)計(jì)要求,嚴(yán)格控制渠道基槽斷面的高程、尺寸和平整度。7.2.2新建填方渠道和已建渠改建防滲渠道,填筑前應(yīng)清除填筑范圍內(nèi)的草皮、樹根、淤泥、腐殖土和污物,以避免填筑渠基與原土基間形成軟弱層,影響渠基穩(wěn)定。5級(jí)渠道埴筑也可采用近似的方法確定最優(yōu)含水量,即:用手將土捏成緊密的圓球后,擠不出水來,松手后土球仍能保持緊密圓球形狀時(shí)的含水?dāng)M,可近似地認(rèn)為是此種土的最優(yōu)含水量。7.2.3已建渠改建襯砌防滲渠道,為了保證填筑壓實(shí)質(zhì)量,應(yīng)提前停水,使基土風(fēng)干;或采取抽排、翻曬等方法降低其含水量。如仍無效時(shí).則宜采用干土、濕土摻混的方法埴筑。已建土渠原為梯形斷面,但經(jīng)長(zhǎng)期輸水運(yùn)用,在水面以下的斷面均已變成弧形等不規(guī)則的斷面;由于防滲渠道糙率較小,使其斷面較原渠縮小。此兩種情況均需進(jìn)行基礎(chǔ)填筑。填筑前,除按第7.2.2條規(guī)定清除填筑范圍內(nèi)的草皮、樹根、淤泥、磚塊等雜物外,尚需把原渠坡挖成臺(tái)階狀,然后在上面填筑新土,并使填筑面較設(shè)計(jì)加寬50cm,為渠道修整留有余地。7.2.4本條對(duì)挖方渠槽、填方渠槽和改建渠道工程中將渠槽填筑滿頂時(shí)渠槽的開挖作了規(guī)定。當(dāng)采用機(jī)械開挖法施工時(shí),機(jī)械開挖以后,仍應(yīng)輔以人工檢查及修復(fù),直至符合設(shè)計(jì)要求。7.2.6如果渠基為易穿透防滲層的雜草地段,采用膜料及瀝青混凝土防滲時(shí),渠道基槽應(yīng)對(duì)草根、樹根進(jìn)行清除,以防止雜草穿透破壞防滲層,影響工程質(zhì)量。7.3特殊土渠基處理7.3.1濕陷性黃土渠基施工。濕陷性黃土渠基的處理一般有墊層法、強(qiáng)夯、灰土擠密樁、預(yù)浸水法和原土翻夯等方法。其中:強(qiáng)夯和灰土擠密樁法由于其處理深度深、效果好、有較多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而被認(rèn)為是較為可靠的處理方式,一般經(jīng)過這兩種方法處理的濕陷性地基只要施工較為規(guī)范均不會(huì)出現(xiàn)濕陷事故,但是成本較高、施工對(duì)周圍環(huán)境的影響較大。預(yù)浸水法是處理濕陷性黃土地基最為傳統(tǒng)的方法,有較為成功的案例,但是存在需水量大、浸水和疏干耗時(shí)長(zhǎng),一般需要1~2年時(shí)間,且表層6m內(nèi)黃土的濕陷性的消除效果不佳、含水率高強(qiáng)度低等問題,還需要對(duì)表層黃土采用墊層法處理,目前該法的使用受到較大的限制。墊層法的原理是換填一定厚度的原狀濕陷性黃土,并用灰土、水泥土等形成一層防滲且水穩(wěn)定較強(qiáng)的填土層,防滲作用可以減小深層黃土的濕陷性,同時(shí)對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)起到很好的墊層支撐作用,大大減小襯砌結(jié)構(gòu)的不均勻沉降,從而保證了襯砌結(jié)構(gòu)的安全,起到了一層多能的作用,是很多渠道慣常采用的濕陷性處理方法,但是該方法對(duì)于深厚自重濕陷性渠基的處理效果需要慎重論證。翻夯法是一種簡(jiǎn)單的處理方式,其作用原理與墊層法基本一致,但是防滲效果較差,只是適用于淺層濕陷性黃土渠基處理。工程中應(yīng)該根據(jù)工程實(shí)際,并結(jié)合工程成本,經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比確定。 1墊層法施工將石灰或者水泥與土料攪拌均勻、并控制填筑含水率兩項(xiàng)內(nèi)容是施工中的關(guān)鍵步驟,也只有使用專用的機(jī)械設(shè)備才能達(dá)到以上目的,因此本條做了用機(jī)械攪拌的規(guī)定。 2強(qiáng)夯法的施工參數(shù)必須由試樁確定,特別是強(qiáng)夯消除黃土濕陷性的影響深度須由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證,因此本條做了這方面的規(guī)定。7.3.2膨脹土遇水膨脹失水收縮開裂,被普遍認(rèn)為是最難對(duì)付的特殊土,因此渠道選線是應(yīng)盡量避免穿過膨脹土地區(qū),實(shí)在避免不開時(shí)必須進(jìn)行慎重處理。 1應(yīng)盡量不用膨脹土做為填料填筑渠坡,應(yīng)該用其他土料進(jìn)行填筑。無其他土料可用時(shí),應(yīng)該避免強(qiáng)膨脹土上堤,對(duì)于中等和弱膨脹土可以用作填料,但是用對(duì)其表層進(jìn)行防護(hù)處理。 2膨脹土施工中保持土體原狀含水量不變是關(guān)鍵,達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是困難的,因此應(yīng)該采取一切防護(hù)措施保證土體含水率的穩(wěn)定。 3鑒于膨脹土脹縮變形、強(qiáng)度衰減和滑坡等災(zāi)害發(fā)生在大氣作用影響層內(nèi),屬于淺層性質(zhì),因此,本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于膨脹土的處理方法是以包裹防護(hù)為主。大量實(shí)踐表明,采用“金包銀”的方法,也就是在膨脹土表層用灰土、水泥土包裹是處理膨脹土較為有效、且成本較低的方法,包裹層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)和慘灰量的控制是關(guān)鍵。7.3.3分散性土的處理關(guān)鍵是墊層防護(hù)和反濾本條對(duì)其進(jìn)行了規(guī)定。7.3.4由于鹽漬土中的鹽分會(huì)隨著季節(jié)的變化而變化,因此,本條規(guī)定鹽漬土的施工應(yīng)該選擇鹽分較小的季節(jié)進(jìn)行。7.5膜料防滲7.5.1膜料鋪設(shè)方面。1根據(jù)渠道大小和鋪設(shè)方法,將膜料加工成大幅備用,可以提高施工速度。但是,大幅膜料的尺寸應(yīng)以便于搬運(yùn)和鋪設(shè)為宜。2按先下游后上游的順序鋪設(shè),上游幅壓下游幅,搭接縫方向垂直于水流方向,可使膜料在水流壓力下,連接縫密合,提高防滲效果。3鋪設(shè)時(shí),先將膜料的一端與先鋪好的膜料或原建筑物在現(xiàn)場(chǎng)焊接(或粘接)牢固,在提高防滲效果的同時(shí),可使膜料一端固定,易于拉展鋪開。4膜料鋪設(shè)時(shí)留有小的褶皺,可適應(yīng)保護(hù)層填筑時(shí)造成的局部變形;膜下空氣完全排除,可避免在填筑時(shí)膜下空虛和產(chǎn)生局部壓力,頂破膜料。5先埋好膜層頂端,可起到固定作用,避免在保護(hù)層的填筑過程中膜料下滑。膜料幅間的連接縫應(yīng)按設(shè)計(jì)采用粘接、焊接或搭接。6粘補(bǔ)破孔的粘補(bǔ)膜應(yīng)超出破孔每邊10~20cm,目的是更好地達(dá)到粘補(bǔ)作用,避免漏補(bǔ)。7.5.2膜巖石或砂礫石基槽鋪設(shè)過渡層可以防止膜料擦破或刺破,常用水泥砂漿、灰土等。7.5.3當(dāng)天鋪膜,當(dāng)天填筑好保護(hù)層,以避免膜層裸露時(shí)間過長(zhǎng)。7.5.4土料保護(hù)層施工一般采用壓實(shí)法;如果保護(hù)層土料是砂土、濕陷性黃土等不易壓實(shí)的土料,或中、小型渠道不易采用壓實(shí)法時(shí),可采用浸水泡實(shí)法。7.6砌石防滲襯砌7.6.3采用漿砌石防滲結(jié)構(gòu)的梯形渠道,一般應(yīng)先砌渠底后砌渠坡。但是,對(duì)于矩形渠道,砌筑時(shí),為了避免人踩、石料砸碰砌體,影響砌筑質(zhì)量,一般應(yīng)先砌兩邊側(cè)墻,后砌渠底。不管采取何種砌筑順序,都應(yīng)盡量減少外力對(duì)未凝固砌體的破壞,必要時(shí)應(yīng)采取保護(hù)措施。7.6.4本條規(guī)定干砌卵石砌筑順序,主要是根據(jù)我國西北地區(qū)砌筑經(jīng)驗(yàn)確定的。7.7混凝土防滲7.7.1現(xiàn)澆混凝土防滲襯砌層的模板除應(yīng)有襯砌分塊的兩側(cè)擋板、伸縮縫成型夾板及支架外,邊坡混凝土澆筑時(shí),一般應(yīng)有外模。7.7.3本條規(guī)定了配合比的嚴(yán)肅性,可避免因不嚴(yán)格遵守混凝土配合比而造成的混亂現(xiàn)象,從而有利于保證混凝土拌和物的質(zhì)量。本條還增加了審核配合比的內(nèi)容,在現(xiàn)行工程建設(shè)體制下,試驗(yàn)部門確定的配合比應(yīng)經(jīng)監(jiān)理工程師審核。7.7.4本條規(guī)定了混凝土的拌和時(shí)間。拌和時(shí)間是指從原材料全部投入拌和筒到開始卸出時(shí)所用的時(shí)間。7.7.7參照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水工混疑土施丁規(guī)范》SL677的規(guī)定,澆筑混凝土的允許間歇時(shí)間,當(dāng)澆筑時(shí)氣溫為20°C~30°C時(shí),普通硅酸鹽水泥為90min。渠道混凝土防滲襯砌層為薄板結(jié)構(gòu),水分散失較快,因此將其允許間歇時(shí)間定為60min~90min。7.7.9對(duì)混凝土澆筑的振搗進(jìn)行了全面規(guī)定。使用表面式振動(dòng)器時(shí),在振動(dòng)器不能靠近的部位,應(yīng)采用手持式振搗器振搗,或輔以人工搗固,振搗器不應(yīng)直接碰撞模板、鋼筋及預(yù)埋件。7.7.10噴射混凝土適用于各種斷面的渠道,過去已有在U形和梯形渠道上施工的實(shí)例。該施工方法速度快、質(zhì)量好,不用模板,而且由于干料和水都是通過膠管壓力輸送,不受道路限制,減少了深挖方、高填方渠道混凝土運(yùn)輸?shù)睦щy。7.7.11收面工作是混凝土澆筑中重要的工序,收面應(yīng)在混凝土澆筑完后,立即用原漿收面,不得另拌砂漿上面。實(shí)踐證明,另拌砂漿收面,往往與原混凝土結(jié)合不好,冬季受凍后,容易造成表層大量脫落,影響工程質(zhì)量。7.8機(jī)編鋼絲網(wǎng)襯砌7.8.1本條規(guī)定了機(jī)編鋼絲網(wǎng)在鋪設(shè)過程中應(yīng)注意保管存放,防止老化及銹蝕等問題。7.8.2本條依據(jù)馬克菲爾網(wǎng)墊安裝手冊(cè)InstallationManualRenoMattressesENG_rev.1_19042017,結(jié)合國內(nèi)網(wǎng)墊的施工經(jīng)驗(yàn)編寫。7.8.3本條依據(jù)馬克菲爾石籠安裝手冊(cè)InstallationManualGabionsENG_rev.1_18042017,結(jié)合國內(nèi)網(wǎng)墊的施工經(jīng)驗(yàn)編寫。7.9現(xiàn)場(chǎng)混凝土預(yù)制板襯砌7.9.1依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)“裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”GB/T51231-2016規(guī)定了現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制混凝土預(yù)制板的場(chǎng)地要求。7.9.2~7.9.3依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)“裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”GB/T51231-2016規(guī)定了現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制混凝土預(yù)制板的加工要求。7.9.4規(guī)定了預(yù)制板的安裝要求。7.10模袋混凝土襯砌7.10.1模袋鋪設(shè)和連接施工。 1檢查模袋質(zhì)量是施工前必須進(jìn)行的一個(gè)工作,對(duì)保證工程質(zhì)量關(guān)系較大,破損、斷紗等嚴(yán)重缺陷的模袋不得使用。 2渠頂錨固槽內(nèi)設(shè)置固定樁來固定模袋是保證模袋布設(shè)順直、穩(wěn)固的關(guān)鍵,一般應(yīng)1~2m設(shè)置一個(gè)固定樁,固定樁設(shè)置時(shí)應(yīng)該在模袋兩邊各設(shè)置一個(gè),同時(shí)鋪設(shè)時(shí)還應(yīng)該考慮模袋充起時(shí)收縮量。3模袋縫接緊密很重要,本條對(duì)于縫接作出了要求。7.10.2模袋混凝土配合比應(yīng)按試驗(yàn)確定,模袋內(nèi)混凝土不能進(jìn)行振搗,只能依靠模袋的膨脹壓力實(shí)現(xiàn)固化,因此的配合比的設(shè)計(jì)時(shí)保證質(zhì)量的關(guān)鍵,不能參照其他工程確定配合比,只能采用試驗(yàn)確定才行。7.10.3混凝土灌注時(shí)灑水是為了保證灌注時(shí)順暢。先下而上、先兩邊后中間充灌可以保證灌注質(zhì)量。養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)該在14d以上,才能保證模袋強(qiáng)度。本條提出的灌注參數(shù)是總結(jié)多個(gè)工程的經(jīng)驗(yàn)得到的。7.11瀝青混凝土防滲7.11.1瀝青混凝土原材料的性能及配合比的變化,對(duì)其強(qiáng)度、低溫下柔性和熱穩(wěn)定性等影響很大。7.11.2運(yùn)輸瀝青混合料的基本要求為熱量損失少,不離析。要使瀝青混合料鋪面充分壓實(shí),必須在輾壓時(shí)保持適當(dāng)?shù)臏囟?。瀝青混合料的出機(jī)溫度是根據(jù)輾壓溫度要求、運(yùn)輸和攤鋪過程的熱量損失確定的。因此.減少運(yùn)輸過程的熱量損失甚為重要。7.11.3本條主要保證防滲襯砌層達(dá)到設(shè)計(jì)要求的厚度、壓實(shí)度和相對(duì)密度。瀝青混凝土渠道防滲技術(shù)要求高,加之自然條件、渠道斷面形式、采用的施工工藝不同等原因,應(yīng)在鋪筑之前,進(jìn)行試驗(yàn)性施工,以檢驗(yàn)材料配合比,確定鋪筑厚度、碾壓溫度、輾壓遍數(shù)和壓實(shí)系數(shù)等施工參數(shù)。壓實(shí)系數(shù)是瀝青混合料的攤鋪厚度與壓實(shí)厚度之比,是確定攤鋪厚度的主要參數(shù)。此系數(shù)因人工或機(jī)械攤鋪而異。參考我國壩工瀝青混疑土施工的有關(guān)資料,壓實(shí)系數(shù)的具體標(biāo)準(zhǔn)可選1.2~1.5。7.11.4瀝青如長(zhǎng)期受高溫影響,會(huì)產(chǎn)生老化現(xiàn)象。其黏度提高,塑性降低,脆性增加。根據(jù)遼寧等地試驗(yàn)結(jié)果(見表12),瀝青加熱溫度越高,恒溫時(shí)間越長(zhǎng),瀝青老化越嚴(yán)重,三大指標(biāo)均有變化,以針入度變化最大??刂萍訜釡囟鹊纳舷?,是抑制瀝青老化的關(guān)鍵因素。如以針入度比值不小千90%作為瀝青老化的控制指標(biāo),則瀝青適宜的加熱溫度為160°C±l0°C,恒溫時(shí)間應(yīng)小于6h。表12瀝青不同加熱溫度及恒溫時(shí)間對(duì)三大指標(biāo)的影響加熱溫度(℃)160190210恒溫時(shí)間(h)標(biāo)準(zhǔn)648標(biāo)準(zhǔn)648標(biāo)準(zhǔn)648針入度(0.1mm)77.273369379.6026.3088.8077.824.8針入度比值(%)10094.6046.8010085.1028.3010087.6027.9軟化點(diǎn)(℃)46.748.552.548.549.362.348.849.365.8軟化點(diǎn)增加率(%)03.912.401.7028.100134.8延伸值(cm)11311352.411311323.311311310.2瀝青混合料壓實(shí)溫度的控制,是保證瀝青混凝土施工質(zhì)顯的重要因素。國內(nèi)外壩工瀝青混凝土防滲墻的輾壓溫度,主要是根據(jù)瀝青的針入度確定的。當(dāng)瀝青的針入度為40~100時(shí),初次輾壓的溫度為ll0°C-125°C,終結(jié)輾壓溫度為85°C-100°C。參照我國壩工瀝青混凝土碾壓溫度的控制標(biāo)準(zhǔn)(見表13),,選定了渠道瀝青混凝土防滲層的壓實(shí)溫度。表13瀝青混合料的碟壓溫度項(xiàng)目針入度(0.1mm)一般控制范闈60~8080~120最佳碾壓溫度(℃)150~145135初次碾壓溫度(℃)125~120110140~110二次碾壓溫度(℃)100~9585120~80整平膠結(jié)層的壓實(shí)溫度,是根據(jù)壩工開級(jí)配瀝青混合料壓實(shí)溫度較防滲層低20°C的規(guī)定確定的。根據(jù)西北水科所的資料,斜坡上最有效的輾壓工具是0.5t~2.0t的振動(dòng)輾。在無條件采用上述輾壓工具時(shí),也可以采用附著式平面振動(dòng)器。在馮家山灌區(qū)、湟海渠試驗(yàn)中,采用重24kg和38kg兩種平面振動(dòng)器,先用輕型作初次振壓,后用重型振壓8次,瀝青混凝土的密度可達(dá)2.30g/cm3以上??梢?,采用平面振動(dòng)器壓實(shí)渠道瀝青混凝土也是可行的。振動(dòng)壓實(shí)渠坡時(shí),“上行振動(dòng),下行不振動(dòng)”的規(guī)定,主要是為了避免產(chǎn)生橫
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