渠道襯砌結(jié)構(gòu)研究論文

　　摘要:隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,水資源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的戰(zhàn)略地位逐步的體現(xiàn)出來(lái),同時(shí)國(guó)家力主發(fā)展節(jié)約型社會(huì),積極推行節(jié)水型城市的創(chuàng)建,如何提高水資源的利用率是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。東營(yíng)市位于黃河最下游,當(dāng)?shù)厮�資源比較缺乏,經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水主要依賴(lài)于黃河水,節(jié)水措施顯得尤為重要,目前東營(yíng)市各大灌區(qū)均已實(shí)施了配套節(jié)水改造工程,干渠都已襯砌,結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)渠道襯砌的結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行研究,優(yōu)化工程設(shè)計(jì),提高工程質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞:渠道;襯砌;結(jié)構(gòu)型式

　　一、襯砌型式

　　干渠襯砌工程不僅要滿(mǎn)足防滲、護(hù)坡、減少糙率的要求,而且要經(jīng)受凍脹等多種不利因素的考驗(yàn),因此,渠道襯砌型式必須考慮各種因素的影響。

　　1、自然與地質(zhì)條件

　　氣溫:工程地區(qū)多年平均氣溫12.8℃,月平均最低氣溫-2.8℃(1月),極端最低氣溫-23.3℃,根據(jù)國(guó)家氣候分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)屬溫和地區(qū)。多年平均最大凍深0.64米。

　　土質(zhì):根據(jù)工程地質(zhì)報(bào)告,渠道沿線為黃河近代沉積土層,以粉土、粘性土為主,多數(shù)渠段粘粒含量在10%左右,極少數(shù)在20%左右,屬凍脹土。

　　地下水:四干渠下游段為半地下渠,襯砌板需采取排水措施。

　　2、襯砌型式

　　根據(jù)沿線工程地質(zhì),渠道采用全斷面防滲襯砌型式。

　　二、襯砌結(jié)構(gòu)

　　1、襯砌高度

　　渠道設(shè)計(jì)水深2.20m,堤頂高3.0m,根據(jù)規(guī)范規(guī)定,渠道內(nèi)坡襯砌頂高程應(yīng)高于設(shè)計(jì)水位0.3m～0.8m,結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況,本工程取0.4m。

　　2、防凍脹結(jié)構(gòu)

　�、俜纼雒洿胧┑倪x定

　　根據(jù)研究和試驗(yàn),造成渠道凍脹破壞的主要因素為低氣溫、凍脹性土壤及高含水率。本項(xiàng)目所在地區(qū),冬季氣溫低,負(fù)溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),土壤組成多為粉沙含量高的凍脹性土壤,再加上農(nóng)田冬灌時(shí)需要在冬季輸水,因此,渠道在運(yùn)行中出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象是必然的。

　　根據(jù)曹店干渠觀測(cè)資料,負(fù)溫指數(shù)為282℃.d的1985～1986年,渠道陰坡上部的最大凍土深度為64cm,陰坡下部的最大凍脹量達(dá)14.27cm,對(duì)混凝土襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了嚴(yán)重的破壞。為防止渠道邊坡的混凝土襯砌板產(chǎn)生凍脹破壞,設(shè)計(jì)中必須采取可靠的防凍脹措施。

　　目前,渠道襯砌采取的防凍脹措施主要有排水法、換土法和保溫法。排水法需要在混凝土襯砌結(jié)構(gòu)以下鋪設(shè)排水體和排水管道,以排除地下水,降低地下水位,減少渠堤土的含水量,采用排水法施工工藝較為復(fù)雜,工程質(zhì)量難以保證。換土法必須把渠堤的凍脹土壤換成不凍脹的砂礫料,換砂厚度要求在凍深的60～80%以上,需要大量的砂礫料,工程費(fèi)用高,且施工復(fù)雜。保溫法是采用具有良好保溫效果的材料,阻止或削弱渠堤與外界的熱量交換,減少基土的溫度下降幅度,從而減少凍結(jié)深度,防止凍脹破壞。綜合以上三種方法,結(jié)合本工程特點(diǎn),確定采用保溫法進(jìn)行防凍脹設(shè)計(jì)。

　�、诜纼雒洸牧系倪x定

　　聚苯乙烯泡沫塑料是一種優(yōu)良的隔熱保溫材料,具有吸水性小、不透水、耐腐蝕和抗老化等優(yōu)點(diǎn),根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),其導(dǎo)熱系數(shù)為0.038千卡/米小時(shí)度,僅為混凝土導(dǎo)熱系數(shù)的2%左右。近年來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)聚苯乙烯泡沫塑料用于渠道襯砌結(jié)構(gòu)防凍保溫做了大量的試驗(yàn)研究,研究結(jié)果表明聚苯乙烯泡沫板具有良好的防凍保溫效果,在混凝土襯砌板下鋪設(shè)一定厚度的聚苯乙烯泡沫板后,可以有效地消除或削減凍脹。由于聚苯乙烯泡沫保溫板具有一定的壓縮性,可以消減對(duì)混凝土的凍脹力,而且采用聚苯乙烯泡沫板保溫,具有造價(jià)低、施工簡(jiǎn)單、施工質(zhì)量易保證等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)此,采用聚苯乙烯泡沫板保溫,是本工程渠道襯砌防凍脹材料的最佳選擇。

　　根據(jù)有關(guān)工程經(jīng)驗(yàn),參照《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》,混凝土襯砌的允許凍脹量為:陽(yáng)坡2cm,陰坡3cm。經(jīng)輸水期、完建期凍脹計(jì)算,其計(jì)算值按減少35%進(jìn)行折減后,本工程?hào)|西向陽(yáng)坡、陰坡均需采取防凍保溫措施。

　�、郾�溫板鋪設(shè)厚度確定

　　根據(jù)山東省水利科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)研究成果,聚苯乙烯泡沫板保溫板的厚度,采用下式計(jì)算:

　　hb=λb(H/λ土-hS/λS)

　　式中:hb—聚苯乙烯泡沫板保溫板的厚度(米);

　　hS—混凝土板的厚度(米);

　　λb—聚苯乙烯泡沫板的導(dǎo)熱系數(shù)(千卡/米小時(shí)℃);

　　λ土—渠堤土的導(dǎo)熱系數(shù)(千卡/米小時(shí)℃);

　　λS—混凝土板的導(dǎo)熱系數(shù)(千卡/米小時(shí)℃);

　　H—等效土層厚度(米)。

　　對(duì)于東西向渠道陰坡,可忽略太陽(yáng)照射的影響,H按公式

　　H=(P×a/π)1/2ln(A/t)計(jì)算

　　式中:P—溫度變化周期,取365日計(jì)算;

　　a—渠堤土的導(dǎo)溫系數(shù)(m2/日);

　　A—?dú)鉁氐哪曜兎?℃);

　　T—年平均氣溫(℃)。

　　對(duì)于東西向渠道陽(yáng)坡,由于受到不同程度的陽(yáng)光照射,能吸收其輻射熱量,所需保溫層厚度可小些,其等效土層厚度按下式計(jì)算:

　　H=(P×a/π)1/2ln[A/(t+△t)]

　　△t={mαSO×13.7×[1-(1-0.32)n]}/β

　　式中:

　　△t—太陽(yáng)輻射而增加的溫度(℃);

　　m—渠道走向影響系數(shù),據(jù)省水科院成果確定;

　　α—混凝土的吸熱系數(shù),取α=0.65;

　　SO—年平均輻射能(千卡/米2時(shí)),根據(jù)《水工混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力與溫度控制》中有關(guān)資料確定;

　　N—云量,由氣象部門(mén)統(tǒng)計(jì)資料確定;

　　β—混凝土的放熱系數(shù),取2千卡/米2時(shí)度;

　　根據(jù)以上公式計(jì)算,陰坡保溫板的厚度為30mm,陽(yáng)坡保溫板的厚度為20mm。

　　三、襯砌結(jié)構(gòu)

　　四干渠下游段為半地下渠,部分襯砌結(jié)構(gòu)受地下水影響。對(duì)于不受地下水位影響的渠段,渠道內(nèi)坡襯砌結(jié)構(gòu)自上而下分別為:

　�、贊{砌C20混凝土預(yù)制板,厚60mm。

　�、诰郾揭蚁┡菽�保溫板,陰坡厚30mm,陽(yáng)坡厚20mm。

　�、蹚�(fù)合土工膜:規(guī)格為一布一膜,鋪設(shè)時(shí)膜面朝上。

　　對(duì)于受地下水位影響的渠段,混凝土預(yù)制板設(shè)無(wú)砂混凝土塊排水孔,并在襯砌結(jié)構(gòu)底部鋪設(shè)中粗砂墊層,厚100mm。襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)排水孔的渠段,復(fù)合土工膜換為土工布。

　　另外,襯砌坡頂設(shè)C20現(xiàn)澆混凝土封頂板,厚100mm;坡底設(shè)現(xiàn)澆C20混凝土鎮(zhèn)腳,高500mm,底寬500mm。

　　渠底采用200mm厚12%水泥土作防滲層,灰土厚200mm。

　　四、主要材料

　　①素砼預(yù)制板:采用矩形等厚板,板厚60mm;混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20,抗?jié)B等級(jí)為W6,抗凍等級(jí)為F100。根據(jù)抗凍要求,摻加一定比例的引氣劑。最大水灰比不超過(guò)0.55。

　�、诰郾揭蚁┍�溫板:根據(jù)凍脹量計(jì)算,參照有關(guān)工程經(jīng)驗(yàn),陰坡保溫板厚30mm,陽(yáng)坡保溫板厚取20mm,保溫板的性能指標(biāo)應(yīng)符合《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》(SL18-91)規(guī)定。

　�、蹚�(fù)合土工膜:規(guī)格為一布一膜,其中下層為200g/m2的土工布,上層為0.25mm厚的塑膜。

　　④水泥土:渠底采用12%水泥摻入量的水泥土作防滲層,厚200mm。

　　五、主要細(xì)部構(gòu)造

　　①預(yù)制砼板的砌筑縫:所有預(yù)制砼板一律采用長(zhǎng)邊橫臥鋪砌,每個(gè)分段的第一行一律砌整板。為了錯(cuò)縫需要,第二行在兩端各用一塊半板,以上各行依次重復(fù)錯(cuò)縫鋪砌。用M15干硬性水泥砂漿填縫。

　�、谝r砌分縫:包括兩側(cè)鎮(zhèn)腳在內(nèi),每隔9.58m(鋪116塊)設(shè)一道分段縫,縫寬30mm,縫內(nèi)填滿(mǎn)PT塑料膠泥。

【渠道襯砌結(jié)構(gòu)研究論文】相關(guān)文章：

不同土壤結(jié)構(gòu)對(duì)渠道輸水損失的影響研究05-02

隧道襯砌開(kāi)裂機(jī)理研究現(xiàn)狀04-27

預(yù)制板襯砌渠道工程量的計(jì)算04-27

預(yù)制板襯砌渠道工程量的計(jì)算04-29

現(xiàn)澆砼渠道襯砌施工中相關(guān)問(wèn)題的探討04-28

地鐵隧道襯砌施工的技術(shù)研究04-28

期刊發(fā)行的機(jī)場(chǎng)渠道研究 - 畢業(yè)論文04-30

關(guān)系視角的營(yíng)銷(xiāo)渠道洽理機(jī)制研究論文04-29

研究在土建結(jié)構(gòu)中的抗震加固技術(shù)論文04-27

大奔流隧道復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)防排水施工04-27