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摘要：本文作者主要针对浆砌石的湖面结构进行改进，以期浆砌石护面能够拥有更好的特性和力学条件，并且最大限度的降低其造价。
关键词：浆砌石；改进；混凝土贴面；应用
农田灌区的节水工程改造的过程中，其渠道的防渗所采用的衬砌结构和方式会直接影响到整个农田水利工程的寿命以及实际的使用效果。本文中列举的案例工程是地处于寒冷地区的一个灌区，该灌区在长达5个月的冬季下，其灌区的防渗衬砌结构受到天气影响所产生的冻胀破坏已经成为了一个严重质量隐患。
1 混凝土贴面浆砌石防渗结构
浆砌石面板之所以能够被广泛应用在农田水利的建设中，主要是由于浆砌石施工极为简单、便捷，能够适应各种情况下的农田渠道建设，但是一般的浆砌石防护面有着较大的缺陷，糙率大、并且表面石料的要求极高，使得建设过程中对石料的利用率不充分，其防护面的断面造型不灵活，较为呆板。在对该案例渠道进行改进之前，该灌区的渠道都是在我国60-70年代之间使用浆砌卵石来进行建造的，而在我国80年代之时，又在该地区内修建了一批混凝土预制板的斗渠以及支渠，从这两种材料建造的水渠运行状态来看，采用浆砌石的方法来所修建的水渠抗冻性能明显要高于采用混凝土预制板制造的水渠，但是采用浆砌石施工方法糙率大，并且对于护层石料的材质要求极高，对于石材没有较高的利用率；而混凝土预制板所构造的水渠之所以性能上不如浆砌石，其主要原因就是混凝土预制板的抗冻性能较差，各个板间的缝隙受到冻胀效应后，就会发生挤压的现象，从而使得预制板开裂，并出现脱落的现象，水渠便失去了防渗的功能。
这种现象在北方较为普遍，而针对这些现象，在对灌区进行改进的过程中，需要水渠实际的地质状况、水流状况、抗冻胀效果、施工难易程度等方面来进行全局的考虑，不同级别的水渠必须要使用不同级别的混凝土贴面浆砌石所制造的防渗湖面层，其断面也必须要选择弧形边底梯形等弧线形的构造，从而使得渠道的断面由最佳的曲线形组合起来，使得渠道的抗冻、水力学等方面的能力有明显的提升。
1.1 混凝土贴面浆砌石防渗结构
防渗结构厚度的确定须同时满足抗冻、抗渗要求。对于Ⅰ、Ⅱ类强冻胀土基，渠底部及渠顶以下渠深的2/3 处总厚度按渠道类别干渠取35cm；支渠、斗渠取30～28cm；渐变到封顶为25～20cm。面层混凝土厚度根据灌区节水改造工程实践，取值一般在3～5cm，厚度过大，一是不经济，二是浆砌石和混凝土的线胀系数不一致，会因温度不均造成温度应力叠加致使面层混凝土开裂。在侧向排水条件好的Ⅲ、Ⅳ类弱冻胀土基、透水性强的沙土类及砂砾石基础上，总厚度以满足现行规范要求为宜。
对于Ⅰ、Ⅱ类强冻胀土基，进行换基处理，置换材料为φ30～50mm河卵石，置换厚度分两种情况：平行于等高线（东西向）布置的渠道考虑阴坡的遮荫，渠底部65cm，阴坡上部40cm，陰坡下部70cm，阳坡上部30cm，阳坡下部50cm。垂直于等高线（南北向）布置的渠道，坡面上部30cm，坡面下部、渠底部50cm。
1.2 砌筑材料
砌筑材料采用细粒混凝土砌筑，混凝土骨料最大粒径20mm，强度等级C15，使用标号为R425 普通硅酸盐水泥，水灰比控制在0.5- 0.55 之间。贴面混凝土与浆砌石砌筑材料相一致，强度等级C15，水灰比控制在0.45- 0.5 之间。
2 主要施工工艺
该工程的砌筑方法与普通的渠道施工工序一致，都是通过渠道来进行开挖，并且对边坡进行整理，之后才对渠道的底部材料进行置换，并且运用夯筑的手段，水渠的渠坡进行置换料工作的时候，必须要随着边坡砌筑的高度而不断进行填补，避免占用砌体空间的情况出现，最大限度的避免砌体空间被占用，从而使得砌体厚度得到保障，渠道的底部在置换料进行夯填之后就可以进行混凝土贴面浆砌石的施工工序，在进行浆砌石施工的过程中主要采用的施工工艺如下：
2.1 安置样模
为保证设计的曲面轮廓几何尺寸准确，在实践中总结了样模挂线法，即根据渠道的设计尺寸，将曲线部分（圆弧形或抛物线等）加工成预制样模，样模宽度10～12cm，高度以设计渠底厚度的1/2 为宜，强度等级不低于面层混凝土标号，每隔10m～15 放置一个，以不拖线为宜，用同标号混凝土固定。样模作为结构的一部分不拆除。
2.2 砌石施工
渠底曲线部分砌石用灌浆法砌筑，渠坡采用座浆法，渠底、渠坡砌石连续完成不留施工冷缝。砌石顶面以上预留面层混凝土厚度。砌筑前洗净石料，自下游向上游方向衬砌，先中间，后两边沿圆弧切线砌石，每一块砌石要于相同位置的圆弧切线垂直，大头向下，小头向上，三角缝，六面靠、垂直于弧面不倾斜；顶面要平整，起伏误差不得大于5mm。细砾砼一次性灌浆，要求灌浆饱满、密实。
2.3 面层混凝土施工
将砌筑好的砌石表面清理浮渣，用清水湿润然后刷素水泥浆一道，将拌和好的面层混凝土按先渠底后渠坡的施工顺序一次浇筑成型，然后在样模上挂线手工修坡修园。面层混凝土拌和要严格控制水灰比，流动性不可过大。
3 应用条件与技术方法
3.1 干渠混凝土贴面浆砌石防渗护面
干渠流量在5～12m3/s之间，在水力学计算满足《渠道防渗工程技术规范》SL18- 91 规定的不冲流速的条件下，断面宜选择弧形底梯形断面，弧形底弦长1.8～2.2m，边坡系数m=1～1.25，圆心角90O～77O，圆弧半径127.3～176.1 cm，弓高37.3～38.6cm，斜边长度根据实际流量确定。当弧形底梯形断面不能满足不冲流速的条件下，可选用梯形圆弧坡角形断面，底宽2.0～2.4m 边坡系数m=0.75～1。
3.2 支、斗渠混凝土贴面浆砌石
防渗护面支、斗渠流量在0.5～1.2m3/s 之间，在Ⅲ、Ⅳ类弱冻胀土基条件下，选择弧形底梯形断面，弧形底弦长0.5～1.0m，边坡系数m=0.5～0.9，圆心角127O～96O，圆弧半径27.95～67.27 cm，弓高15.45～22.27cm，斜边长度根据实际流量确定。Ⅰ、Ⅱ类强冻胀土基，推荐使用抛物线形断面，抛物线方程y=0.05x2（单位：cm）。在侧向排水条件好、透水性强的沙土类及砂砾石基础上，建议使用“U”形或混凝土预制块等其他形式的防渗护面。
4 应用情况
通过已建工程运行情况看，混凝土贴面浆砌石防渗护面具有如下特点：a.施工简单，材料利用率高，相对于普通浆砌石造价低。以益民东干十一支为例，在流量、砌石厚度相等的条件下，贴面式浆砌石护面（弧形底梯形断面）与普通浆砌石护面（梯形断面）相比；过水面积减小41.89%，渠内流速增大88.61%，每米造价降低15.01%。b.抗渗效果优于普通浆砌石。每公里渗漏损失流量小50%。c.外观上石面不外露，适宜于成型各种流线型造型，水力学条件优越。d.较普通浆砌石渠道而言，输水时间短，灌水轮期平均缩短1.5d。
5 结束语
贴面式的浆砌石防渗技术在实际应用中表现出了较高的经济优势和技术优势，能够广泛的应用我在过的农田节水水利工程改造工程中，促进我国农田水利工程的发展，进一步提高我国社会经济。
参考文献：
[1] 孟丽萍.浆砌石土工膜防渗技术在渠道防渗中的应用[J].节水灌溉，2006，（2）：50-53.
[2] GB50288-99，灌溉与排水工程设计规范[S].
关键词：浆砌石；改进；混凝土贴面；应用
农田灌区的节水工程改造的过程中，其渠道的防渗所采用的衬砌结构和方式会直接影响到整个农田水利工程的寿命以及实际的使用效果。本文中列举的案例工程是地处于寒冷地区的一个灌区，该灌区在长达5个月的冬季下，其灌区的防渗衬砌结构受到天气影响所产生的冻胀破坏已经成为了一个严重质量隐患。
1 混凝土贴面浆砌石防渗结构
浆砌石面板之所以能够被广泛应用在农田水利的建设中，主要是由于浆砌石施工极为简单、便捷，能够适应各种情况下的农田渠道建设，但是一般的浆砌石防护面有着较大的缺陷，糙率大、并且表面石料的要求极高，使得建设过程中对石料的利用率不充分，其防护面的断面造型不灵活，较为呆板。在对该案例渠道进行改进之前，该灌区的渠道都是在我国60-70年代之间使用浆砌卵石来进行建造的，而在我国80年代之时，又在该地区内修建了一批混凝土预制板的斗渠以及支渠，从这两种材料建造的水渠运行状态来看，采用浆砌石的方法来所修建的水渠抗冻性能明显要高于采用混凝土预制板制造的水渠，但是采用浆砌石施工方法糙率大，并且对于护层石料的材质要求极高，对于石材没有较高的利用率；而混凝土预制板所构造的水渠之所以性能上不如浆砌石，其主要原因就是混凝土预制板的抗冻性能较差，各个板间的缝隙受到冻胀效应后，就会发生挤压的现象，从而使得预制板开裂，并出现脱落的现象，水渠便失去了防渗的功能。
这种现象在北方较为普遍，而针对这些现象，在对灌区进行改进的过程中，需要水渠实际的地质状况、水流状况、抗冻胀效果、施工难易程度等方面来进行全局的考虑，不同级别的水渠必须要使用不同级别的混凝土贴面浆砌石所制造的防渗湖面层，其断面也必须要选择弧形边底梯形等弧线形的构造，从而使得渠道的断面由最佳的曲线形组合起来，使得渠道的抗冻、水力学等方面的能力有明显的提升。
1.1 混凝土贴面浆砌石防渗结构
防渗结构厚度的确定须同时满足抗冻、抗渗要求。对于Ⅰ、Ⅱ类强冻胀土基，渠底部及渠顶以下渠深的2/3 处总厚度按渠道类别干渠取35cm；支渠、斗渠取30～28cm；渐变到封顶为25～20cm。面层混凝土厚度根据灌区节水改造工程实践，取值一般在3～5cm，厚度过大，一是不经济，二是浆砌石和混凝土的线胀系数不一致，会因温度不均造成温度应力叠加致使面层混凝土开裂。在侧向排水条件好的Ⅲ、Ⅳ类弱冻胀土基、透水性强的沙土类及砂砾石基础上，总厚度以满足现行规范要求为宜。
对于Ⅰ、Ⅱ类强冻胀土基，进行换基处理，置换材料为φ30～50mm河卵石，置换厚度分两种情况：平行于等高线（东西向）布置的渠道考虑阴坡的遮荫，渠底部65cm，阴坡上部40cm，陰坡下部70cm，阳坡上部30cm，阳坡下部50cm。垂直于等高线（南北向）布置的渠道，坡面上部30cm，坡面下部、渠底部50cm。
1.2 砌筑材料
砌筑材料采用细粒混凝土砌筑，混凝土骨料最大粒径20mm，强度等级C15，使用标号为R425 普通硅酸盐水泥，水灰比控制在0.5- 0.55 之间。贴面混凝土与浆砌石砌筑材料相一致，强度等级C15，水灰比控制在0.45- 0.5 之间。
2 主要施工工艺
该工程的砌筑方法与普通的渠道施工工序一致，都是通过渠道来进行开挖，并且对边坡进行整理，之后才对渠道的底部材料进行置换，并且运用夯筑的手段，水渠的渠坡进行置换料工作的时候，必须要随着边坡砌筑的高度而不断进行填补，避免占用砌体空间的情况出现，最大限度的避免砌体空间被占用，从而使得砌体厚度得到保障，渠道的底部在置换料进行夯填之后就可以进行混凝土贴面浆砌石的施工工序，在进行浆砌石施工的过程中主要采用的施工工艺如下：
2.1 安置样模
为保证设计的曲面轮廓几何尺寸准确，在实践中总结了样模挂线法，即根据渠道的设计尺寸，将曲线部分（圆弧形或抛物线等）加工成预制样模，样模宽度10～12cm，高度以设计渠底厚度的1/2 为宜，强度等级不低于面层混凝土标号，每隔10m～15 放置一个，以不拖线为宜，用同标号混凝土固定。样模作为结构的一部分不拆除。
2.2 砌石施工
渠底曲线部分砌石用灌浆法砌筑，渠坡采用座浆法，渠底、渠坡砌石连续完成不留施工冷缝。砌石顶面以上预留面层混凝土厚度。砌筑前洗净石料，自下游向上游方向衬砌，先中间，后两边沿圆弧切线砌石，每一块砌石要于相同位置的圆弧切线垂直，大头向下，小头向上，三角缝，六面靠、垂直于弧面不倾斜；顶面要平整，起伏误差不得大于5mm。细砾砼一次性灌浆，要求灌浆饱满、密实。
2.3 面层混凝土施工
将砌筑好的砌石表面清理浮渣，用清水湿润然后刷素水泥浆一道，将拌和好的面层混凝土按先渠底后渠坡的施工顺序一次浇筑成型，然后在样模上挂线手工修坡修园。面层混凝土拌和要严格控制水灰比，流动性不可过大。
3 应用条件与技术方法
3.1 干渠混凝土贴面浆砌石防渗护面
干渠流量在5～12m3/s之间，在水力学计算满足《渠道防渗工程技术规范》SL18- 91 规定的不冲流速的条件下，断面宜选择弧形底梯形断面，弧形底弦长1.8～2.2m，边坡系数m=1～1.25，圆心角90O～77O，圆弧半径127.3～176.1 cm，弓高37.3～38.6cm，斜边长度根据实际流量确定。当弧形底梯形断面不能满足不冲流速的条件下，可选用梯形圆弧坡角形断面，底宽2.0～2.4m 边坡系数m=0.75～1。
3.2 支、斗渠混凝土贴面浆砌石
防渗护面支、斗渠流量在0.5～1.2m3/s 之间，在Ⅲ、Ⅳ类弱冻胀土基条件下，选择弧形底梯形断面，弧形底弦长0.5～1.0m，边坡系数m=0.5～0.9，圆心角127O～96O，圆弧半径27.95～67.27 cm，弓高15.45～22.27cm，斜边长度根据实际流量确定。Ⅰ、Ⅱ类强冻胀土基，推荐使用抛物线形断面，抛物线方程y=0.05x2（单位：cm）。在侧向排水条件好、透水性强的沙土类及砂砾石基础上，建议使用“U”形或混凝土预制块等其他形式的防渗护面。
4 应用情况
通过已建工程运行情况看，混凝土贴面浆砌石防渗护面具有如下特点：a.施工简单，材料利用率高，相对于普通浆砌石造价低。以益民东干十一支为例，在流量、砌石厚度相等的条件下，贴面式浆砌石护面（弧形底梯形断面）与普通浆砌石护面（梯形断面）相比；过水面积减小41.89%，渠内流速增大88.61%，每米造价降低15.01%。b.抗渗效果优于普通浆砌石。每公里渗漏损失流量小50%。c.外观上石面不外露，适宜于成型各种流线型造型，水力学条件优越。d.较普通浆砌石渠道而言，输水时间短，灌水轮期平均缩短1.5d。
5 结束语
贴面式的浆砌石防渗技术在实际应用中表现出了较高的经济优势和技术优势，能够广泛的应用我在过的农田节水水利工程改造工程中，促进我国农田水利工程的发展，进一步提高我国社会经济。
参考文献：
[1] 孟丽萍.浆砌石土工膜防渗技术在渠道防渗中的应用[J].节水灌溉，2006，（2）：50-53.
[2] GB50288-99，灌溉与排水工程设计规范[S].