渠道襯砌及渠線

1、下面是幾種渠道設(shè)計(jì)中的防滲設(shè)計(jì)，涉及襯砌厚度：土料防滲土料防滲包括土料夯實(shí)、灰土護(hù)面、三合土護(hù)面等。土料夯實(shí)土料夯實(shí)防滲措施是用人工夯實(shí)或機(jī)械碾壓方法增加土壤的密度，在渠床表 面建立透水性很小的防滲層。這種方法具有投資少、施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，其防滲效果與夯實(shí)程 度及影響深度有關(guān)，當(dāng)夯實(shí)影響深度為3040cm、土壤的干容重由原來的1.31.4t/m3增 加到1.5t/m3以上時(shí)，滲漏損失可減少70%90%。原狀土夯實(shí)層易受干裂、凍融影響和流 水沖刷剝蝕破壞，夯實(shí)深度不能太小，一般不宜小于3040cm。渠道平均流速不宜大干 0.5m/s。如將渠床表面土壤挖松，然后分層夯實(shí)擾動(dòng)土，防滲效果和耐久性都可以

2、提高，但 耐沖性仍差。夯實(shí)前必須清除渠床雜草并嚴(yán)格控制土料的含水量，以便提高夯實(shí)程度和防滲 效果。這種防滲措施可用于小型渠道。粘土護(hù)面在渠床表面鋪設(shè)一層粘土是減小強(qiáng)透水性土壤滲漏損失的有效措施之一，具 有就地取材、施工方便、投資省、防滲效果好等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)試驗(yàn)，護(hù)面厚度510cm時(shí)，可 減少滲漏水量70%80%；護(hù)面厚度1015cm時(shí)，可減少滲漏水量90%以上。粘土護(hù)面的 主要缺點(diǎn)是抗沖能力低，渠道平均流速不能大于0.7m/s；護(hù)面土易生雜草；渠道斷水時(shí)易 干裂。為克服這些缺點(diǎn)，可在粘土中摻砂，以抗干裂；還可在粘土層上面加設(shè)保護(hù)層，如干 砌片石等，以提高抗沖能力，防止干裂?；彝磷o(hù)面灰土護(hù)面是采用石

3、灰和粘土或黃土的拌和料夯實(shí)而成的防滲層。石灰與土的 配合比常用1： 31： 9。根據(jù)陜西省水利科學(xué)研究所試驗(yàn)，厚度40cm的灰土護(hù)面可減少滲 漏水量的99%?；彝磷o(hù)面的抗沖能力較強(qiáng)，但抗凍性差，多用于氣候溫和地區(qū)。三合土護(hù)面用石灰、砂、粘土經(jīng)均勻拌和后，夯實(shí)成渠道的防滲護(hù)面。石灰、砂、粘 土的配合比常用1： 1： 31： 1： 6,厚度一般為1020cm，性能和灰土相近，是中國(guó)南方 各省常用的防滲措施。砌石防滲砌石防滲具有就地取材、施工簡(jiǎn)單、抗沖、抗磨、耐久等優(yōu)點(diǎn)。石料有卵石、塊石、條石、 石板等，砌筑方法有干砌和漿砌兩種。塊石襯砌防滲襯砌的石料要質(zhì)地堅(jiān)硬、沒有裂紋。石料的規(guī)格一般以長(zhǎng)4050

4、cm、寬 3040cm、厚度不小于810cm為宜。要求有一面比較平整。干砌勾縫的護(hù)面防滲效果較 差，防滲要求較高時(shí)不宜采用。漿砌塊石護(hù)面有護(hù)坡式和重力墻式兩種，如圖4-27所示。前者工程量小，投資少、應(yīng)用較普遍；后者多用于容易滑坍的傍山渠段和石料比較豐富的地 區(qū)，具有耐久、穩(wěn)定和不易受冰凍影響等優(yōu)點(diǎn)。圖4-27漿砌塊石渠道護(hù)面（a）梯形斷面；（b）渠坡為擋土墻式的斷面（2）卵石襯砌防滲卵石襯砌也有漿砌和干砌兩種。干砌卵石開始主要起防沖作用，使用一 段時(shí)間后，卵石間的縫隙逐漸被泥砂充填，再經(jīng)水中礦物鹽類的硬化和凝聚作用，便形成了 穩(wěn)定的防滲層。卵石襯砌的施工應(yīng)按先渠底、后渠坡的順序鋪砌卵石。這種

5、防滲措施在新疆、 甘肅、四川、青海等地已廣為使用，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。漿砌卵石襯砌渠道的剖面如圖4-28 所示。磚砌防滲磚砌護(hù)面也是一種因地制宜、就地取材的防滲襯砌措施，其優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低廉、取材方便、施 工技術(shù)簡(jiǎn)單、防滲效果較好。襯砌層的厚度可采用一磚平砌或一磚立砌，磚的標(biāo)號(hào)不低于 100號(hào)。普通磚抗凍性較差，護(hù)面易受冰凍剝蝕破壞。為了提高抗凍性能和防滲效果，許多 地區(qū)用特制磚進(jìn)行襯砌，特制磚有陶磚和釉磚兩種。混凝土襯砌防滲混凝土襯砌的優(yōu)點(diǎn)是：1）防滲效果好，一般能減少滲漏損失水量的85%90%以上。2）糙率系數(shù)小，可提高渠道的輸水能力、減小渠道的斷面尺寸。3）不生雜草，減少淤積，便于養(yǎng)護(hù)管理。4

6、）經(jīng)久耐用，一般可用4050年。混凝土襯砌廣泛采用板形結(jié)構(gòu)，其截面形式有矩形、楔形、肋形、槽形等。矩形板適用于無 凍脹地區(qū)的渠道；楔形板和肋形板適用于有凍脹地區(qū)的渠道；槽形板用于小型渠道的預(yù)制安 裝。大型渠道多采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑?，F(xiàn)場(chǎng)整體澆筑的U形槽具有水力性能好、斷面小、占地少、 整體穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，適用于無凍脹或弱凍脹地區(qū)的中小型渠道。在強(qiáng)凍脹地區(qū)，U形槽在 不均勻凍脹力作用下易整體上移和產(chǎn)生裂縫，不宜采用?；炷烈r砌層的厚度與施工方法、氣候、混凝土標(biāo)號(hào)等因素有關(guān)?；炷翗?biāo)號(hào)一般采用100 150號(hào)。現(xiàn)場(chǎng)澆筑的襯砌層比預(yù)制安裝的厚度稍大。有凍脹破壞地區(qū)的襯砌層厚度比無凍脹 破壞地區(qū)的襯砌層要厚一

7、些。預(yù)制混凝土板的厚度一般為510cm，在無凍脹破壞地區(qū)可采 用48cm。預(yù)制混凝土板的大小以容易搬動(dòng)、施工方便為宜，最小為50cmx50cm，最大為100cmx100cm?；炷烈r砌層在施工時(shí)要預(yù)留伸縮縫，以適應(yīng)溫度變化、凍脹、基礎(chǔ)不均勻沉陷等原因所引 起的變形?？v向縫一般設(shè)在邊坡與渠底連接處，當(dāng)當(dāng)渠底寬度超過68m時(shí)，可在渠底中 部另加縱縫。渠道邊坡上一般不設(shè)縱向伸縮縫。橫向伸縮縫的間距可參考表4-18。伸縮縫 寬度一般為14cm，縫中填料可采用瀝青混合物、聚氯乙烯膠泥和瀝青油氈板等?；炷烈r砌層橫向伸縮縫間距襯砌層厚度(cm)2.53.5 5710伸縮縫間距(m) 3.54.089 4.

8、05.0瀝青材料防滲瀝青材料護(hù)面具有防滲、耐久、抗堿、造價(jià)低、施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，常用的瀝青材料護(hù)面有以 下三種：瀝青混凝土它是把瀝青、碎石(或礫石)、砂經(jīng)加熱、拌和、壓實(shí)而成的防滲材料，具有 較好的穩(wěn)定性、耐久性和良好的防滲效果。對(duì)中、小型渠道，護(hù)面厚度一般為46cm，大 型渠道可以加厚到1015cm，下面設(shè)反濾層，在反濾層上面涂一層瀝青瑪蹄脂或?yàn)r青乳劑， 使護(hù)面與墊層得以良好的結(jié)合。地下水位較高時(shí)，應(yīng)在渠底護(hù)面以下設(shè)縱向排水設(shè)施。由于 瀝青混凝土塑性較好，不必設(shè)伸縮縫。為了減少護(hù)面的吸熱量，可以在護(hù)面上加設(shè)保護(hù)土層。埋藏式瀝青薄膜將渠床平整、壓實(shí)、清除雜草后，灑水少許，再將200。的熱瀝青用機(jī)

9、 械噴灑兩遍以上，形成一層不透水的薄膜，厚度45mm。為了防止瀝青老化和機(jī)械破壞， 常鋪設(shè)素土保護(hù)層，厚度對(duì)于小渠道約為1030cm，對(duì)于大渠道約為3050cm。瀝青席瀝青席系指用玻璃絲布、石棉氈、油氈、葦席、麻布等材料涂以瀝青層后制成的 卷材。鋪設(shè)時(shí)互相搭接，接縫用熱瀝青粘結(jié)。瀝青玻璃絲布是用三層瀝青、兩層玻璃絲布加金屬網(wǎng)制成。一般采用埋藏式，用草泥護(hù) 面，草泥層厚度為2540cm。也有采用明鋪式的。瀝青油氈通常都做成埋藏式的，保護(hù)層用草泥、素土、砂礫石等鋪筑，厚度為30cm。油 氈搭接長(zhǎng)度一般為56cm，用熱瀝青粘結(jié)。瀝青砂漿席是用乳化瀝青與砂的拌和料制成。有明鋪式和暗藏式兩種。還可與混凝

10、土護(hù) 面結(jié)合，鋪設(shè)在混凝土塊下面，可提高混凝土的防滲效果。塑料薄膜防滲在渠床上鋪設(shè)塑料薄膜可以有效地防止渠道滲漏，這種防滲措施具有重量輕、運(yùn)輸方便、施 工簡(jiǎn)單、造價(jià)低、耐腐蝕、防滲效果好等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)國(guó)外試驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)，塑料薄膜防滲有效期 可達(dá)1525年。一般都采用埋藏式，保護(hù)層可用素土夯實(shí)或加鋪防沖材料，總厚度應(yīng)不小 于30cm。在寒冷地區(qū)，凍土深度較大，保護(hù)層厚度常取凍土深度的1/31/2。鋪設(shè)塑料薄膜之前，在挖方渠道的兩側(cè)肩部各做寬2030cm的戧臺(tái)，以鋪壓薄膜，在戧臺(tái)外側(cè)再挖一道深30cm的溝槽，將薄膜邊緣埋入溝槽內(nèi)，以防薄膜下滑。在填方渠道施工時(shí)， 先填筑到薄膜鋪設(shè)高度處，接著鋪設(shè)薄膜，加

11、設(shè)保護(hù)層，然后再繼續(xù)向上鋪筑渠堤。為防止 雜草叢生，草根穿透薄膜，在基床表面需噴灑氯酸鈉水溶液，其用量為2kg/m2。薄膜接縫 用焊接、搭接及化學(xué)溶劑（如樹脂等）膠結(jié)，在薄膜品種不同時(shí)只能用搭接，搭接長(zhǎng)度為5cm 左右。除以上防滲措施外，還有在砂土或砂壤土中摻入水泥，鋪筑成水泥土襯砌層的；也有在渠水 中拌入細(xì)粒粘土，淤填砂質(zhì)土渠床的土壤孔隙，減少渠床滲漏的人工掛淤防滲；還有在渠床 土壤中摻入食鹽、水玻璃以及含大量有機(jī)質(zhì)的膠體溶液，減小土壤滲透能力的化學(xué)防滲方法 等。具有自由水面的人工水道。地面上的渠道多為開敞式明渠。埋設(shè)在地面下四周封閉的稱為 暗渠（見輸水管道）。渠道按用途可分為：灌溉渠道、動(dòng)

12、力渠道（用于引水發(fā)電）、供水渠 道、通航渠道和排水渠道（用于排除農(nóng)田澇水、廢水和城市污水）等。在實(shí)際工程中，常是 一渠多用，如灌溉與通航、供水結(jié)合，灌溉與發(fā)電結(jié)合等。渠道設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：渠道選nit &齒* 殖串此方 建 nit &齒* 殖串此方 建 t棒即平想平虐果責(zé)擊蘇握拶中地尊棒悝址渠道渠線渠道線路可根據(jù)運(yùn)用要求，結(jié)合地形、地質(zhì)、施工等條件，初選幾條線路，通 過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，擇優(yōu)選定。其一般原則和要求是：盡量避開挖方或填方過大的地段，最 好是挖方和填方基本平衡，或挖方略大于填方（見圖）。在平坦地段，線路應(yīng)力求短直， 以減少工程量和水頭損失。當(dāng)受地形等條件限制、必須轉(zhuǎn)彎時(shí)，其轉(zhuǎn)彎半徑不宜

13、小于渠道正 常水面寬的5倍。避免通過滑坡、透水性強(qiáng)和土壤沉降量大的地段。通過山脊，挖方 過大時(shí)，可選用隧洞；遇山谷，可采用到虹吸管或渡槽。盡量避免與道路、河流或其他渠 道交叉，以減少交叉渠系建筑物。此外，還需考慮施工時(shí)的交通運(yùn)輸、動(dòng)力和水源供應(yīng)以及 施工場(chǎng)地、取土場(chǎng)和棄土場(chǎng)的布置等。斷面形式和尺寸渠道橫斷面常用梯形，兩側(cè)邊坡根據(jù)土質(zhì)情況和開挖深度或填筑高 度選定，土渠一般用1:11:2，石渠可用到1:0.1。渠道兩側(cè)堤埝頂?shù)奶钪叱虘?yīng)為渠內(nèi)最 高水位加超高。一般超高不小于0.25m。堤頂寬度根據(jù)交通要求和維修管理?xiàng)l件確定。渠 底寬度取決于施工條件。人工開挖的，一般不小于0.5m ；機(jī)械開挖的，

14、不小于1.53.0m。 斷面尺寸，可根據(jù)給定的設(shè)計(jì)流量、縱坡、糙率和邊坡系數(shù)等用明渠均勻流公式計(jì)算確定。 用于發(fā)電的動(dòng)力渠道的斷面尺寸，要綜合考慮水能損失及建筑費(fèi)用，進(jìn)行動(dòng)能經(jīng)濟(jì)比較，其 經(jīng)濟(jì)流速一般為1.52.0m/s。在實(shí)際工程中，受自然條件和運(yùn)行條件的限制，渠道斷面往 往不能完全按照經(jīng)濟(jì)斷面來設(shè)計(jì)。在地勢(shì)較為平坦的地段，以采用挖填基本平衡的寬淺形斷 面較為有利；在深挖地段或寒冷地區(qū)，考慮到經(jīng)濟(jì)因素或結(jié)冰期的運(yùn)行，宜采用窄深形的斷 面。加大渠道水流流速，可以縮小過水?dāng)嗝?，?jié)省工程量，但流速過大，將使渠道受沖,水 頭損失增加；相反，流速過小，不僅工程量加大，還將引起渠道淤積和水草叢生，影響過

15、流能 力。為此，需要選定適宜的不沖和不淤流速。不沖流速與土質(zhì)特性和水深有關(guān)，粘性土渠道 的不沖流速一般不超過1.01.5m/s，人工護(hù)面渠道的不沖流速，依護(hù)面材料而定；不淤流 速與水中懸浮泥沙的顆粒直徑和水深有關(guān)。為防止渠道內(nèi)生長(zhǎng)水草，要求水流流速不小于 0.50.6m/s。寒冷地區(qū)的渠道，在冬季運(yùn)行時(shí)，為防止冰凌堵塞水電站或水泵站進(jìn)口攔污柵 可先將渠道的水流流速控制在0.5m/s左右，待渠水表層結(jié)成冰蓋后，再加大流速正常運(yùn)行。長(zhǎng)渠道通過非密實(shí)的粘土層、無粘性土層或裂隙發(fā)育的巖石層的滲漏損失，有時(shí)可達(dá)引 水量的5060%。滲漏不僅損失水量，影響工程效益，而且還將引起地下水位升高，使土 地鹽堿化、沼澤化，對(duì)填方渠道甚至