摘要:目前防滲工作面臨的問題是采用什么樣的結構形式才能既經濟又抗凍,既保證防滲效果,又延長使用壽命,達到減小渠道輸水損失,增加輸水能力的目的,本文通過介紹混凝土防滲渠道的主要特點及對其渠道損壞的原因的闡述,并針對防滲渠道的管理及維護進行了分析。
關鍵詞:混凝土,防滲渠道,管理維護
引言
混凝土防滲渠道就是利用混凝土結合防滲板、防滲膜等防滲材料,減少或防止水的滲漏損失,具有防滲效果好,糙率小,允許流速大,強度高,使用年限久,可適應不同地質條件和各級渠道。是目前灌區普遍采用的一種渠道防滲技術措施,在綜合治理、大型灌區續建以及節水改造項目的實施過程中,防滲渠道既起到了節約用水、提高水資源利用率的作用,又對自然環境進行了一定的改善,最終達到了提高灌溉效益,增產、增收的目的。
一、混凝土防滲渠道的主要特點
混凝土防滲渠道具有一次性投資比較大,防滲效果好,運行安全的特點。其主要優點如下:
(一)防滲效果好,可減少渠道滲漏損失90%以上,提高渠水利用率。
(二)使用時間長,便于管理,一般情況下混凝土渠道可運行30年以上。高強度的混凝土能夠防止馬、牛、羊及破壞力較強的植物和其它外力的破壞,便于養護和節約管理費用。
(三)表面光滑,流速大,比土渠斷面小,可減少工程量,節約土地,運行管理方便。
(四)使用的砂、石、水、水泥等建筑材料取材方便。
(五)與其它材料的防滲渠道相比,既經濟實用,而且應用面廣,限制條件也很少。
當然混凝土防滲渠道也存在不足,主要有以下缺點:在極度寒冷條件下有不規則局部表面凍融,對砂、石、水泥的質量及配合比有嚴格的要求,對成型時的坡差、表面光潔度、平整度要求較高,必須一次成型,否則將造成較大損失。
二、混凝土防滲渠道損壞的原因
通過對一些混凝土防滲渠道損壞現象的分析,按其損壞狀態大致可分為以下兩種。
(一)混凝土面板破裂,翹起,滑落,嚴重的渠道邊坡塌陷,在此類破壞過程中,混凝土本身的強度、抗凍、抗滲等指標改變很小或沒有發生改變,僅是混凝土面板的整體結構受到破壞,這種破壞我們稱之為凍脹破壞。
(二)混凝土面板表面受到侵蝕,與土壤水中的酸類、鹽類等發生化學反應,然后慢慢向由外向內發展,最后板局部或整個面板產生酥松,直到完全失去強度,我們稱之為渠道砼面板的侵蝕破壞。兩種損壞形式雖不相同,但最后都將導致渠道節水功能的下降。另外,隨著渠道斷面輸水糙率不斷變大,渠道的過水能力也會大大降低,嚴重的會導致整個渠道喪失輸水功能。
三、混凝土防滲渠道日常的維護
(一)灌漿、嵌縫封堵法
灌漿法是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中,膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。
嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。
(二)混凝土板砌筑縫的修補
對于混凝土板的砌筑縫,多是水泥砂漿縫,容易出現開裂、掉塊等病害,如不及時修補,不僅加大滲漏損失,而且將逐漸加重病害,造成更大的損失。修補方法是:鑿除縫內水泥砂漿塊,將縫壁、縫口沖洗干凈,用與混凝土板同標號的水泥砂漿填塞,搗實抹平后,保濕養護不得少于14天。
(三)混凝土防滲板表層損壞的修理
混凝土防滲板表層損壞,如剝蝕、孔洞等,可采用水泥漿修補。首先必須全部除掉已損壞的混凝土,并對修補部位進行鑿毛處理,沖洗干凈,然后在工作面保持濕潤狀態的情況下,先將砂漿用木抹子抹在修補的部位,反復壓平,再用鐵抹子抹光后,保濕養護不少于14天。當修補部位深度較大時,可在水泥砂漿中摻適量小石子,以減少砂漿干縮和增強砂漿強度。
(四)混凝土防滲層的修補
混凝土防滲層損壞嚴重,如破碎、錯位、滑動坍等,應拆除損壞部位處,更好土基土,重新填筑。填筑時要特別注意將新舊混凝土的接合面處理好。接合面鑿毛沖洗后,需涂一層厚1mm的水泥凈漿,才能開始填筑混凝土。填筑好的混凝土,要注意保濕養護。翻修中拆除的混凝土要盡量利用。如現澆板能用的部分,可以不拆除。預制板能用的,盡量重新使用。破碎了的混凝土,能用的石子,也可作混凝土骨料。
(五)混凝土置換法
混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。
(六)防滲渠道運行中的搶修
渠道在運行過程中,出現局部決口、滑坡等情況時,應緊急停水或降低水位,同時用戈壁石子或土工編織袋裝砂土堵塞等臨時處理。待行水結束后,再進行正規修理。
四、渠道運行管理
(一)完善渠道運行管理制度,做好渠道日常養護、安全檢查和維修工作,及時清除渠道中雜草、蟻穴、鼠洞等阻礙物。建立經常檢查、定期檢查和特別檢查的檢查制度,按照經常養護、隨時維修、養重于修、修重于搶的原則,使渠道得到及時維修,保證使用。盡量在平均氣溫小于攝氏零度前停水,穩定超過攝氏零度后才通水運行。
(二)冬季不運行的渠道,上凍前應將渠道中的水排干,冬季保持渠道干燥,這樣可以減少凍脹對渠道的損害,對產生凍脹破壞的渠段要及時維修,以免破壞現象蔓延。
(三)對于冬季運行的引水渠,由于水下部分渠基不凍結而水面以上的渠基凍結,一般會造成水面附近混凝土板的裂縫,這種裂縫不完全是由于渠基凍脹造成的,也有可能是由于冰蓋壓力造成的,要解決這個問題有2個途徑,一個是冬季使渠道盡量滿渠運行,使渠道形成冰蓋,冰蓋以下渠道不凍結,但這種方法可能難以控制;另一種方法是使渠道滿渠運行并設法使渠道中不結冰,這樣也可防止渠道凍脹,如采用沿渠線打井抽取水溫較高的地下水注入渠道提高水溫的方法使渠道的水溫高于0℃,從而防止了渠道凍脹;由于地域的差異,該方法僅適用于地下水豐富,且冬季氣溫不超過-10℃的地區,并且還要耗費一定電能。
(四)在春雪初融時,要加大渠道巡查,發現有冰雪堆積時必須及時清理冰雪,以防止冰雪堆積過多對渠道局部產生過大的壓力,以及初融后的冰雪水浸入伸縮縫,造成局部的破壞。
(五)技術檔案管理
對新建的防滲渠道要建立技術檔案,以備維修研究、查閱。技術檔案包括以下內容:
1.基本情況、地基土質、地下水埋深、水源情況及田間作物耕作措施等。
2.設計資料、設計流量、斷面、結構型式、長度、厚度及控制面積等。
3.施工資料、渠道施工季節時間、混凝土水灰比、標號、主要材料用量、工程投資、基土密實度以及何處采取過何種特殊處理。
4.維修資料:指維修地點、維修時間、處理問題、處理效果。
5.用水管理記錄、時間流量、灌水次數。
加強防滲渠道管理,除了必要的管理措施外,必須落實管理人員管理責任、獎懲辦法、依法管理、科學管理才能將已建好的工程管好、用好,延長使用年限,充分發揮工程效益。
結束語
推行節水灌溉方式和節水技術,推廣應用優秀的防滲形式及先進的防滲技術是非常必要的。特別是對水資源嚴重缺乏的地區,輸水渠道的防滲是節水的關鍵,本文介紹的幾種管理及維護的方法,可因地制宜、靈活選擇應用。重點要從基礎抓起,在運行過程中抓好管護,減少自然及人為破壞。
參考文獻:
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