水利工程混凝土渠道防渗技术探讨

　　摘要：本文就水利工程混凝土渠道施工过程中防渗技术从原材料、混凝土强度等级、配合比及混凝土防渗层厚度等方面进行了探讨和分析，供大家借鉴参考。
　　关键词：水利工程；混凝土渠道；防渗
　　
　　混凝土防渗是国内广泛采用的一种渠道防渗技术措施，它具有防渗效果好，一般能减少渗漏损失90%以上；糙率小（n=0.014～0.017）﹑允许流速大﹑一般为3～5m/s，可缩小渠道断面﹑减少土方工程量和占地面积﹑强度高﹑耐久性好，便于管理和适应性广泛等特点。
　　工程实践表明，采用渠道防渗工程技术可以大大提高水的利用系数，此外，由于渠道防渗技术的采用，渠道渗水量大大减少，使地下水位降低，可以有效防治土壤次生盐渍化的发生。渠道防渗工程技术，也是节水灌溉中十分重要的一个环节。有效地实施渠道防渗，可节约有限的水资源，缓解农业与工业和城市生活日益突出的供水矛盾，推动节水型现代化农业的发展。因此，在我国大力推广渠道防渗工程技术很有意义。
　　
　　1、混凝土防渗对原材料的质量要求
　　1.1水泥
　　混凝土防渗所用的水泥，主要决定于工程环境条件。有防冻要求的混凝土防渗工程，优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；无防冻要求的工程，可选用矿渣硅酸盐水泥﹑粉煤灰硅酸盐水泥或火山硅酸盐水泥，当环境水对混凝土有硫酸盐侵蚀时，应优先选用抗硫酸盐水泥或高铝水泥。
　　混凝土防渗的技术要求复杂﹑工程量大﹑消耗水泥多，选用水泥时，必须从技术﹑经济﹑和管理上全面考虑。水泥的运输﹑保管和使用，应符《水工混凝土施工规范》的有关规定。
　　1.2、骨料
　　在混凝土中，骨料用量占80%以上，因此，骨料的质量对混凝土和水泥用量的影响很大，必须重视骨料的选择。应根据就地取材﹑优质经济的原则，选用天然骨料﹑人工骨料﹑或两者互相补充。组成混凝土的骨料有粗骨料和细骨料之分。
　　1.2.1细骨料（砂料）
　　砂料应质地坚硬﹑清洁﹑级配良好，使用山砂或特细砂时，应有试验依据。砂的细度模数宜为2.4～2.8。天然砂料宜按粒径分成两级，人工砂可不分级。
　　1.2.2粗骨料（石料）
　　粗骨料应坚硬﹑无裂纹﹑洁净和级配良好。最大粒径不得大于混凝土板厚的1/3～1/2，抗压强度大于混凝土强度1.5倍。由于混凝土应有较高的密实度，所以要求粗骨料的级配应获得孔隙率较小或最小的效果。骨料孔隙率小，不仅节约水泥，还可以提高混凝土的抗渗性。当最大粒径为40mm时，常分为两级，即粒经5～20mm的占40%～45%，20～40mm的占55%～60%。
　　1.2.3活性混合材料
　　为改善混凝土性能，提高混凝土的质量，合理降低水泥用量，必须在混凝土中掺加适量的外加剂。拌制混凝土或水泥砂浆常用的外加剂有减水剂、引气剂、缓凝剂、速凝剂、早强剂及复合剂等。外加剂的品质应符合SD108—83《水工混凝土外加剂技术标准》的规定。
　　2、混凝土强度等级及配合比
　　大﹑中型渠道防渗工程混凝土的配合比按SD105-82《水工混凝土试验规程》进行试验确定。小型渠道混凝土的配合比可参照当地类似工程的经验采用。选择混凝土的配合比时，应根据其工程环境条件，分别满足抗压﹑抗渗﹑抗冻﹑抗拉﹑抗冲耐磨﹑抗风化﹑抗侵蚀等设计要求，以及施工和易性的要求，并采取措施合理降低水泥用量。
　　2.1混凝土强度
　　混凝土的设计强度不应低于表1中的数值。严寒地区的冬季过水渠道，抗冻标号应比表内数值提高一级。渠道流速大于3m/s，或水流中挟带较多推移质泥沙时，混凝土的强度不应低于15Mpa。
　　表1混凝土强度的最小允许值

　　注：1.强度等级的单位为Mpa。2.抗冻标号的单位为冻融循环次数。3.抗渗标号的单位为0.1Mpa。4.T系最冷月月平均气温。
　　2.2水灰比
　　混凝土的水灰比应根据配置强度和抗渗﹑抗冻标号进行选择，通常通过试验建立相应的试验成果关系式或图表；在没有资料时，可参考表2﹑3选择水灰比。混凝土水灰比既能满足配置强度要求，又能满足抗渗﹑防冻等特性的要求，同时还必须符合水工混凝土施工规范对混凝土最大水灰比允许值（表4）的规定。
　　表2抗渗标号与水灰比关系表

　　表3抗冻标号允许的最大水灰比

　　表4水灰比最大允许值

　　注：①在环境水有侵蚀的情况下，水会比最大允许值应减小0.05。
　　②在采用减水剂和引气剂的情况下，经过试验论证，水灰比最大允许值可增加0.05。
　　③寒冷地区，系指最冷月月平均气温在-3℃以下的地区。
　　3、混凝土防渗层厚度
　　目前北方地区混凝土防渗无论采用预制法还是现浇法施工的渠道，绝大部分采用等厚混凝土板进行防渗。混凝土板的厚度与工程环境及施工条件﹑渠道大小及重要性等有关，目前尚无适当的计算方法，一般根据经验选用。综合实践工程经验，《渠道防渗工程技术规范》（SL18—2004）要求：渠道流速小于3m/s时，梯形渠道混凝土板的最小厚度应符号表5的规定；流速为3～4m/s时，最小厚度宜为10cm；流速为4～5m/s时，最小厚度宜为12cm；水流中含有砾石类推移质时，渠底板的最小厚度宜为12cm；超高部分的厚度可适当减少，但不应小于4cm。
　　当地基吸浆严重时，浇筑混凝土前应铺一层很薄的塑膜，以防漏浆。否则，衬砌厚度应较表5的数值加大2cm左右。如混凝土板太大，适应地基变形的能力差，容易损坏，且预制安装﹑搬运不方便；但板块太小，接缝较多，又会降低防渗效果和增加填缝工作量。因此，应根据地基稳定性和施工条件选定板块尺寸。现场浇筑的混凝土板单块尺寸以3～5m为宜；预制混凝土板的尺寸，根据安装﹑搬运条件确定，人工施工时，一般不宜超过1m。

《水利工程混凝土渠道防渗技术探讨》

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