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噴混凝土技術(shù)在渠道防滲工程中的應(yīng)用
興建于1958年的河北省井陘縣人民灌區(qū)的兩條干渠綿延218公里,工程質(zhì)量先天不足,渠道滲漏現(xiàn)象嚴重,灌區(qū)渠系水利用系數(shù)只有0.473,并且渠道決口等水毀事故不斷發(fā)生,嚴重危及渠道安全和運行。70年代以來,噴射混凝土用于煤礦、地鐵隧洞的噴錨支護。我們受此啟發(fā),將噴射混凝土技術(shù)應(yīng)用于渠道防滲,使渠系水利用系數(shù)提高到0.90,節(jié)水效益顯著。
噴混凝土技術(shù)原理
混凝土料加入混凝土噴射機,經(jīng)電動拌合,利用風(fēng)壓將潮濕的混凝土料吹散加速,經(jīng)輸料管,使其浮游旋轉(zhuǎn)到噴頭與限定的泵送有壓水混合噴出,噴射壓力0.2~0.4MPa,把混凝土材料沖壓敷著在限定的工程斷面上。
噴混凝土斷面設(shè)計與施工
灌區(qū)兩條干渠為土明渠,原設(shè)計為梯形斷面,縱坡為1/4500~1/3000,根據(jù)土質(zhì)不同,現(xiàn)設(shè)計成介于U形與弧形之間的斷面。要求防止凍脹,混凝土標號為150號,抗拉強度隊8kg/m2,防滲效果較好,伸縮縫經(jīng)驗算混凝土溫度變形量長10米時,△L(變形量)=O.0037m。噴混凝土厚度弧底12cm,弧尾6cm。伸縮縫順直段10米、彎道段5~7米設(shè)置1道,雙層油氈止水分縫。噴混凝土料選用不大于15mm的潔凈石灰?guī)r碎石,潔凈的黃色的中砂,425號礦渣水泥,混凝土配合比(水泥:砂:石)為1:3:2,水灰比在0.35~0.45之間。
施工時,首先進行土模修整。弧形模具的垂球線與中心樁頂模具對準,沿模具設(shè)置控制樁,控制模面,回填部位要夯打密實。確保土模設(shè)計尺寸正確,模面無浮土后,強度達到0.1MPa以上時,反復(fù)灑水3~4次,保持模面濕潤,然后進行噴混凝土。噴時,原則上一次成渠,達到平整光滑。噴射混凝土要分塊,按順序一塊一塊地噴。噴射每塊從渠底向兩旁對稱噴射。
噴射槍口與噴射面應(yīng)盡量保持垂直,距離一般為0.6~1.0米。噴射機的工作風(fēng)壓在0.1~0.2MPa之間。高溫季節(jié)施工,噴混凝土終凝時間約4~6小時,此時,應(yīng)及時灑水養(yǎng)護,7天內(nèi)每天不少于8次,7天后不少于6次,養(yǎng)護15~20天。
噴混凝土防滲技術(shù)評價及經(jīng)濟效益分析
從1998年渠道噴混凝土防滲試驗來看,該工程雖然局部出現(xiàn)凍脹裂縫,但是,我們認為渠道噴混凝土防滲仍然是一種省工、省料、造價低、易操作、速度快的防滲措施。渠道采用噴混凝土防滲后糙率為0.014~0.017,每公里水的滲漏損耗量為0.05%,抗?jié)B強度達到S4,抗凍強度達到D50,混凝土強度提高10%~30%。噴混凝土防滲每米造價199.42元,砌石防滲每米382.8元,現(xiàn)澆混凝土“U”形槽為269.26元。如果全灌區(qū)218公里渠道全部噴混凝土防滲,每年可節(jié)省水量2000萬立方米,增加灌溉30萬畝次,增產(chǎn)糧食600萬公斤,灌區(qū)年增加水費收入200萬元,年綜合社會效益1000多萬元。同時年可減少渠道維修費用40萬元,減少渠道清淤用工21.5萬工日,折款215萬元。
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