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渠道防渗工程技术SL 18-91
发布日期: 2018-11-30     查看:751

渠道防渗工程技术SL 18-91_土地整理

  【题  名】:渠道防渗工程技术规范条文说明

  【副 题 名】:

  【起草单位】:水利部农村水利水土保持司、科技教育司、能源部、水利部水利水电规划设计总院

  【标 准 号】:SL 18-91

  【代替标准】:

  【颁布部门】:中华人民共和国水利部

  【发布日期】:

  【实施日期】:1991年12月1日

  【标准性质】:中华人民共和国水利水电行业标准

  【批准文号】:水农水[1991]14号

  【批准文件】:

  中华人民共和国水利部关于发布

  《渠道防渗工程技术规范》SL18-91的通知

  水农水[1991]14号

  为统一渠道防渗工程技术标准,满足渠道防渗工程设计、施工和管理工作的需要,由部

  农村水利水土保持司、科技教育司和水利水电规划设计总院共同委托西北水利科学研究所、

  陕西省水利水土保持厅、湖南省水利水电厅主编的《渠道防渗工程技术规范》,经部审定,

  现批准为中华人民共和国水利水电行业标准,其名称与编号为:《渠道防渗工程技术规范》

  SL18-91。自1991年12月1日起施行。

  各单位在执行过程中有何意见,请随时函告主编单位和部农村水利水土保持司,并由该

  司负责解释。该《规范》由水利电力出版社负责出版发行。

  1991年 9月 26日

  【全  文】:

  第一章  总  则

  第1.0.3条 我国是一个发展中的大国,经济水平较低。因此,本规范根据防渗渠道大

  小、重要程度和各地区不同的气候、地形、地质等条件,广泛选用防渗的材料,既包括群众

  有丰富实践经验的土料、砌石和水泥土防渗材料;也包括性能好、防渗标准高、具有发展前

  途的膜料、沥青混凝土和混凝土材料。灰土、三合土、四合土和水泥土的抗冻性能较差,宜

  用于温和地区的防渗渠道。我国气候分区的标准见表1。

  表1      我国气候分区的标准

  ┌──────────┬────┬─────┬─────┐

  │  气候分区名称   │严寒地区│ 寒冷地区 │温和地区 │

  ├──────────┼────┼─────┼─────┤

  │最冷月平均气温(℃) │ <-10 │-3~-10 │ >-3  │

  └──────────┴────┴─────┴─────┘

  第1.0.4条

  一、渠道防渗工程的设计应按要求搜集、整理如下基本资料,并进行必要的勘测试验工

  作。

  (一)应按集水源含沙量、水质、降水量、蒸发量、气温、负气温指数、冻结历时和土

  壤冻深等水文气象资料。

  (二)应取得渠道沿线岩石与土壤分类、断层、裂隙、滑坡和隐患等工程地质资料,以

  及

  土壤的颗粒组成、含水率、容重、孔隙率、流塑限、有机质、可溶盐、冻胀性、湿陷系数和

  渗透系数等物理力学化学性质资料,必要时还应有土壤的抗剪强度指标。

  (三)地下水埋深小于5m时,应取得地下水埋深、流向、补给与排泄条件、水质与污染源

  等水文地质资料。

  (四)应取得灌区地形图、渠系平面布置图和渠道纵横断面图,必要时还应有带状地形图。

  (五)扩建、改建工程,应对渠道渗漏情况进行调查,取得原渠道的水力要素和渗漏量等

  资料。

  (六)应取得建设单位对工程运用的要求;当地已建成渠道防渗工程的设计与施工资料、

  管理运用经验、试验研究成果和竣工验收报告等资料。

  (七)应搜集渠道附近水泥、砂、石和土料等建筑材料的产源、产(储)量、质量、开采

  与运输条件、单价等资料。

  (八)应取得施工机械设备、技术人员、劳力供给、施工用水、电源、交通、通讯和工期

  要求等施工条件资料。

  二、旧渠道增建防渗工程,面广量大,效益显著。但因原渠道没有作防渗工程,增加了

  水量损失,有的还造成土壤盐渍化,又多占了土地。增建防渗工程以后,尽管效益显著,但

  原造成的损失已难以弥补。因此,本条规定采取防渗措施时,宜与渠道其它工程项目同时设

  计和施工,以节约投资,减少占地,提高效益。陕西省的宝鸡峡、冯家山、东雷一期抽黄和

  山西省的尊村抽黄等大型灌区,采用这一作法,均取得了明显的效益。

  第二章   基 本 规 定

  第一节  设 计

  第2.1.4条 梯形断面渠道施工简便、边坡稳定,在地形、地质无特殊问题的地区,可

  普遍采用。

  弧形底梯形、弧形坡脚梯形、U形渠道等,由于适应冻胀变形的能力强,能在一定程度

  上减轻冻胀变形的不均匀性,在北方地区得到了推广应用。根据甘肃省靖会电灌总干渠试验

  段的观测,弧形底部因不均匀冻胀变形造成的折角变形,平均为0.18度,梯形平底折角变

  形平均为4.5度,弧形底断面可大大减轻冻胀开裂及消融时的滑塌破坏。弧形坡脚梯形渠在

  甘肃省武威西营总干渠上采用,西北水科所也在山东打渔张五干渠上进行过试验,证明其适

  应冻胀变形的能力优于梯形渠。U形渠从1975年开始在陕西省大量应用,目前在全国10多

  个省、市的中、小流量的渠道上得到较普遍的使用。其主要优点是:(1)水力条件好,近似

  最佳水力断面,可减少衬砌工程量;输沙能力强,有利于引高含沙水流;(2)在冻胀性和湿

  陷性地基上有一定适应地基不均匀变形的能力;(3)渠口窄,节省土地,减少挖填方量;(4)

  整体性强,防渗效果优于梯形渠道;(5)便于机械化施工,可加快施工进度。陕西省目前已

  建成流量为25.8/s的灌溉渠道,及流量为58/s

  的退水渠试验段,运用情况良好。在胀破坏严重的地区,目前尚限于在小流量渠道上应用。

  暗渠具有不占土地、安全性能高、水流不易污染等优点。在严重冻胀地区,暗渠可完全

  避免冻胀破坏。因此,在土地资源紧缺地区,如江苏省应用较多。新疆、甘肃一些强冻胀地

  区,以及四川省升钟水库干渠也有采用。

  第2.1.5条 梯形渠道宜采用水力最优断面,或实用经济断面,宽深比可按《灌溉排水

  渠系设计规范》SDJ217-84确定。但在地下水位较高时,采用窄深式断面将引起水下挖方

  较大,或当土壤冻胀性较强时,窄深断面将加大边坡冻胀变形的不均匀性,在消融时有发生

  滑塌的危险,故宜采用宽浅式断面。

  第2.1.7条

  一、渠道堤高超过3m或地质复杂的防渗渠道的最小边坡系数,应采用一般土坝边坡稳

  定分析计算办法,并考虑防渗渠道的特点,经过计算确定。

  二、素土保护层膜料防渗渠道的边坡经常出现塌滑事故,应慎重对待。大、中型渠道宜

  按附录五计算确定。无条件时,可参照表2.1.7-2选用。表2.1.7-2的数值是根据我国经验

  (见表4)及国外资料制定的。

  表2   我国刚性材料防渗渠道的边坡系数

  ┌─────┬──────────────────────┐

  │     │        设计流量(/s)       │

  │ 渠基土质 ├─────┬─────┬─────┬────┤

  │     │ <10  │ 10~30 │ 30~100 │ >100 │

  ├─────┼─────┼─────┼─────┼────┤

  │粘  土 │0.5~1.0 │1.0~1.5 │     │    │

  ├─────┼─────┼─────┼─────┼────┤

  │中 壤 土 │0.5~1.0 │1.0~1.25 │1.25~1.5 │ 1.75 │

  ├─────┼─────┼─────┼─────┼────┤

  │砂 壤 土 │0.5~1.5 │     │     │    │

  ├─────┼─────┼─────┼─────┼────┤

  │粉砂或砂土│ 1.5   │1.5~2.0 │     │    │

  ├─────┼─────┼─────┼─────┼────┤

  │砂 卵 石 │ 1.5   │1.25~1.5 │     │    │

  └─────┴─────┴─────┴─────┴────┘

  表3    渠道防渗工程等级划分标准

  ┌─────────────┬────┬───┬────┐

  │   等 级 名 称    │ 小型 │ 中型 │ 大型  │

  ├────┬────────┼────┼───┼────┤

  │设计流量│ 旱田(水浇田) │ <2  │ 2~20│ >20 │

  │ (/s) ├────────┼────┼───┼────┤

  │    │ 水  田   │ <5  │ 5~50│ >50  │

  └────┴────────┴────┴───┴────┘

  表4 我国部分地区素土保护层膜料防渗渠道的边坡系数

  ┌────────────┬─────┬───┬──┬──┐

  │    项   目    │ 设计流量 │土质 │边坡│水深│

  │            │ (/s) │   │系数│(m)│

  ├──┬─────────┼─────┼───┼──┼──┤

  │  │ 新疆建设兵团农  │     │重粉质│  │  │

  │  │7师奎屯水库泄水渠│  25.0  │壤 土│ 2.5│3.43│

  │  ├─────────┼─────┼───┼──┼──┤

  │  │ 河北省石津总   │     │   │  │  │

  │  │ 干4干3分干渠   │ 10.6  │   │2.0 │  │

  │  ├─────────┼─────┼───┼──┼──┤

  │  │河北省石津总干  │     │   │  │  │

  │  │  4干一分干渠  │  8.2  │   │ 2.0│1.54│

  │  ├─────────┼─────┼───┼──┼──┤

  │  │河北省石津总干  │     │   │  │  │

  │ 资 │  4干一分干渠  │  6.0  │   │2.0 │1.55│

  │ 料 ├─────────┼─────┼───┼──┼──┤

  │ 来 │新疆建设兵团农7 │     │重粉质│  │  │

  │ 源 │ 师车排子东支干渠 │  8.0  │壤 土│2.0 │1.84│

  │  ├─────────┼─────┼───┼──┼──┤

  │  │ 河北省石津总干  │     │   │  │  │

  │  │  4干3分干渠  │ 4.7   │   │2.0 │1.45│

  │  ├─────────┼─────┼───┼──┼──┤

  │  │ 河北省石津总   │     │   │  │  │

  │  │  干南3支渠   │ 0.4   │   │1.5 │0.7 │

  │  ├─────────┼─────┼───┼──┼──┤

  │  │ 新疆建设兵团农  │     │   │  │  │

  │  │2师铁干里总干渠  │  16.0  │重壤土│1.75│  │

  │  ├─────────┼─────┼───┼──┼──┤

  │  │ 新疆建设兵团农  │     │重粉质│  │  │

  │  │  2师卡拉干渠  │  10.5  │壤 土│1.75│1.5 │

  │  ├─────────┼─────┼───┼──┼──┤

  │  │ 辽宁省沈阳沈   │     │   │  │  │

  │  │ 抚排污干渠    │ 8.0   │重壤土│1.75│1.40│

  └──┴─────────┴─────┴───┴──┴──┘

  三、表2.1.7-l推荐的最小边坡系数,是参照国内资料 见表2、)制定的。

  四、因我国尚无渠道等级划分标准,为编制本规范,经三次会议议定,暂按表3划分渠

  道防渗工程等级。

  第2.1.8条

  一、表2.1.8推荐采用的防渗渠道的糙率值,是根据《小型水利水电工程设计图集》的

  渠道防渗衬砌分册、《渠道防渗》、《U形渠道》、《灌溉渠道衬砌》、《灌溉排水渠系设计规

  范》等规范、资料和国内调查资料提出的。我国部分刚性材料防渗渠道的糙率见表5。

  二、式( 2.1.8)来源于W.R毛里森及J.G斯塔勃克&ldquo;塑膜衬砌渠道的性能&rdquo;一文,计算

  前应作出砂砾料颗粒级配曲线。

  表5    我国部分刚性材料防渗渠道的糙率值

  ┌──────────┬─────┬────┬────────────┐

  │   工程名称   │衬砌形式 │糙率值 │   备    注    │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │陕西省径惠渠总干渠 │浆砌片石 │0.0374 │1987年实测,Q=15/s │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │          │浆砌块石 │0.025  │            │

  │ 甘肃省&ldquo;灌溉渠系改├─────┼────┼────────────┤

  │建配套技术要点&rdquo; 中 │干砌块石 │0.033  │            │

  │规定采用值     ├─────┼────┼────────────┤

  │          │水泥抹面 │0.012  │            │

  │          │(抹光)  │    │            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │          │浆砌块石 │0.0231 │实测,Q=30/s      │

  │          ├─────┼────┼────────────┤

  │          │浆砌料石 │0.0206 │   Q=30/s      │

  │ 四川省玉溪河工程 ├─────┼────┼────────────┤

  │干渠        │浆砌卵石 │0.026  │   Q=30/s      │

  │          ├─────┼────┼────────────┤

  │          │水泥砂浆 │0.0186 │   Q=30/s      │

  │          │抹  面 │    │            │

  │          ├─────┼────┼────────────┤

  │          │混凝土  │0.0155 │   Q=30/s      │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 云南省易门县岔河 │塑性水泥 │0.0167 │            │

  │水库干渠      │ 土   │    │            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │          │ 浆砌料石 │0.022  │            │

  │          │     │~0.023 │            │

  │          ├─────┼────┼────────────┤

  │          │ 浆砌石板 │0.021  │            │

  │          │     │~0.022 │            │

  │ 四川省南充地区一般├─────┼────┼────────────┤

  │采用值       │ 浆砌块石 │0.023  │            │

  │          │     │~0.025 │            │

  │          ├─────┼────┼────────────┤

  │          │ 水泥砂浆 │0.018  │            │

  │          │ 抹  面 │~0.019 │            │

  │          ├─────┼────┼────────────┤

  │          │ 混凝土 │0.017  │            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 贵州省松柏山水库 │ 浆砌块石 │0.0178 │实测,Q=2.45~4.1/S │

  │总干渠       │     │~0.0237│            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 贵州省松柏山水库 │浆砌块石 │0.0178 │实测,Q=0.69~1.05/s │

  │干渠        │     │~0.0247│            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 广东省惠来石榴潭 │ 浆砌石板 │0.0225 │ 经过验证认为合适    │

  │水库渠道      │     │    │            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 福建省莆田东圳水 │ 浆砌块石 │0.0226 │ 实测,Q=19.45/s   │

  │库干渠       ├─────┼────┼────────────┤

  │          │ 浆砌块石 │0.0223 │ 实测,Q=17.83/s   │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 福建省晋江山美灌 │ 浆砌块石 │0.0223 │ 实测,Q=5.07/s   │

  │区荆山渠道     ├─────┼────┼────────────┤

  │          │浆砌块石 │0.0231 │ 实测,Q=4.29/s   │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 福建省晋江新安水 │ 浆砌块石 │0.0224 │ 实测,Q=1.25/s   │

  │ 库右干渠      │     │~0.026 │            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 福建晋江山美灌区 │ 浆砌块石 │0.0243 │ 实测,Q=3.74/s   │

  │荆山渠道      │     │    │            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 福建省晋江山美灌  │ 浆砌料石 │0.0211 │ 实测,Q=2.13/s   │

  │区仕林波      │     │    │            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │甘肃省昌马总干渠  │ 干砌卵石 │0.029  │1964年实测,Q=7~16/s│

  │          │     │~0.0335│            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 甘肃省武威地区一 │ 干砌卵石 │0.025  │1963年实测,多为0.0275 │

  │些工程       │     │~0.04 │            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 甘肃省武威西营总 │ 细石混凝 │0.0275 │ 采用设计值      │

  │干渠        │ 土砌卵石 │    │            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 甘肃省武威金塔河 │ 细石混凝 │0.0275 │ 采用设计值      │

  │灌区斗渠      │ 土砌卵石 │    │            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 甘肃省武威黄羊河 │ 细石混凝 │0.025  │ 采用设计值      │

  │干渠        │ 土砌卵石 │    │            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │ 甘肃省武威杂木河 │ 细石混凝 │0.0225 │ 采用设计值      │

  │一干渠       │ 土砌卵石 │    │            │

  ├──────────┼─────┼────┼────────────┤

  │          │ 干砌卵石 │0.025  │ 卵石圆滑、规则,   │

  │          │     │~0.0275│ 砌筑良好       │

  │  新疆自治区渠道  ├─────┼────┼────────────┤

  │          │     │0.0275 │ 卵石不圆滑、不    │

  │          │干砌卵石 │~0.035 │ 规则,砌筑一般    │

  └──────────┴─────┴────┴────────────┘

  第2.1.10条 不同材料防渗渠道的设计允许不冲流速, 是根据我国调查资料(见表6)

  及国外资料分析研究后拟定的。需要说明的是:

  一、在调查中发现,膜料防渗渠道许多素土保护层的破坏,不是由于边坡抗滑力小,而

  是由于流速过大、水位变化区波浪的冲击淘刷、或渠系建筑物上下游流速流态的变化引起的。

  根据新疆建设兵团农7师的实测,素土保护层的允许流速应比土渠道的允许流速小10%~20%。

  为了安全,结合各地经验和有关资料提出了表4.1.10土保护层的不冲流速值。

  据国外有关资料介绍,素土保护层的不冲流速为0.3~1.0m/s;有的资料认为不能超

  过0.9m/s。因此,本条规定其下限为小于0.45m/s。

  二、混凝土等刚性材料本身的耐冲流速很高,但渠道防渗一般为薄板结构,流速大大时,

  在脉动水压力作用下,容易失去稳定。根据统计,我国各地混凝土防渗渠道的流速一般在

  3m/S以下。位于新疆、甘肃山前冲积扇上的混凝土防渗渠道,流速有在3m/s以上的,个

  别的达5~6m/到见表6),但这类高流速渠道,底部大多用浆砌卵石或细粒混凝土砌卵石,

  边坡混凝土厚度大多超过0.15m,有的还沿渠道每20m设置了一道厚0.4~0.6m、深0.8~

  1.2m的防冲截堵。美国垦务局建议,混凝土渠道流速不得超过3m/s。根据上述情况,本条

  对混凝土防渗渠道设计的允许不冲流速作了规定。

  三、石料的抗冲耐磨性良好,在高流速渠道多采用石料衬砌渠底。从国内调查资料得知,

  浆砌料石和卵石的抗冲性能好,但宜适当提高砌筑砂浆的标号。干砌卵石挂淤后也可承受较

  高流速,表7是新疆实测的数据。

  表6        我国部分防渗渠道的不冲流速

  ┌──────┬───┬─────────┬────┬───┬───┬───┐

  │资料来源  │渠道断│  防渗层结   │流量  │纵坡 │流速 │ 备注 │

  │      │面形式│  构及形式   │(/s)│  │(m/s)│  │

  ├──────┼───┼─────────┼────┼───┼───┼───┤

  │新疆自治区金│弧底 │底部砌石厚 30cm,边│    │   │   │   │

  │沟河引水渠中│梯形 │坡预制混凝土厚  │ 40  │1/166 │ 6  │   │

  │段     │   │10cm       │    │   │   │   │

  ├──────┼───┼─────────┼────┼───┼───┼───┤

  │甘肃省西金输│弧底 │底部砌石厚 35cm,边│    │   │   │每 20m│

  │水干渠   │梯形 │坡预制混凝土厚  │ 72  │1/120 │ 6  │设防冲│

  │      │   │15cm       │    │   │   │截墙 │

  ├──────┼───┼─────────┼────┼───┼───┼───┤

  │甘肃西金输水│弧底 │预制混凝土厚 15cm │    │   │   │每 20m│

  │干渠    │梯形 │         │ 49.2  │1/170 │5.2  │设防冲│

  │      │   │         │    │   │   │截墙 │

  ├──────┼───┼─────────┼────┼───┼───┼───┤

  │新疆自治区安│弧底 │底部砌石厚 35cm,边│    │   │   │   │

  │集海引水渠 │梯形 │坡为空箱结构   │ 22  │1/220 │3.6  │   │

  ├──────┼───┼─────────┼────┼───┼───┼───┤

  │甘肃省昌马新│   │底部砌石厚 25cm,边│    │   │   │每 20m│

  │总干渠   │梯形 │坡现浇混凝土厚  │ 30  │ 1/90 │4.7  │设防冲│

  │      │   │10cm       │    │   │   │截墙 │

  ├──────┼───┼─────────┼────┼───┼───┼───┤

  │甘肃省昌马新│   │现浇混凝土底厚  │    │   │   │   │

  │总干渠   │梯形 │15cm,边坡厚 10cm │ 30  │1/110 │4.95 │   │

  ├──────┼───┼─────────┼────┼───┼───┼───┤

  │湖南省韶山灌│梯形 │灰土、三合土   │0.42  │   │0.531 │   │

  │区     │   │         │    │   │   │   │

  ├──────┼───┼─────────┼────┼───┼───┼───┤

  │广东省连县奎│梯形 │灰土       │    │   │0.742 │   │

  │池渠    │   │         │    │   │   │   │

  ├──────┼───┼─────────┼────┼───┼───┼───┤

  │宝鸡峡北干 4│暗渠 │灰土       │    │   │0.916 │   │

  │斗渠    │   │         │    │   │   │   │

  ├──────┼───┼─────────┼────┼───┼───┼───┤

  │广东水科所试│   │三合土      │0.065~ │   │0.66~│   │

  │验渠    │   │         │0.077  │   │0.75 │   │

  ├──────┼───┼─────────┼────┼───┼───┼───┤

  │长办室内试验│平冲 │水泥土      │    │   │6.0~ │水泥含│

  │      │斜45&deg;│         │    │   │10.0 │量4%~│

  │      │冲  │水泥土      │    │   │3.0~ │16%  │

  │      │   │         │    │   │8.0  │   │

  ├──────┼───┼─────────┼────┼───┼───┼───┤

  │四川省水科所│平冲 │水泥土      │    │   │>14.0│   │

  │试验    │斜45&deg;│         │    │   │10.0~│   │

  │      │冲  │水泥土      │    │   │ 13.9│   │

  └──────┴───┴─────────┴────┴───┴───┴───┘

  表7   干砌卵石挂淤渠道的不冲流速  (单位:m/s)

  ┌────────────┬────┬─────────┐

  │            │水力半径│ 卵石平均尺寸(m) │

  │    砌筑状况     │  R  ├──┬──┬───┤

  │            │ (m)  │ 0.2│0.25│ 0.3 │

  ├────────────┼────┼──┼──┼───┤

  │            │ 0.6  │ 3.5│3.8 │ 4.0 │

  │ 平面形卵石,砌筑仔细 │ l.0  │ 3.8│4.2 │ 4.4 │

  │并表面修整       │ 2.0  │ 4.0│4.5 │ 5.0 │

  │            │ 0.6  │ 2.8│3.0 │ 3.1 │

  ├────────────┼────┼──┼──┼───┤

  │            │ 1.0  │ 3.1│3.3 │ 3.5 │

  │ 平面形卵石,砌筑一般 │ 2.0  │ 3.5│4.0 │ 4.2 │

  │            │ 0.6  │ 2.4│2.6 │ 2.7 │

  ├────────────┼────┼──┼──┼───┤

  │ 非平面形卵石,砌筑一般│ 1.0  │ 2.7│2.9 │ 3.1 │

  │            │ 2.0  │ 3.0│3.5 │ 3.7 │

  └────────────┴────┴──┴──┴───┘

  表8  长江流域规划办公室测得的水泥土抗冲流速

  ┌───────┬────┬───┬────┬────┬───┐

  │  水泥含量  │    │   │    │    │   │

  │ (占干土重) │  4  │ 7  │  10  │  13  │ 16 │

  │  (%)   │    │   │    │    │   │

  ├───┬───┼────┼───┼────┼────┼───┤

  │流速 │平冲 │6~6.8 │6~8.4│ >10.6 │>10.6 │>10 │

  │(m/s) │斜冲 │3~6  │3~6 │6~8.9 │6~10.2 │6~10 │

  └───┴───┴────┴───┴────┴────┴───┘

  四、水泥土虽然试验测得的抗冲流速较大(见表8),但由于缺乏工程论证,对照混凝土,

  适当降低了水泥土的允许不冲流速。

  第2.1.12条 伸缩缝间距是根据调查资料,及国外有关资料分析整理后确定的。缝型

  是根据我国混凝土渠道防渗工程的经验提出的。这些缝型与美国、日本所采用的近似。具体

  选择时,应根据渠道规模、对防渗的要求、地基有无冻胀性或湿陷性以及施工条件等因素确

  定。

  多年来,伸缩缝填料在各地采用较多的有沥青油毡、沥青砂浆、焦油塑料胶泥和聚氯乙

  烯胶泥等,也有使用锯末水泥、木条等材料的。根据这些材料的防渗效果,本规范规定应以

  沥青砂浆和焦油塑料胶泥为主,有特殊要求的渠段可用塑料止水带。

  据西北水科所的试验,采用1∶1∶4沥青水泥(粉煤灰)砂浆,虽造价较低,软化点为

  70℃时与混凝土的粘结力为0.4MPa,但延伸度小,在负温情况下极易与混凝土拉开。焦油

  塑料胶泥耐热温度可达90℃,0℃时与混凝土的粘结力大于1MPa;-12.5~17.0℃时,延伸

  变形率大于190.7%;20℃以下的延伸变形可达99mm,而且耐老化,造价不高。因此,本条

  推荐用焦油塑料胶泥作底部填料,上部用沥青砂浆或水泥砂浆封盖。塑料止水带的规格、型

  号可参照《水工设计手册》和《渠道防渗》等资料选用。

  关于浆砌石防渗层是否设伸缩缝,看法不一。一般认为浆砌石水泥用量很少,收缩不大,

  即使砌体有些微小裂缝,也没有多大影响;同时,伸缩缝如处理不好,会造成人为的渗漏通

  道。所以本条规定,一般不要求专设伸缩缝。

  第2.1.13条 砌石以及不同材料预制板的砌筑,其防渗效果如何,主要决定于砂筑所

  采用砂浆标号的高低及砌筑的质量。

  一、一般砌筑是施工质量较难控制的工序,故砂浆标号应当提高。

  二、砂浆与预制板及石料不是同性质材料,弹性模量不同,在相同的外界条件下,变形

  不一,提高砂浆标号有利于与其它材料粘结牢固。

  三、如需要勾缝,匀缝砂浆的标号应高于砌筑砂浆。

  砌筑砂浆的强度标号可按表9选定。

  表9    砌筑砂浆的强度标号 (C)   (单位:MPa)

  ┌────┬────────────┬────────────┬───┐

  │    │    砌筑砂浆     │    勾缝砂浆     │   │

  │ 防渗材 ├─────┬──────┼──────┬─────┤说明 │

  │ 料类别 │温和地区 │严寒和寒  │温和地区  │严寒和寒 │   │

  │    │     │ 冷地区   │      │冷地区  │   │

  ├────┼─────┼──────┼──────┼─────┼───┤

  │水泥土预│  5.0  │      │ 7.5~10.0 │     │   │

  │制板  │     │      │      │     │   │

  ├────┼─────┼──────┼──────┼─────┼───┤

  │混凝土 │     │      │      │     │   │

  │预制板 │7.5~10.0 │1O.0~20.0 │1O.0~15.0 │15.0~20.0│   │

  ├────┼─────┼──────┼──────┼─────┼───┤

  │料 石 │7.5~10.0 │1O.0~15.0 │1O.0~15.0 │15.0~20.0│   │

  ├────┼─────┼──────┼──────┼─────┼───┤

  │块 石 │5.0~7.5 │7.5~10.0  │7.5~10.0  │10.0~15.0│ 膜料│

  ├────┼─────┼──────┼──────┼─────┤防渗保│

  │卵 石 │5.0~7.5 │7.5~10.0  │7.5~10.0  │10.0~15.0│护层可│

  ├────┼─────┼──────┼──────┼─────┤不勾缝│

  │石 板 │7.5~10.0 │10.0~15.0 │10.0~15.0 │15.0~20.0│   │

  └────┴─────┴──────┴──────┴─────┴───┘

  第二节  施  工

  第2.2.3条

  一、浸水预沉法处理湿陷性黄土地基沉陷稳定的标准,是参照《湿陷性黄土地区建筑法

  规》TJ25-78提出的。

  该法曾在甘肃省及陕西省冯家山、东雷抽黄等渠道工程上采用,效果较好。

  二、翻夯渠基法曾在甘肃省靖会电力提灌等大、中型渠道工程上广泛采用。翻夯深度一

  般不小于1.0~1.5m,三场塬电灌干渠翻夯深度最大达4m。夯实干容重要求1.55~

  l.68g/。据试验,干容重从1.4g/提高到

  1.6g/,渗透系数从2.4&times;cm/m降低

  为9&times;cm/s,而且能消除较大的垂直裂缝,使渗漏均匀。但该法工作量大。

  灰土夯实层曾在甘肃省许多黄土地区渠道上采用。灰土中积比采用3∶7或2∶8;夯实

  层厚度不小于30cm;干容重1.45g/以上;渗透系数约

  为5.8&times;cm/s。甘肃省白银工农渠为U形断面现浇混凝土渠道,

  基础用厚50cm的灰土夯实层,行水两个月后,挖坑检查,灰土层下未见渗水,多年轻工程

  运行正常。

  打孔浸水结合强夯处理法,1985年曾在甘肃省靖远三场塬电灌干渠上进行了试验。该干

  渠土壤湿陷系数为0.052~0.127,自然干容重为1.1~1.3g/,自然含水率

  为6%~10%。浸水孔用洛阳铲人工造孔,孔径6~8cm,深4m,孔距70cm。孔内填粒径小于3cm

  的破砂石。灌水量按土壤含水率达到14%~16%而计算确定。落距及击实次数,在原状土上,

  落距为10~12m,击实9~12次;在机压过沟填方上,落距为8~10m,击实8~10次。夯点距

  2.5m,梅花形布设。夯后锤底面以下4m范围的土壤密度有不同程度提高。其中,2m范围内

  效果理想,干容量最大达1.83g/;3m以下干容重

  1.35~1.429/;4m以下因未浸水,土壤干容重无变化。该段工程长200m,

  经两年多运行,未发现明显的沉陷和裂缝。该法节省人力、物力,降低工程费用,效果较好。

  三、开挖回填处理窑洞、墓穴法,在陕西省宝鸡峡塬下北干渠等工程上应用,取得较好

  效果。

  1979年,陕西省石堡川灌区采用灌泥浆,或灌注掺10%~30%水泥的泥浆,处理了10处

  出现沉陷、裂缝、洞穴的填方段。至1982牢,灌入泥浆量折合干土

  4104.7,为10处填方总土量的0.4%,加固了填方,保证了安全输水。

  灌浆标准是将灌浆总压力控制在0.03~0.04MPa,持续10~20min,当单位吸浆率降到

  0.5L/min时封孔。填方工程的灌浆应在填方运用3年之后进行,并宜进行多次。新建填

  方一般没有固结,几乎不吸浆,因此不宜采用灌浆法。

  第2.2.6条 灰土、三合土等土料夯实后养护多少天才能通水?一些资料认为灰土经过

  14~21天养护后即可通水;另一些资料,如陕西省关于暗渠的总结、广东省汕头及海南省

  有关贝灰土的总结,和浙江省水科所的试验,都认为灰土渠道养护28天才可通水。另外,

  也有不少资料说明,灰土在前28天的强度发展较快,以后则趋于缓慢增长。广东省建筑科

  研所的试验表明,灰土养护28天,软化系数为0.55~0.6左右,28天才趋于稳定。为进一

  步探讨养护天数对灰土强度的影响,广东省水科所进行了灰土的软化系数测定。试验证明,

  无论采用哪种配合比,试件在室内自然条件下养护14天,放入水中,不久都开裂或崩塌;21

  天泡水有微裂或崩角;28天后泡水,所有试件均完整无损,没有裂纹。上述资料说明:如

  石灰质优,土的活性成分多,在较高的温度、湿度下养护,一般经过14~21天后即可通水。

  如石灰质量中等,土的活性成分一般,只在自然空气中养护,则须经28天才能通水。

  渠道边坡不滞水,洒水养护效果差,影响防渗工程质量。使用混凝土养护剂可以弥补这

  一缺陷。其优点是养护效果好,混凝土的平均强度比洒水养护提高6%~23.6%;混凝土质量

  均匀性提高,强度离差系数Cv值比洒水养护小35%~38%。

  第三章  土 料 防 渗

  第一节  设 计

  第3.1.1条 土料防渗层应满足防渗性能好,和强度较高的要求。土料的配合比,因其

  成团粒结构存在,无法根据土的级配好坏选择,只能以最大密实度去选择。

  第3.1.2条 表10和表11是各地现场铺筑或试验的灰土、三合土配合比。归纳各地生

  产和试验的配合比,提出配合比的适宜范围如下:

  表10     我国各地灰土的配合比

  ┌───────┬───────┬──────────────┐

  │ 资料来源  │配合比(重量比)│    备   注      │

  │       │  石灰:土  │              │

  ├───────┼───────┼──────────────┤

  │ 四川省、江苏│       │ 根据各种土类试验结果,上限│

  │省      │l∶5~l∶9  │1∶5,下限1∶9,活性土壤最 │

  │       │       │优配合比为1∶9       │

  ├───────┼───────┼──────────────┤

  │ 湖南省株州市│  l∶6   │              │

  ├───────┼───────┼──────────────┤

  │ 陕西省水科所│l∶3~1∶6  │ 黄土,用于暗渠。用灰量宜为│

  │       │       │25.0%~14.3%        │

  ├───────┼───────┼──────────────┤

  │ 贵州省红枫电│1∶3~1∶4  │ 认为1∶1~1∶3好,可以采 │

  │灌站     │       │用较薄厚度         │

  ├───────┼───────┼──────────────┤

  │ 山西省   │  1∶6    │ 黄土           │

  ├───────┼───────┼──────────────┤

  │ 浙江省   │l∶5~1∶10  │              │

  ├───────┼───────┼──────────────┤

  │ 广东省连县、│  1∶6   │ 汕头为贝灰,认为最优配合 │

  │汕头市    │1∶5~1∶9  │比为1∶5          │

  ├───────┼───────┼──────────────┤

  │ 《渠道防渗》│       │              │

  │一书介绍:  │       │              │

  │ 北方多采用 │l∶3~1∶6  │              │

  │ 南方多采用 │1∶2~l∶6  │              │

  └───────┴───────┴──────────────┘

  表11      我国各地三合土的配合比

  ┌───────┬─────────┬──────┬─────┐

  │ 资料来源  │配合比(重量比)  │土与砂百分比│ 备 注  │

  │       │石灰∶土∶砂   │  (%)   │     │

  ├───────┼─────────┼──────┼─────┤

  │四川省    │1∶9∶10     │ 48∶52  │     │

  │       │1∶9∶5      │ 65∶35  │     │

  │       │1∶5∶3      │ 62∶38  │     │

  │       │l∶5∶6      │ 46∶54  │     │

  ├───────┼─────────┼──────┼─────┤

  │ 湖南省   │1∶2∶3      │ 40∶60  │     │

  │ (韶山灌区) │1∶2.7∶6.3    │ 30∶70  │     │

  │       │1∶4.5∶4.5    │ 50∶50  │     │

  │       │1∶4.95∶4.05   │ 55∶45  │     │

  │       │1∶1∶2      │ 30∶70  │     │

  │       │1∶1∶5      │ 20∶80  │     │

  │       │1∶3∶7      │ 30∶70  │     │

  ├───────┼─────────┼──────┼─────┤

  │山东省冶源  │1∶2∶6      │ 25∶75  │     │

  │       │1∶2.5∶1.5    │ 60∶40  │     │

  │       │1∶2∶3      │ 40∶60  │     │

  ├───────┼─────────┼──────┼─────┤

  │贵州省    │1∶2∶2      │ 50∶50  │     │

  ├───────┼─────────┼──────┼─────┤

  │福建省菱溪  │1∶2∶3      │ 40∶60  │     │

  ├───────┼─────────┼──────┼─────┤

  │陕西省    │1∶1∶6      │ 14∶86  │     │

  │       │1∶6∶1      │ 86∶14  │     │

  ├───────┼─────────┼──────┼─────┤

  │广西自治区来宾│1∶4∶1      │ 80∶20  │     │

  │       │l∶6∶1      │ 86∶14  │     │

  ├───────┼─────────┼──────┼─────┤

  │海南省翁龙  │1∶1∶3      │ 25∶75  │     │

  │       │1∶1.2∶2.8    │ 30∶70  │     │

  │       │1∶1.6∶2.4    │ 40∶60  │     │

  ├───────┼─────────┼──────┼─────┤

  │广东省英德长湖│l∶2∶4      │ 30∶70  │贝灰三合土│

  │广东省    │1∶1∶4      │ 20∶80  │     │

  │汕头市    │1∶l∶3      │ 25∶75  │     │

  └───────┴─────────┴──────┴─────┘

  一、灰土的适宜范围是灰与土之比为1∶3~1∶9(重量比,下同)。灰土配合比应根据

  石灰质量和土的性质选取。如石灰质优,土的活性成分多、塑性指数高时,石灰用量可适当

  减少,宜选用1∶6~1∶9。相反应采用1∶3~1∶5。广东省水科所做的灰土强度试验,土质

  为中液限粘质土(重壤土),小于0.005mm的粘粒含量占总重的28.5%,塑性指数为11,二氧

  化硅为57.73%,三氧化二物为31.65%,石灰的氧化钙含量为67.97%,氧化镁为1.18%,试

  验了1∶3~l∶9七个配合比。试验结果表明:在自然空气中养护28天的强度,以1∶3时

  最高,见图1。

  图1 灰土强度与配合比关系曲线

  (1kgf/=98.07kPa)

  另外,根据湖南省韶山灌区经验,选取用配合比时,还可根据石灰质量的好坏增减石灰

  的用量。在原来200kg的基础上可减至175kg,或增至225kg。根据这一经验,规定了增减

  石灰用量的范围为&plusmn;10%。

  二、三合土配合比的适应范围,是石灰与土加砂之比为1∶4~1∶9。其中,土与砂的

  比例,由于各地使用的土和砂的颗粒级配不同,情况较为复杂。据统计,一般土重占土砂总

  重的比例为30%~70%。根据湖南省韶山灌区的经验,认为粘土最高含量不宜超过50%。粘土

  含量过高时,三合土的强度和抗冻融剥蚀的能力将明显降低。因此,本条规定土占30%~60%,

  砂占40%~70%。实际使用时,应由试验确定。

  第3.1.3条 在灰土和三合土中,水不仅参与化学反应,而且含水率的多少对夯实的容

  重有很大影响。土料含水率太少,土粒间的内聚力和摩擦力很大,很难压实;土料含水率太

  多,水防碍了土粒的接近,压实时,出现橡皮土现象,难以达到最大密实度;土科为最佳含

  水率时,在一定压实功能下,才能得到最大密实度。因此,最佳含水率应按标准击实实验法

  选取。无条件试验时,本条提供了最佳含水率的范围,供选定。

  第3.1.4条 渗漏量随防渗层薄厚而变。在土料组成、施工质量和水深相同的情况下,

  渗漏水量随着防渗层厚度的加大而减少。如贵州省水科所在红枫电灌区的试验表明,配合比

  为1∶4的灰土,厚度20cm和厚度10cm的相比,每年可减少渗水量45800。但太厚不经

  济,太薄又不能满足防渗要求。多厚才合适,要通过试验确定。我国一些地区渠道土料防渗

  层的厚度见表12。

  影响防渗层厚度的因素是多方面的。如流量的大小、边坡的陡缓。特别是矩形渠道,在

  休灌时受土的侧向压力作用,其厚度要相应加大。实践证明,不但冻蚀对护面有影响,时干

  时湿同样能使灰土表层逐渐剥落,在水面波动范围尤为严重。另外,灰土过薄,也易与土基

  分离。例如,广东省长湖引水干渠灰土防渗工程厚度只有5~7cm,现已全部剥落。根据我

  国现有土料防渗层工程的使用情况,规定厚度不得小于10cm是可行的。

  表3.1.4中所列数值,是根据各地工程实例,并参考有关国外资料,综合分析后制定的。

  表12   我国一些地区渠道土料防渗层的厚度

  ┌───────┬────────────┬──────────┐

  │       │   厚度(cm)      │          │

  │ 地  区  ├────┬───┬───┤

  备  注   │

  │       │ 渠底 │侧墙 │渠坡 │          │

  ├───────┼────┼───┼───┼──────────┤

  │ 河北省房涞 │ 20  │   │ 15 │粘土层夯实,属垫层 │

  │涿灌区干渠  │    │   │   │          │

  │ 山西省浍河 │ 30  │   │ 30 │黄土人工夯实    │

  │水库干渠   │    │   │   │          │

  │ 福建省   │ 30~50 │   │30~50│粘土夯实      │

  │ 湖南省韶山 │    │   │   │          │

  │灌区支头架  │ 20  │ 20 │   │三合土夯实     │

  │株州醴陵北干渠│ 8   │   │ 8  │三合土夯实     │

  │ 贵州省利民 │    │   │   │          │

  │水库工程渠道 │5~10  │   │5~10 │三合土夯实     │

  │红枫电灌总干渠│10~20 │   │10~20│三合土夯实     │

  │ 山西省浍河 │    │   │   │          │

  │水库干渠   │20~40 │   │20~40│黄土三合土夯实   │

  │ 广东省汕头地│    │   │   │          │

  │都灌区渠道  │ 10  │14~20│   │贝灰三合土夯实   │

  │湖阳龙溪东干渠│ 10  │   │ 10 │三合土夯实     │

  │湖阳龙溪东干渠│ 10  │ 25 │   │三合土夯实     │

  │ 惠阳惠来  │    │   │   │          │

  │石榴潭干渠  │ 15  │   │ 15 │三合土夯实     │

  │ 韶关英德长 │    │   │   │          │

  │湖引水渠   │  5~7 │   │5~7 │三合土夯实     │

  │官坡电站引水渠│ 20  │   │   │四合土夯实     │

  │连县池奎引水渠│10~15 │   │10~15│灰土、三合土夯实  │

  │江苏省  暗渠 │ 5~15 │20~25│拱顶 │灰土人工夯实    │

  │       │    │   │25~30│          │

  │陕西省  暗渠 │ 20  │ 20 │拱顶 │灰土人工夯实    │

  │       │    │   │ 20 │          │

  │四川省  暗渠 │ 15  │ 15 │拱顶 │灰土人工夯实    │

  │       │    │   │ 15 │          │

  │ 山东省白  │    │   │   │          │

  │浪河涵洞   │ 30  │ 30 │   │三合土夯实     │

  └───────┴────┴───┴───┴──────────┘

  注 江苏省暗渠,一般采用土模。

  第二节  施   工

  第3.2.1条 材料加工的好坏,直接影响土料防渗工程的质量,应特别重视。

  土料必须采用下列方法粉碎:(1)人工碎土。要注意土块的干湿度。含水率以30%左右

  为宜。(2)手扶拖拉机旋耕器碎土。质量较好,但需要一定的场地。(3)碎土机碎土。质量

  好,效率也高。每台碎土机每天工作8小时,可碎土6.0~7.5万kg。以上三种粉碎方法,

  除碎土机本身带有筛网外,(1)、(2)两种均应过10~20mm孔径的筛。

  生石灰加工有两种方法:(1)用研磨机加工成粉。石灰利用率高,质量好,免去筛分。

  (2)人工分层加水消解。根据试验资料,石灰块加水量为石灰重量的30%~50%,充分熟化

  后

  应过5~10mm孔径的筛。如充分消解,也可以只把未熟化的石灰块剔除即可。

  第3.2.3条 人工拌和时,使用生石灰粉或没有熟化透的石灰,其混合料除必须&ldquo;三干

  三湿&rdquo;拌匀外,还需堆放闷料1~3天,让石灰充分熟化,使用时再拌一次,方能使用。否则,

  上渠后,会引起&ldquo;龟裂&rdquo;和&ldquo;鼓泡&rdquo;。贝灰三合土的拌和方法是根据当地群众经验制定的。采

  用机械拌和时,洒水一定要细而匀,其量须控制在最佳含水率范围。否则,过湿的灰土会粘

  在滚筒上,影响拌和质量和进度。

  第3.2.4条 对边坡较缓的渠道,可不立模板填筑,铺料要由下而上。夯实后的厚度,

  应略大于设计厚度,以便削平拍实后能保证设计厚度。对边坡较陡的渠道,必须装设模板填

  筑。一般模板高0.5m,分三次上料夯实,然后上移模板夯筑第二层,层与层之间可预埋竹

  筋加强横向连系,逐次做到渠顶。

  一、灰土、三合土等混合料的铺筑应先渠坡(或侧墙),后渠底,边铺边夯实,每层铺筑

  前应把表面刨毛。

  二、素土铺筑要先渠底,后渠坡。摊铺后如土料过湿,要等土稍干后才能进行夯实。如

  发现粘夯现象,应撒一层干土粉;如出现裂缝,应反复夯打,直至裂缝消失为止。

  施工质量的好坏,夯击密度是关键。一般小型土料防渗渠道,混合料上渠后,要用锄头、

  特制的木竿条和木拍子用力抽打拍实,反复5~6次,直至灰土、三合土表面平滑,不出现

  裂纹,拍打(锤打)出浆,指甲刻不入为止。还可以撤一层消解的熟石灰粉,以增强表面的

  强度和耐久性。

  第四章 水 泥 土 防 渗

  第一节 设 计

  第4.1.1条

  一、目前国内对水泥土配合比的表示方法主要有以下三种:

  (一)用水泥与干土重的比值表示。如水泥土配合比为1∶8,即表示1份水泥,配合8

  份干土料。

  (二)用水泥掺量表示。如某工程水泥土的水泥掺量为12%,即表示每100份水泥土干料

  中掺12份水泥。

  (三)用水泥、干土料、水各占水泥土混合物干重的百分数表示。如某工程水泥土配合

  比为15∶85,含水率为13%,即表示每100份水泥土干料中,水泥占15份,干土料占85份,

  水(包括拌和时的加水量与土料中所含水量之和)为水泥土干料重的13%。

  上述三种表示方法,第一、第二种表示方法便于施工时计算材料用量,但不如第三种方

  法概念清晰,本规范采用第三种表示方法。

  二、根据浙江、江西、四川、广西、山东、广东、云南等省、自治区的试验,水泥土的

  渗透系数与土料性质及水泥土干容重关系密切。水泥土的K值一般为A&times;

  cm/s(1&le;A<10=。当土料中粘粒含量较多时,K值为A&times;(

  ~cm/s;反之K值较大。在实际应用中,有相当一部分水泥土防渗工程的K值为

  A&times;cm/s,仍有良好的防渗效果。

  三、水泥土的适宜含水率随土料种类及水泥用量不同而异。条文中所推荐的数值是山东、

  四川、浙江、广西、湖南、江西、云南等省、自治区多项工程实际采用数据的统计结果。

  第4.1.2条 根据《灌溉渠道衬砌》一书介绍,美国等国家,水泥土防渗层的厚度为7.5~

  15cm。据国内各省、自治区资料统计,水泥土防渗层的厚度一般为8~10cm,最厚为15cm,

  最薄为5cm(多为流量<0.5/S的渠道)。

  第4.1.3条 &ldquo;对耐久性要求高的明渠水泥土防渗层&rdquo;,是指大型渠道及工作条件差的渠

  道。据四川省升钟水库定水支渠、四川省安岳县书房坝水库左干渠的试验及应用证实,在塑

  性水泥土表面铺设刚性保护层的防渗方式,既发挥了水泥土的防渗效果好、施工简易、造价

  低廉之长,又弥补了其强度低、耐久性较差之短,是一种有实用价值的防渗方式。表13是

  升钟水库、书房坝水库采用的刚性保护层材料及有关尺寸。铺设保护层后,塑性水泥土防渗

  层厚为4~6cm。据静水法测验结果,当采用塑性水泥土防渗层6cm、厚2cm的50号水泥砂

  浆保护层防渗方式时,稳定入渗强度为0.159L/(㎡&middot;h),为同条件浆砌石防渗层入渗量的

  1/43.3,为现场浇筑混凝土(厚8cm)防渗层入渗量的1/2~1/6。铺设刚性保护层的水泥

  土防渗,每平米造价比浆砌石低40%~50%,比混凝土低20%~50%。而且由于保护层是在塑

  性水泥土初凝前铺设的,保护层与塑性水泥土结合得很好,在上述10多km长的渠段上,未

  发现有任何分离迹象。

  第二节  施  工

  第4.2.2条 塑性水泥土的铺筑,从加水拌和至铺完,应在水泥初凝前完成。根据国家

  标准规定,水泥初凝时间不早于45min,而一般硅酸盐水泥初凝时间多为1~3h。各地施工

  经验多证明水泥土拌和料可在1h内铺筑和压实完毕。考虑到加水拌和时间及人工拌和铺筑

  的实际情况,条文中规定:每次拌和从加水至铺筑宜在1.5h内完成。

  第4.2.3条 水泥土预制板的生产,根据山东省等地的经验,采用人工预制成型时,干

  容重很难达到1.7g/。当用吊锤夯打,吊锤不得小于50kg,锤距不低于1m,锤击次数

  不少于3次,干容重虽能达到1.7g/左右,但费工费时,效率极低。采用400t摩擦压

  力机改装的压块机生产31cm &times;31cm&times;8cm的水泥土预制板,效率达到15s生产一块,干容重

  可达1.9~2.0g/。如山东省打渔张五干渠和菏泽刘庄干渠采用J53-300t压块机预制

  的31cm&times;31cm&times;7cm和31cm&times;15cm&times;7cm两种水泥土板,干容重达到

  1.85~1.94g/。湖南省田坪干渠用DJQ-100型(10.0MPa

  压力)预制的32cm&times;32cm&times;5cm水泥土预制板,干容重为

  1.75~1.90g/ 。因此,当要求预制水泥土板的干容重在

  1.8g/以上时,宜采用

  机械成型。水泥土预制板的生产工艺流程见图2。

  表13      刚性保护层材料及有关尺寸

  ┌─────┬──────┬──────────┬───────────┐

  │保护层材 │保护层厚度 │保护层材料性质   │ 保护层横向伸缩缝间距 │

  │ 料名称  │  (cm)  │          │    (m)      │

  ├─────┼──────┼──────────┼───────────┤

  │水泥砂浆 │  2    │  50号砂浆     │    3~5      │

  ├─────┼──────┼──────────┼───────────┤

  │混凝土预 │      │          │           │

  │ 制板  │  3~4  │ 100号混凝土    │           │

  ├─────┼──────┼──────────┼───────────┤

  │石 板  │  3~5   │朱罗系红色砂岩石板 │           │

  └─────┴──────┴──────────┴───────────┘

  图2 水泥土预制板生产工艺流程图

  第五章  砌 石 防 渗

  第一节  设 计

  第5.1.2条 国内大部分浆砌石防渗渠道没有设垫层,直接砌筑在渠基上。因石板较薄,

  为使其与渠床紧密结合,常铺一层2~3cm厚的砂料或低标号砂浆作垫层。为提高砌石的防

  渗效果,也有在砌石下面加铺粘土、三合土、草泥等垫层的。但草泥中的草腐烂后将形成空

  隙,影响砌体的稳定,不宜采用。塑料薄膜是较好的垫层。这些附加措施,宜在防渗要求很

  高的砌石防渗渠道中采用。

  第二节  施 工

  第5.2.4条

  一、干砌卵石砌筑顺序,我国西北地区曾采用先砌渠坡后砌渠底,强调坡的重要性。新

  疆通过实验对比,发现先坡后底衬砌时,渠底卵石不易挤紧;而渠底被冲坏时,渠坡随之破

  坏。后来改为先砌底后砌坡,优点是:(1)底与坡衔接较好;(2)坡石挤压先砌的渠底,使

  渠底卵石更紧密;(3)底较坡难砌紧,先砌底则便于选择较大、较优质的卵石用于底部;(4)

  从上向下运石方便。因此,本条规定&ldquo;应先砌渠底,后砌渠坡&rdquo;。

  二、卵石的砌法

  (一)卵石必须立砌,是根据各地长期实践经验规定的。这样砌既牢实又经济。卵石较

  宽的侧面应垂直水流方向,是因为卵石较宽侧面正是相邻卵石主要结合面,这个面垂直水流

  方向,就可以使其主要接缝免受水流正面冲刷,以提高防渗层抗冲能力。

  (二)卵石大头朝下小头朝上有利于稳定和抗冲。个别大头朝上的须降低2cm,主要是为

  了互相挤紧。

  v 图3 卵石错缝砌筑

  相邻两排应错开茬口,也就是必须错缝。我国西北地区砌筑卵石经验丰富,他们将砌筑

  质量的要求总结为&ldquo;横成排,三角缝,六面靠,踢不动,拔不掉&rdquo;。要求卵石间缝为三角缝,

  是因为三角缝比四角缝稳定,而且空隙小些。六面靠就是要求每块卵石与相邻卵石相靠,必

  须有六个接触点(或面),这样才能形成三角缝。见图3。

  第六章    膜 料 防 渗

  第一节   材 料 选 择

  第6.1.1条

  一、塑膜与油毡比较,各有优缺点。塑膜的变形性能好、质轻、运输量小,宜优先选用。

  (一)寒冷地区气温较低,塑膜虽埋在保护层下,但其地温也在负温以下。团聚乙烯膜

  可用于-50℃,聚氯乙烯能用于-15℃以上,在寒冷地区应优先选用聚乙烯膜。聚乙烯膜的

  抗

  拉强度较聚氯乙烯膜低,易被植物穿透,在芦苇等植物丛生地区宜优先选用聚氯乙烯膜。

  (二)塑膜太薄时在施工中易为外力破坏,容易老化,寿命短。结合我国塑膜生产情况,

  选用塑膜厚度为0.18~0.22mm的较经济适用;对于小型渠道,或流量小的季节性引水渠道,

  可选用厚度不小于0.12mm的塑膜。

  (三)深色塑膜的透明度差,能抑制塑膜下面的芦苇及其他杂草生长;在同样保护层下,

  深色膜较浅色膜的吸热量大,可提高地温,利于防止冻害。

  二、油毡是由玻璃纤维布上涂沥青玛帝脂压制而成。玻璃纤维布有无碱、有碱、中碱

  及抗碱之分。玻璃纤维很细,表面积很大。如玻璃成分中含有碱金属,遇水后易溶解,会使

  其强度和耐久性降低,加速老化。为了提高沥青玻璃布油毡抗老化的能力,延长工程寿命,

  条文中规定应选用无碱或中碱(含碱金属量小于12%)玻璃纤维布制作的油毡。

  第6.1.2条 为了避免损伤膜料防渗层,应设过渡层。作过渡层的材料种类很多,各地

  可因地制宜地选用。如新疆建设兵团的安集海总干渠,采用砂浆作过渡层;148团的干、支

  渠采用砂料、素土、砂浆作过渡层;甘肃省的民勤总干渠采用平均粒径为0.13~0.17mm的

  风积砂作过渡层;靖会电灌工程采用草泥作过渡层;辽宁省沈抚灌区的干渠上,采用复合土

  工膜作过渡层;湖南、江苏等省采用水泥土、灰土作过渡层等。各地的运行实践证实:水泥

  土、灰土和砂浆过渡层,具有一定强度和整体性,造价较低,适用范围广,效果好;素土、

  砂粒过渡层,虽然造价低廉,但在砌缝较多的情况下,往往会被水流冲走或淘空,导致刚性

  保护层整体性破坏,或表面凸凹不平。因此,应选用灰土、水泥土、砂浆作过渡层。如采用

  素土、或砂料作过渡层,应采取防止淘刷的措施.

  第二节  设  计

  第6.2.1条

  一、埋铺式较明铺式膜料防渗体,膜料不易破坏,寿命长。因此,本规范采用埋铺式膜

  料防渗体。

  二、为保证膜料在施工中不被破坏,在岩石、砂砾石基槽面上及采用可能破坏膜料的保

  护层时,在保护层与膜层之间应设过渡层。

  第6.2.2条 膜料防渗体的铺膜范围,有全铺式、半铺式和底铺式三种。全铺式为渠坡、

  渠底全铺,渠坡铺膜高度与渠道正常水位齐平;半铺式为渠底全铺,渠坡铺膜高度为渠道正

  常水位的1/2~2/3;底铺式仅铺渠底。

  据美国等国外资料,底铺式膜料防渗渠道,可减少渗漏量50%左右。为降低造价、减少

  防渗工程量,我国一些地区采用底铺式,如京密引水渠(Q=40/s)和石津灌区

  总干渠( Q=60/S);半铺式膜料防渗渠道,在旧渠改建时用的很多,如新

  疆建设兵团农一师的一些干支渠,在改建时为了保留渠堤上的树木而采用半铺式。根据新疆水科所的

  静水法测验,半铺式的防渗效果,一般达到全铺式的87.7%~92.0%。从全国范围看,目前采用较多

  的是全铺式塑膜防渗渠道,如奎屯水库东泄水渠(Q=25/S)、铁干里总干

  渠(Q=18/S)等。

  第6.2.3条 为增加素土保护层边坡的稳定性,我国从实践中摸索出了多种铺膜基槽断

  面形式。如梯形、台阶形、锯齿形和五边形等。在设计中究竟采用何种形式?这要根据渠道

  的设计流量、流速、渠基土质、边坡系数、保护层材料、芦苇生长等实际情况选择。对于断

  面大、无芦苇生长的渠道,可选用锯齿形、台阶形或梯形的基槽。如新疆建设兵团农七师奎

  屯水库东泄水渠就采用台阶形,运行情况基本良好;芦苇及杂草生长较多的渠道,宜选用

  =0.5~1.0的梯形基槽,或五边形基槽。新疆建设兵团农八师143团在

  =0.5~1.0的塑膜防渗渠道上,芦苇沿膜下的边坡生长,减少了芦苇穿

  透。从施工角度看,梯形基槽最容易施工,但边坡太陡时,往往容易滑塌;边坡太缓,占地

  太多,不经济。所以从减少占地,增强边坡稳定性出发,提出了其余四种基槽形式。半铺式

  铺膜的高度选用水深的1/2~2/3,是根据实践经验,同时考虑到多数渠道是在中小流量下

  运行,在设计流量或加大流量下运行的时间很短,所以渗漏量不大。

  油毡铺膜基槽形式,除半铺式和底铺式与塑膜相同外,全铺式因油毡较塑膜的柔性及变

  性能力差,不能象塑膜一样紧密吻合地铺于台阶形及锯齿形的基面上,所以油毡防渗不宜采

  用台阶形及锯齿形基槽。表14的试验材料也说明,油毡与土之间的抗剪强度大于塑膜与土

  之间的抗剪强度。相对来说,在土料相同时,油毡防渗较塑膜防渗可以采用较陡的渠坡,不

  必采用台阶形或锯齿形的铺膜形式,而宜采用梯形或五边形的铺膜断面形式。

  表14  膜料与土之间的内摩擦角与凝聚力

  ┌────┬───┬─────────┬─────────┬──┐

  │    │   │ 油毡与土之间  │  塑膜与土之间  │  │

  │ 资料 │ 土壤 ├────┬────┼────┬────┤备注│

  │ 来源 │ 类别 │内摩擦角│凝聚力 │内摩擦角│凝聚力 │  │

  │    │   │ (&deg;)  │(MPa) │ (&deg;)  │(MPa) │  │

  ├────┼───┼────┼────┼────┼────┼──┤

  │吉森省 │轻壤土│ 24.3 │0.00245 │ 15.7 │0.00245 │  │

  │水科所 │   │    │    │    │    │  │

  ├────┼───┼────┼────┼────┼────┼──┤

  │西北水科│砂壤土│ 21.0 │0.02450 │ 19.5 │0.01079 │  │

  │所   │壤 土│ 6.2  │0.01373 │ 4.0  │0.01667 │  │

  │    │粘 土│ 3.7  │0.01177 │ 3.5  │0.01079 │  │

  └────┴───┴────┴────┴────┴────┴──┘

  注 ①吉林省水科所的资料为直剪仪饱和快剪法试验的。

  ②西北水科所资料为容重1.5g/下,用三轴仪饱和不排水、

  剪法试验的。

  第6.2.5条 从各地调查中发现,当素土保护层厚度为20cm时,因受冻融等因素的影

  响,膜层裸露严重。例如新疆建设兵团31团和102团的一些膜料防渗渠道由于保护层太薄,

  就出现膜料层裸露;吉林省松前干渠的保护层厚度为20cm,出现油毡裸露。国外如印度,

  通过试验认为,厚30cm即足以保护膜层不被破坏;美国农业工程师协会建议,在可能遭受

  牲畜践踏和机械损坏的地方,最小覆盖层厚度为23cm。考虑到我国南方和北方气温不同等

  因素,结合调查中了解到的各地经验,选定最小厚度为30~35cm,寒冷地区采用大值。

  素土保护层的厚度亦可根据渠道水深计算,《灌溉渠道衬砌》一书提出如下计算公式:

  =(h/12)+25.4    (1)

  此公式一般适用于温和地区,对寒冷或严寒地区,新疆生产建设兵团根据工程应用实践

  提出如下公式:

  =(h/10)+35.0    (2)

  式中  &mdash;&mdash;素土保护层厚度, cm;

  h&mdash;&mdash;渠道水深,cm。

  表15   美国埋铺式塑膜防渗渠道土保护层的厚度

  ┌──────────────┬─────────┬────────┐

  │    渠道名称      │  保护层材料   │保护层厚度(cm)│

  ├──────────────┼─────────┼────────┤

  │ 蒙大拿州海伦邦河谷渠   │   砂砾料    │  43.0    │

  ├──────────────┼─────────┼────────┤

  │ 蒙大拿州东部阶地渠     │砂砾料      │38.0~41.0   │

  │              │(最大粒径75mm)  │        │

  ├──────────────┼─────────┼────────┤

  │ 蒙大拿州太阳河工程H支渠  │  土料加砾石   │各15.0,共30.0 │

  ├──────────────┼─────────┼────────┤

  │ 新墨西哥州麦克卡斯基支渠  │   土料    │ 43.0~46.0   │

  ├──────────────┼─────────┼────────┤

  │ 新墨西哥州尔马里洛渠    │  土料加砾石   │ 60.5~41.0   │

  ├──────────────┼─────────┼────────┤

  │ 内布拉斯加州幻影平原渠   │  砂性材料   │   35.0    │

  ├──────────────┼─────────┼────────┤

  │ 内布拉斯加州法威尔灌区   │   黄土    │   35.0   │

  └──────────────┴─────────┴────────┘

  表6.2.5是根据国内一些工程的实践经验及美国的资料分析确定的。美国资料见表15,

  我国的调查资料见表16和表17。

  表16   我国埋铺式膜防渗渠道土保护层的厚度

  ┌─────────────┬──────┬───────┐

  │             │      │保护层厚度(cm)│

  │     渠道名称     │保护层材料 ├───┬───┤

  │             │      │ 底  │ 边坡 │

  ├─────────────┼──────┼───┼───┤

  │新疆农2师卡拉干渠     │重粉质壤土 │40.0 │ 50.0 │

  ├─────────────┼──────┼───┼───┤

  │新疆农7师奎屯水库东泄水渠 │轻砂壤土  │70.0 │ 70.0 │

  ├─────────────┼──────┼───┼───┤

  │河北省深县4干一分干渠   │轻壤土   │50.0 │ 80.0 │

  ├─────────────┼──────┼───┼───┤

  │河北省深县4干3分干渠   │中粉质壤土 │50.0 │ 70.0 │

  ├─────────────┼──────┼───┼───┤

  │河北省深县南3支渠     │中粉质壤土 │50.0 │ 60.0 │

  ├─────────────┼──────┼───┼───┤

  │新疆农7师车排子东支干渠  │重粉质壤土 │50.0 │ 50.0 │

  ├─────────────┼──────┼───┼───┤

  │吉林省榆树松前干渠    │重粉质壤土 │20.0 │ 20.0 │

  ├─────────────┼──────┼───┼───┤

  │新疆农2师铁干里总干渠   │重壤土   │50.0 │ 50.0 │

  ├─────────────┼──────┼───┼───┤

  │新疆农2师31团2支干渠   │重粉质壤土 │40.0 │ 35.0 │

  ├─────────────┼──────┼───┼───┤

  │辽宁省开原县城郊干渠   │砂及砂砾石 │40.0 │ 40.0 │

  ├─────────────┼──────┼───┼───┤

  │山西省肖河南干一支渠   │砂壤土   │60.0 │ 60.0 │

  └─────────────┴──────┴───┴───┘

  表17  我国埋铺式油毡防渗渠道土保护层的厚度

  ┌───────────────┬─────┬────────┐

  │     渠   名     │保护层材料│  保护层厚度  │

  │               │     │   (cm)   │

  ├───────────────┼─────┼────────┤

  │新疆农7师123团西一支3斗渠   │草 泥  │   30    │

  ├───────────────┼─────┼────────┤

  │新疆农7师123团西3支3斗渠   │草泥及素土│草泥20,素土30  │

  ├───────────────┼─────┼────────┤

  │河南省人民胜利渠原5斗渠    │草  泥  │   25    │

  ├───────────────┼─────┼────────┤

  │山东省打渔张灌区       │草  泥  │   30    │

  ├───────────────┼─────┼────────┤

  │内蒙古自治区红领巾水库东干渠 │土、砂砾石│  15~20   │

  └───────────────┴─────┴────────┘

  第6.2.6条 目前我国土保护层施工有压实和浸水泡实两种方法。根据各地的设计、施

  工及运行经验,提出了压实法的干容重要求;浸水泡实法施工的密实性,主要靠浸水后土层

  的沉实。据中科院冰川所在甘肃疏勒河灌区的试验资料,浸水泡实法施工的干容重可达到

  1.39~1.4g/ ;新疆建设兵团在支、斗渠及旧渠改建工程的保护层

  施工中,采用浸水泡实法的干容重,一般可达1.479g/以上。因

  此,在条文中规定了浸水泡实法施工的干容重,宜为1.40~1.45g/。

  第6.2.7条 水泥土等刚性材料保护层的厚度小于防渗层的原因,是保护层主要起保

  护膜料的作用,不考虑它的防渗作用。

  组合式保护层是为提高土保护层的抗冲耐磨能力,及降低工程造价而采取的一种措施。

  根据新疆墨玉县等地的介绍,采用砌石渠底、混凝土渠坡的组合式保护层,既满足了抗

  冲耐磨的要求,又提高了工程的安全性,延长了工程寿命,降低了维修费用。

  对推移质不同和温和地区的渠道,宜采用砌石或混凝土渠底和水泥土渠坡组合式保护层。

  对弯道凹岸或渠水位变化区,宜局部或全部采用砂砾石与素士组合式保护层。

  第6.2.9条

  一、膜料防渗渠道破坏的原因之一,往往是由于忽视了防渗体与渠系建筑物的连接。例

  如,新疆建设兵团农2师18团干渠混凝土保护层膜料防渗渠道,因与渠系建筑物连接不好,

  导致渠水进入,冲走过渡层材料,引起保护层塌陷、表面凸凹不平,甚至板体错位下滑等。

  因此,设计和处理好连接工程,非常重要。

  二、土保护层膜料防渗渠道,在跌水、闸、桥等建筑物的上下游,因流速、流态的变化,

  及波浪的冲刷等影响,往往引起边坡塌滑等事故,因此,应在建筑物的上、下游改用石料、

  水泥土或混凝土保护层。

  第三节  施  工

  第6.3.2条 本条规定自下游向上游,从渠道一岸向另一岸横向铺设,其目的,一是使

  塔接缝的方向垂直水流方向;二是使膜料上游一幅压下游一幅,以便在水流压力下使连接缝

  密合,提高防渗效果。

  第七章  沥青混凝土防渗

  第一节  沥青混凝土配合比设计

  第7.1.1条

  一、沥青混凝土孔隙率的大小,反映了沥青混凝土施工质量的优劣。试验资料表明,沥

  青混凝土的孔隙率越小,抗渗性越高;但沥青含量相对增加,斜坡流淌值变大,热稳定性较

  差。孔隙率不大于4%时,抗渗性及热稳定性均可以满足要求。

  沥青混凝土水稳定系数是指气温20℃时,水饱和与干燥沥青混凝土试件抗压强度的比

  值。这项指标是衡量沥青混凝土在长期浸水条件下,其物理力学性能的稳定程度。为保证沥

  青混凝土物理力学性能的稳定,本条规定水稳定系数应大于0.9。斜坡流淌值是在设计边坡

  和设计温度下沥青混凝土热稳定性的指标。流淌值小于0.8cm,沥青混凝土不会因高温而发

  生流淌变形事故。

  沥青混凝土渠道防渗层上部荷载一般不大,对强度可不提出过高要求。但在寒冷地区,

  沥青混凝土强度高时,对低温抗裂有实际意义,其强度必须满足设计要求。

  二、设整平胶结层,是为防渗层创造良好的基础条件。它将保证防渗层各项技术性能的

  充分发挥。防渗层如有渗水,整平胶结层应能很快排走。

  第7.1.2条 沥青混凝土的配合比应根据设计提出的性能要求和技术指标,经过室内试

  验和现场铺筑试验确定。采用的沥青混凝土配合比必须满足设计要求,同时应经济合理,施

  工性能良好。

  在沥青混合料的矿料级配确定以后,沥青含量是沥青混凝土配合比设计中的一个重要环

  节。一般采用经验公式计算,也可参照以往工程经验,通过试验确定。本条对沥青混凝土防

  渗层沥青的含量规定,主要是参考陕西省宝鸡峡引渭渠(8%)、青海省湟海渠(8.2%)、山东省

  打渔张五干渠(7.0%)、甘肃省疏勒河昌马干渠(6.5%~8.4%)和国外的资料(6.5%~85%),以

  及碾压式沥青混凝土面板防渗层对沥青含量的要求(7.5%~9.0%)确定的。

  沥青混凝土渠道防渗层属薄层结构,以往多采用中粒或细粒沥青混凝土。石料最大粒径,

  疏勒河干渠为25mm,湟海渠为20mm,冯家山北干渠和打渔张五干渠为20mm,均为防渗层厚

  的1/2~1/3。国内外在沥青混凝土面板坝设计中,石料最大粒径的选择也多小于压实层厚

  的1/3。从保证质量出发,作了本条规定。

  整平胶结层的石料最大粒径范围可以放宽,但不宜大于一次压实层厚度的1/2。

  第二节 防 渗 体 设 计

  第7.2.1条 国内沥青混凝土渠道防渗体的构造主要采用图7.2.1(a)的型式。考虑到

  今后的发展需要,也列入了图7.2.1(b)的结构型式。

  第7.2.2条 封闭层是为了密封沥青混凝土表面残留的孔隙,提高沥青混凝土的防渗能

  力和抗老化能力,减少泥沙对防渗层的磨损。为保证防渗层正常工作,其高温下的热稳定性

  及低温下的抗裂性能应予保证。封闭层的厚度,是参照我国沥青混凝土面板坝的设计及应用

  经验提出的。

  第7.2.3条 防渗层厚度的选择,国内50年代初,在中、小型渠道上曾采们?孜?0cm、

  渠坡为5~8cm,此后多采用4~6cm。同时参考国外资料,在中、小型渠道上,防渗层为单

  层铺压时,可采用5~6cm;对大型渠道,参考了沥青混凝土面板坝的设计,在双层铺压时,

  厚度可采用8~10cm

  。

  第7.2.5条 在我国北方地区,沥青混凝土渠道防渗层,常有裂缝发生。产生裂缝的原

  因是多方面的,如沥青品种、配合比设计及当地负气温、温降速率、施工质量等。根据青海

  省湟海渠两个寒季的观测,元月份平均气温在-10℃以下,负气温极值为-24~-26℃时,

  防渗

  体有裂缝产生。因此,沥青混凝土应作低温抗裂性能计算。

  第7.2.6条 根据国内外的试验资料,当沥青混凝土低温抗裂性能达不到设计要求时,

  可掺入变形性能好的聚合物材料(如橡胶等),其抗裂性能有明显提高,掺量应通过试验确定。

  如改性沥青混凝土仍满足不了抗裂要求时,根据青海省湟海渠现浇沥青混凝土防渗渠的

  运行情况,宜设伸缩维。该渠1980年建成后,每3~5m出现一条横向裂缝,缝宽1~2cm。

  第7.2.7条 我国沥青混凝土渠道防渗工程也有采用不同尺寸预制板衬砌的。如甘肃省

  疏勒河灌区、青海省湟海渠、山东省打渔张五干渠等,曾采用25cm&times;50cm的预制沥青混凝

  土板防渗。因预制板砌筑缝较多,不如现场浇筑的好。为探讨沥青混凝土预板适宜的尺寸,

  在湟海渠进行了0.5m&times;0.5m、0.5m&times;1.0m、0.5m&times;1.5m三种板的试验。从施工运输、码垛、

  砌筑等工序比较后发现,边长大于1.0m时,板体变形、折裂、掉角现象较多。因此,本条

  规定预制板边长不宜大于1.0m,预制板容重为2.2~2.3g/。为适应渠基的

  变形及冻胀

  变形,预制板宜采用粘结性能和低温下变形性能良好的焦油塑料胶泥砌筑。

  第三节  防 渗 体 施 工

  第7.3.1条 沥青混凝土原材料的性能及配合比的变化,对其强度、低温下柔性和热稳

  定性等影响很大。如青海省湟海渠,因施工中对配合比控制不严,阳坡在高温下发生了流淌

  变形。

  沥青如长期受高温影响,会产生老化现象。其粘度提高,塑性降低,脆性增加。根据辽

  宁省水利建设工程局的试验结果(见表18),沥青加热温度越高,恒温时间越长,沥青老化

  越严重,三大指标均有变化,以针入度变化最大。控制加热温度的上限,是抑制沥青老化的

  关键因素。如以针入度比值不小于90%作为沥青老化的控制指标,则沥青适宜的加热温度为

  160&plusmn;10℃,恒温时间应小于6h。这个指标已在国内土石坝沥青混凝土防渗墙的施工中得到

  推广应用。本条据此作了规定,并在表7.3.7中对沥青等材料在加热及碾压时的温度也作了

  规定。

  表18   沥青不同加热温度及恒温时间对三大指标的影响

  ┌──────┬───────────┬────────┬──────────┐

  │加热温度  │     160     │   190    │    210     │

  │ (℃)   │           │        │          │

  ├──────┼───┬───┬───┼──┬──┬──┼──┬───┬───┤

  │恒温时间(h) │标准 │ 6.0 │48.0 │标准│6.0 │48.O│标准│6.0  │48.0 │

  ├──────┼───┼───┼───┼──┼──┼──┼──┼───┼───┤

  │针入度   │77.2 │73.0 │36.0 │93.0│79.6│26.3│88.8│77.8 │24.8 │

  │(l/10mm) │   │   │   │  │  │  │  │   │   │

  ├──────┼───┼───┼───┼──┼──┼──┼──┼───┼───┤

  │针入度比值 │100  │94.6 │46.8 │100 │85.1│28.3│100 │87.6 │ 27.9 │

  │  (%)  │   │   │   │  │  │  │  │   │   │

  ├──────┼───┼───┼───┼──┼──┼──┼──┼───┼───┤

  │软化点(℃) │46.7 │48.5 │52.5 │48.5│49.3│62.3│48.8│49.3 │ 65.8 │

  ├──────┼───┼───┼───┼──┼──┼──┼──┼───┼───┤

  │软化点增加率│ 0  │3.9  │12.4 │0  │1.7 │28.4│ 0 │1.0  │34.8 │

  │  (%)  │   │   │   │  │  │  │  │   │   │

  ├──────┼───┼───┼───┼──┼──┼──┼──┼───┼───┤

  │延伸值(cm) │113  │113  │52.4 │113 │113 │23.3│113 │113  │ 10.2 │

  └──────┴───┴───┴───┴──┴──┴──┴──┴───┴───┘

  第7.3.2条 由于沥青混凝土渠道防渗技术要求高,加之自然条件、渠道断面形式、采

  用的施工工艺不同等原因,规范中不可能提出统一的铺筑标准。在正式铺筑之前,应进行试

  验性施工,以检验材料配合比及施工场地布设的合理性,和施工设备运转的完善性;培训施

  工队伍;确定铺筑厚度、碾压温度和碾压通数等施工工艺参数。

  第7.3.3条

  二、压实系数是沥青混合料的摊铺厚度与压实厚度之比,是确定摊铺厚度的主要参数。

  此系数因人工或机械摊铺而异。本条根据青海省湟海渠、陕西省冯家山灌区的试验资料,参

  考了我国坝工沥青混凝土施工的有关资料,选取了压实系数的具体标准。

  三、根据西北水科所编写的资料介绍,斜坡上最有效的碾压工具是0.5~2.0t的振动碾。

  在无条件采用上述碾压工具时,也可采用附着式平面振动器。在冯家山灌区、湟海渠试验中,

  采用重24kg和33kg两种平面振动器,先用轻型作初次振压,后用重型振压8次,沥青混凝

  土的容重可达2.3g/以上。可见采用平面振动器压实渠道沥青混凝土是可行的。

  振动压实渠坡时,上行振动,下行不振动的规定,主要是为了避免产生横向裂缝。

  五、施工接缝是沥青混凝土防渗渠道的薄弱环节,在北方地区是容易发生冻胀破坏的部

  位,因此,应尽量减少施工接缝。为保证施工接缝的填筑质量,缝面必须洁净,并涂刷一层

  热沥青或沥青玛帝脂。

  第9.3.5条 封闭层与防渗层粘结是否紧密,是封闭层作用能否发挥的关键。为使粘结

  牢固,防渗层面必须洁净,层面应有一定的热度。因此,其施工宜在高温季节进行;条件允

  许时,也可采取措施加热层面。

  第9.3.7条 沥青混合料压实温度的控制,是保证沥青混凝土施工质量的重要因素。国

  内外坝工沥青混凝土防渗墙的碾压温度,主要是根据沥青的针入度确定的。当沥青的针入度

  为40~100时,初次碾压的温度为125~110℃,终结碾压温度为100~85℃。青海省湟海渠

  采用的掺配沥青的针入度为76.7,现场测定平面振动器压实的适宜温度为110~130℃。当

  终结振压温度低于75℃时,沥青混凝土表面较粗糙,甚至有石子外露现象。

  本条参照我国坝工沥青混凝土碾压温度的控制标准(见表19),选定了渠道沥青混凝土

  防渗层的压实温度。

  整平胶结层的压实温度,是根据坝工开级配沥青混合料压实温较防渗度层低20℃的规

  确定定的。

  表19      沥青混合料的碾压温度

  ┌─────────┬────────────┬──────┐

  │         │  针入度(1/10mm)   │      │

  │  项  目   ├─────┬──────┤一般控制范围│

  │         │ 60~80  │ 80~120  │      │

  ├─────────┼─────┼──────┼──────┤

  │最佳碾压温度(℃) │150~145 │  135   │      │

  │初次碾压温度(℃) │125~120 │  110   │ 140~110 │

  │二次碾压温度(℃) │ 100~95 │  85   │ 120~80  │

  └─────────┴─────┴──────┴──────┘

  第八章 混凝土防渗

  第一节 混凝土标号及配合比设计

  第8.1.1条 通过试验确定混凝土的配合比可按如下不骤进行:

  一、按工程规模、水文气象与地质条件和防渗要求等,确定混凝土的设计标号。

  二、按附录一的规定选定水泥、砂、石等原材料。

  三、按《水工混凝土施工规范》计算混凝土的配制强度。

  四、按强度和耐久性要求选定水灰比。

  五、按防渗层厚度选定石料最大粒径,按设计要求的坍落度等,确定单位用水量,并算

  出每立方米混凝土的水泥用量。

  六、接石料最大粒径、级配和水灰比选定砂率。

  七、按绝对体积法或假定容重法。算出每立方米混凝土的砂石料用量。

  八、对计算出的配合比进行试拌,直至坍落度满足要求为止。

  九、通过试验,选用强度、抗冻、抗渗标号均满足设计要求的混凝土配合比。

  第8.1.2条表8.1.2是参照《水工钢筋混凝土结构设计规范》SDJ20-78确定的。考虑

  到渠道防渗工程多属3级以下建筑物,所以将混凝土的抗压、抗冻与抗渗标号比上述规范作

  了适当降低。严寒和寒冷地区的冬季过水渠道,最低运行水位以上部位的冻害严重,因此,

  抗冻标号应提高一级.

  第8.1.3条 根据新疆、甘肃等省、自治区防渗渠道的设计及运用经验,为保证混凝土

  防渗工程的使用寿命,特作本条规定。

  第8.1.6条、第8.1.7条 混凝土的最少水泥用量和用水量,是参照《水工设计手册》

  并考虑衬砌的主要目的是防渗,又是薄板结构这些具体条件确定的。据统计,一般防渗工程

  混凝土的实际水泥用量,均在225以上,大多能符合本条规定。

  第8.1.9条 根据四川等省的经验,在缺乏优良石料的温和地区,可使用软弱石料混凝

  土,但应采取下列措施:

  一、水泥用量要较普通碎石混凝土适当增加,并直掺入减水剂、早强剂。

  二、石料应采用1~2级级配。

  三、采用低流态混凝土,其坍落度以0~2cm为宜。

  四、设计配合比应通过试验确定。

  第8.1.10条 西北水科所对掺粉煤灰混凝土的试验资料见表20。从表中可知,在粉煤

  灰一定接量下,选用适当的水泥标号、水灰比和引气剂,可以满足混凝土强度和抗冻等要求。

  陕西省宝鸡峡98km长的塬边(渠线行经黄土塬边缘)总干渠,作了掺粉煤灰混凝土的试

  验段。现场凿取150天龄期的试块试验证明,325号水泥掺粉煤灰30%~40%,抗压强度为

  23.5~16.78MPa;冻融25次后,强度损失6.94%~15.8%。因此,决定在源边渠道110号混

  凝土中掺用粉煤灰,其掺量为:当使用325号水泥时,阴坡掺15%;阳坡和渠底接20%;同

  时掺用万分之一的引气剂。该工程运用近20年,情况良好。由于掺用粉煤炭,节约水泥近

  1000万kg经济效益十分显著。

  混凝土外加剂的种类很多,参照《水工混凝土外加剂技术标准》SD108-83和混凝土外

  加剂专业委员会的《混凝土外加剂质量标准(草案)》,在表8.1.10-2中列出了常用的几种

  外加剂,供选用时参考。具体接量应通过试验确定,也可按产品说明,结合具体情况增减用

  量。

  第8.1.11条 本条是根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86-85的要求和《混

  凝土实用手册》以及陕西省冯家山水库灌溉管理局、陕西省宝鸡峡灌溉管理局在干、支渠上

  的试验,总结确定的。

  根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》的规定,鉴于普通硅酸盐水泥掺有适量的磨细石

  膏,含有较多的C3A和C3S凝结时间较快,与速凝剂有较好的相容性,因此,应选用普通硅

  酸盐水泥。为了保证混凝土的强度,减少混凝土的收缩,并减少粉尘,宜采用中、粗破。为

  了减少拌和时水泥的飞扬损失,降低粉尘,也有利于水泥充分水化,要求砂的含水率为5%~

  7%。根据以往试验,为减少回弹和管路堵塞,石料的最大粒径不宜大于15mm。

  表20   掺粉煤灰混凝土试验结果

  ┌───┬─────┬────┬────┬────┬──────┐

  │水泥 │粉煤灰  │水灰比 │抗压强度│抗冻标号│ 外加剂  │

  │标号 │掺量(%)  │    │ (MPa) │ (D)  │      │

  ├───┼─────┼────┼────┼────┼──────┤

  │325号 │  20   │ 0.65 │ 9.11 │ <25 │  &mdash;   │

  ├───┼─────┼────┼────┼────┼──────┤

  │425号 │  20   │ 0.90 │ 9.36 │ <25  │  &mdash;   │

  ├───┼─────┼────┼────┼────┼──────┤

  │325号 │  25   │ 0.76 │    │ <25  │加万分之一松│

  │   │     │    │    │    │ 脂皂引气剂 │

  ├───┼─────┼────┼────┼────┼──────┤

  │425号 │  40   │  0.65 │  13.2 │ <25  │   &mdash;   │

  ├───┼─────┼────┼────┼────┼──────┤

  │425号 │  50   │  0.55 │  12.9 │ <25  │   &mdash;   │

  └───┴─────┴────┴────┴────┴──────┘

  第二节 防 渗 层 设 计

  第8.2.1条 等厚板因施工简便、质量易控制而得到普遍应用。在没有特殊地质问题的

  地基上,只要施工得当,完全可以满足防渗和安全运行的要求。我国部分省、自治区,主要

  是北方省、自治区,为防止混凝土防渗层的冻胀破坏,发展了一些新型的结构型式,主要有:

  (1)用于边坡的楔形板。在冻胀作用较强的坡脚增加板厚;渠上口厚度减小。陕西省宝鸡峡

  塬下北干渠、泾惠渠灌区的一些渠道以及新疆等地均有采用,效果较好。(2)肋梁板。陕西

  省宝鸡峡塬边总干渠中有75km,塬上总干渠有72km,冯家山北干渠有42km以及其它一些渠

  道采用,效果良好。梁与板一般一次现浇,或者肋梁采用预制钢筋混凝土,板为现浇的,如

  泾惠渠南干渠等。还有采用喷射混凝土施工的肋梁板,如宝鸡峡塬下南干渠等。此外陕西省

  的U形渠道大量采用了肋梁弧形板,其中宝鸡峡源下北干渠有一试验段,流量

  25.8/s,渠口宽6.9m,板厚仅6cm,梁间距为1.0m。冯家山在总干渠流

  量为58/s的退水渠和流量为2.4/s的北干8支渠上,

  也采用了U形肋梁板。上述渠道多年来都运行良好。(3)中部加厚板。在冯家山总

  干渠(流量43/s)及南干渠(流量9/s)共53km上采用。

  (4)Ⅱ形板。在北京京密引水渠(设计流量40/s )和甘肃安西总干渠采用,

  其稳定性较好,在板下的空间兼有保温作用。(5)整体预制的U形和短形渠槽。在陕西、山

  西、甘肃等地的小型渠道,及个别中型流量渠道上也有采用,钢筋混凝土U形槽在甘肃等

  省湿陷性较强的黄土地基上有较广泛的应用。上述防渗层结构型式,可根据渠道防渗工程

  的具体条件选用。

  第8.2.2条 美国、日本等国混凝土渠道防渗层的厚度,是根据流量大小确定的,一般

  为 6~12cm,特殊条件下可达30~40cm。表8.2.2中的数据。是统计了新疆、甘肃、陕西、

  山西、北京、辽宁、河南、江西、湖南、广东等省、直辖市、自治区寒冷和温和地区,共60

  余条渠道的平均防渗层厚度(见表21及表23)而拟定的。

  高流速和有砾石类推移质渠道混凝土防渗层的最小厚度,是参照国内现有工程实例(表

  22)拟定的。

  第8.2.3条 本条是参照陕西、甘肃、北京一些已建工程的经验确定的。陕西省宝鸡峡

  塬边总干渠、冯家山北干渠等所采用的肋梁板,肋梁间距为1~1.2m,边坡厚为8~12cm的

  楔形板,肋高(不包括板厚)为20cm,肋长由正常水位控制;北京市京密引水渠和陕西省冯家

  山北干渠以及甘肃省安西总干渠的预制Ⅱ形板,板厚4~6cm,边缘高8~15cm(包括板厚),

  板下空隙4~9cm,短边肋宽4~15cm;冯家山总干渠和南干渠采用中部加厚板衬砌,坡脚厚

  10~12cm,坡中厚12~15cm,渠口处厚8cm,加厚的下部起点为板长的1/5,上部终点为板

  长的1/3。

  表21   我国渠道混凝土防渗层厚度统计

  ┌───────┬─────────────────────┐

  │       │        流量(/s)        │

  │  地区   ├──┬──┬───┬────┬──────┤

  │       │ <2│2~5│5~20 │20~100 │  >100  │

  ├───────┼──┼──┼───┼────┼──────┤

  │温和地区(cm) │ 5 │ 6 │ 7.5 │    │  8    │

  ├───────┼──┼──┼───┼────┼──────┤

  │寒冷地区(cm) │ 5.5│ 7 │ 9.4 │ 11.3 │      │

  └───────┴──┴──┴───┴────┴──────┘

  注 本表根据参考文献及其他资料统计而得。

  表22    我国部分高流速渠道防渗工程的情况

  ┌───┬───┬─────────┬────┬───┬────┬──┐

  │渠道 │ 断面 │ 防渗层结    │ 流量  │纵坡 │ 流速  │备 │

  │名称 │ 形式 │  构型式     │(/s)│   │(m/s) │注 │

  ├───┼───┼─────────┼────┼───┼────┼──┤

  │新疆金│ 弧底 │ 底部砌石厚30cm, │    │   │    │  │

  │河引水│ 梯梯 │边坡预制混凝土厚 │  40  │1/166 │  6  │  │

  │渠中段│   │10cm       │    │   │    │  │

  ├───┼───┼─────────┼────┼───┼────┼──┤

  │甘肃省│ 弧底 │ 底部砌石厚35cm, │    │   │    │  │

  │西金输│ 梯形 │边坡预制混凝土厚 │  72  │1/120 │  6  │  │

  │水干渠│   │15cm       │    │   │    │ 每 │

  ├───┼───┼─────────┼────┼───┼────┤ 20m│

  │甘肃省│ 弧底 │         │    │   │    │ 设 │

  │西金输│ 梯形 │预制混凝土厚15cm │ 49.2  │1/170 │5.2   │ 防│

  │水干渠│   │         │    │   │    │ 冲 │

  ├───┼───┼─────────┼────┼───┼────┤ 截 │

  │   │ 梯形 │ 底部砌石厚25cm,边│ 30   │1/90 │ 4.7  │ 墙 │

  │甘肃省│   │坡现浇混凝土厚10cm│    │   │    │  │

  │昌马新├───┼─────────┼────┼───┼────┼──┤

  │总干渠│ 梯形 │ 现浇混凝土底厚  │ 30  │1/110│ 4.95 │  │

  │   │   │ 15cm边坡厚10cm  │    │   │    │  │

  └───┴───┴─────────┴────┴───┴────┴──┘

  表23    渠道混凝土防渗工程实例

  ┌───┬───────┬───────┬────┬────┬─────┐

  │省别 │ 渠道名称   │防渗层结构型式│ 流量 │ 混凝土 │防渗层厚度│

  │   │       │       │(/s) │ 标号 │(cm)   │

  ├───┼───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │   │宝鸡峡总干渠 │现浇肋梁板  │ 50   │  110 │ 8~12  │

  │   ├───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │   │宝鸡峡干渠  │肋梁板    │ 8~25 │  110 │ 6~10  │

  │ 陕 ├───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │ 西 │宝鸡峡斗渠  │现浇平板   │ <1  │  110 │  6   │

  │   ├───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │   │泾惠渠干渠  │肋梁板及平板 │ 12~24 │  110 │ 8~10  │

  │   ├───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │   │冯家山干渠  │肋梁板    │ 4~22 │  110 │ 6~10  │

  ├───┼───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │甘肃 │ 民勤县总干、 │ 预制平板  │ 5~25 │  100 │ 6~8  │

  │   │ 干渠     │       │    │    │     │

  ├───┼───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │新疆 │呼图壁河支渠 │现浇平板   │ 3.8  │  140 │  10  │

  ├───┼───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │山西 │ 汾河一坝   │现浇平板   │  5  │100~150│  10  │

  │   │ 东干渠    │       │    │    │     │

  ├───┼───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │辽宁 │ 刘大总干渠  │现浇平板   │ 12  │  150 │  15  │

  ├───┼───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │河南 │人民胜利总干渠│现浇平板   │ 101  │  100 │  10  │

  ├───┼───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │江西 │上游水库总干渠│预制平板   │ 20  │  150 │ 8~15  │

  ├───┼───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │湖南 │ 韶山支渠   │预制平板   │ <1  │  100 │  5   │

  ├───┼───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │   │ 松涛总干渠  │现浇平板   │ 103  │  100 │ 5~6  │

  │   ├───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │ 广  │青年运河   │现浇平板   │ 120  │  140 │  5~6  │

  │ 东  │       │纵向肋梁   │    │    │     │

  │   ├───────┼───────┼────┼────┼─────┤

  │   │雷社唐电站渠 │现浇平板   │ 1.5  │  100 │  4   │

  └───┴───────┴───────┴────┴────┴─────┘

  第8.2.4条 国内已建成的大量U形和矩形混凝土防渗渠道,绝大多数为素混凝土,一

  般厚度仅6~10cm,运用中未发现裂缝。这说明,在粘性土地基中,渠深较小时,土边坡能

  够自稳,对U形和短形的边墙没有或有很小的外压力。据验算,黄土直立高度不大于3m时,

  可以自稳。防渗结构只起表面护砌作用,不承受外压。鉴于以上情况,本条规定,U形和矩

  形断面渠道,可先对土坡进行滑动稳定分析。如果稳定时,U形或矩形防渗层的最小厚度可

  按表8.2.2采用;如土坡不稳定,或有较大外压力时,宜采用钢筋混凝土结构。U形和矩形

  渠的侧墙,应根据承受的荷载,进行结构验算。

  验算时,计算的载荷有自重、内外水压力、水平土压力、冻胀压力、渠岸活荷载和地基

  反力等。计算图形可简化为平面矩形或拱形框架。当顶端有撑杆时,应考虑撑杆的支承作用。

  第8.2.6条 钢筋混凝土无压暗渠的结构计算可按下列方法进行:

  一、预制盖板式暗渠的盖板,可按简支梁计算。

  二、整体式底板,将侧墙与底板作为整体结构计算。

  三、分离式底板,侧墙按挡土墙计算,也可考虑盖板和底板的支撑作用。

  四、箱形暗渠,可按整体框架计算。

  五、城门洞形暗渠的拱圈,根据与侧墙连接方式的不同,可按无铰拱或二铰拱计算。计

  算侧墙时。应考虑拱顶的推力。

  六、水下部分的钢筋混凝土,应进行裂缝宽度验算。

  第三节  防 渗 层 施 工

  第8.3.1条 现浇混凝土防渗层的模板除应有衬砌分块的两侧挡板、伸缩维成型夹板及

  支架外,边坡混凝土浇筑时,一般应有外模。根据陕西省泾惠渠、宝鸡峡及国内一些防渗工

  程的施工经验,当边坡采用人工或小型插入式振捣器捣固时,应有表面活动模板,才能保证

  质量。有些工程的边坡混凝土,不设表面模板,不振捣,仅用人工拍实,往往不能保证混凝

  土的密实度和均匀性,不宜采用。表面活动模板一般用4块,总宽度1.0m左右,用法是4

  块模板浇筑完后,再将最下面一块板移到最上面使用,依此交替浇筑。预制混凝土板时,有

  的不用底摸,以致底面高低不平,造成砌筑困难;且因水泥浆流失,底部混凝土质量很差。

  因此,本条规定,预制混凝土板的框架模板应设底摸,或利用专门处理过的地坪,以降低造

  价。

  模板制作和安装的允许偏差值,是根据有关规范并参考宝鸡峡工程施工细则等经过修正

  后提出的。

  第8.3.4条 参照《水工混凝土施工规范》的规定,浇筑混凝土的允许间歇时间,当浇

  筑时气温为20~30℃时,普通硅酸盐水泥为90min。渠道混凝土防渗层为薄板结构,水分散

  失较快,因此将其允许间歇时间定为60~90min。气温偏高时用上限。

  第8.3.8条 目前国内使用的U形混凝土衬砌机有:以电力或柴油机为振源动力的D40、

  D60、D80、D100、D120衬砌机(西北水科所、陕西省宝鸡峡灌溉管理局研制);D180振动钢

  模车(陕西省泾惠渠管理局研制)等。这些机具已小批量生产。

  第8.3.9条 喷射混凝土是一种新的施工方法,适用于各种断面的土、石基渠道。1978

  年以来,冯家山水库灌区北干8支渠(流量2.4/s,长354m)和阎家务退水渠(流量

  58/s,长320m)、宝鸡峡东3支渠(流量

  10/s,长3000m)和塬下北干渠(流量

  25.8/s,长1984m)等 U形断面的渠段上,均采用了喷射混凝土的施工方法。

  在宝鸡峡塬下南干渠(流量8.4/s,长55m)上,还进行了梯形断面的喷射

  法混凝土施工。这些工程运用均良好。该施工方法速度快,质量好,节省模板,而且由于干

  料和水都是通过胶管压力输送,不受道路限制,减缓了渠道深挖方、高填方混凝土运输的困

  难。

  第8.3.13条 混凝土防渗渠道施工,应按下列要求检查和控制施工质量:

  一、砂石料的含水率、外加剂的配用量、混凝土的拌和时间和含气量,一般每班检查一

  次。含气量的变化范围应控制在&plusmn;5%以内。

  二、原材料的配合用量、混凝土坍落度和混凝土防渗层的厚度,一般每班检查2次。

  三、混凝土标号检验以抗压强度为主,必要时可增加抗冻标号和抗渗标号。宜每100~

  300m渠长取一组试件。混凝土的施工质量用试件28天龄期抗压强度的离差系数表示,并可

  按表24的评定标准评定其质量。

  表24   混凝土抗压强度离差系数的评定标准

  ┌─────┬────┬──────┬──────┬────┐

  │ 等级  │ 优秀 │  良好   │  一般   │ 较差 │

  ├─────┼────┼──────┼──────┼────┤

  │离差系数 │    │      │      │    │

  │Cv 值  │<0.16 │0.16~0.19 │0.19~0.23 │ >0.23 │

  └─────┴────┴──────┴──────┴────┘

  第九章  防渗渠道的冻胀防治

  第一节 一 般 规 定

  第9.1.1条 之所以以标准冻深30cm作为判断是否采用防治冻胀措施的界限,是因为

  小于30cm冻深所产生的冻胀变形量一般在允许变形范围以内,可不采取防治冻胀措施。

  第9.1.2条 防治冻胀的措施,有抵抗冻胀和适应、消除、削减冻胀两种设计观点。前

  一措施需要投资多;后一措施在满足防渗要求的前提下,可以采用柔性材料、柔性与刚性复

  合材料,或改变刚性材料的结构等,使其既能适应冻胀变形,又有一定的结构强度,这种措

  施投资较少。我国当前经济水平不高,应以采用后一种措施为主。

  第二节  冻胀变形安全性的验算

  第9.2.2条、第9.2.3条

  一、本规范采用适应、削减冻胀的观点设计防治冻胀措施,即防渗层在冻胀力的作用下,

  是允许产生变形的。当变形大于防渗层允许的变形,或大于适应变形的能力时,应采取防治

  冻胀的措施。否则,可不采取防治措施。本节根据我国的研究成果,提出梯形断面不同材料

  渠道防渗工程允许的冻胀量(见表9.2.3),及渠道防渗工程冻胀变形的安全性验算公式[见

  式(9.2.3)]。

  二、为按式(9.2.3)验算渠道防渗工程冻胀变形的安全性,提出了设计冻胀量的计算公

  式(9.2.2-2)。

  三、为采取防治冻胀的措施,必须了解设计冻深,并根据设计冻深的大小,分别采取相

  应的措施,以便既能解决工程问题,又能节约投资。计算设计冻深的公式见式(9.2.2-1)。

  第三节 防治冻胀的措施

  第9.3.1条

  一、选用填方、避免采用挖方渠道的原因,在于避开埋深较浅的地下水,减少地下水对

  冻胀的影响。

  二、规定渠底高于封冻期地下水位一定的距离,在于消除封冻期地下水的迁移,从而减

  少冻胀量。

  三、加大渠道纵坡、缩小渠道断面尺寸,可以减少受冷面积,对抗冻胀有利。加大梯形

  粘土渠道的边坡系数,是因为在冻融作用下,粘土的抗剪强度降低,渠道边坡容易失稳而滑塌。

  四、柔性材料可以适应冻胀变形。为了防渗工程的安全,宜采用柔性材料。

  第9.3.2条

  一、U形、弧形底梯形及弧形坡脚梯形渠道断面,具有一定的反拱作用,在冻胀力的作

  用下,较梯形断面冻胀变形分布均匀,抵抗力较强,可以明显减轻冻害。同时,在消融以后,

  残余变形较小。因此,在冻害地区宜采用这些渠道断面。

  二、现浇的混凝土肋梁板、楔形板、中部加厚板和预制混凝土Ⅱ形板等防渗结构型式,

  具有一定的抗冻能力,在冻胀地区比等厚板使用效果好。

  四、渠基压密以后,一方面土中的自由水少了,在同一负温下,成冰量减少;同时,土

  中可供在负温作用下迁移的水分很少,冻胀量减少。因此,本条作了压密渠基的规定。

  第9.3.3条、第9.3.4条

  对渠基土冻胀性的工程分级,从弱到强分为五级,见表25。

  表25    渠基土冻张性的工程分级

  ┌───────┬───┬────┬─────┬─────┬────┐

  │冻胀性工程分级│ Ⅰ  │  Ⅱ  │  Ⅲ  │  Ⅳ  │  Ⅴ  │

  ├───────┼───┼────┼─────┼─────┼────┤

  │冻胀量h(cm) │ h<2 │ 222  │

  └───────┴───┴────┴─────┴─────┴────┘

  本条提到的强烈冻胀地区是指冻胀量超过Ⅲ级以上的地区。

  一、采用挡土墙式渠坡防渗结构型式,有利于抵抗冻胀变形。

  二、U形座槽式渠道的特点,是仅在渠背面渠深的1/3范围内填土,其余部分临空,

  因此,可不受冻胀力的作用,对防治冻胀有利。

  架空渠槽的特点,一方面槽身不与土接触,避免了冻胀;同时将渠槽的重量集中在矮墩

  上。经过验算,如抗冻性符合要求,该渠槽不仅有利于抵抗冻害,且可形成低压水头,有利

  于推广低压管道灌溉。因此,苏联在许多斗渠以下渠道上,广泛推广架空式混凝土U形渠槽。

  第9.3.5条

  一、处于地下水位以下的砂、砾石换填层,水结冰后冻胀量很大,会失去换填层的作用。

  因此,对换填层与地下水3位的距离作了规定。

  砂砾料中小于0.lmm的颗粒含量多时,在负温作用下,会结冰和引起水分迁移。因此,

  对这种颗粒的含量作了限制。

  表26      聚苯乙烯泡沫板的物理力学性能

  ┌─┬────┬───┬──────┬───┬─────┬────────┐

  │项│密度  │吸水率│压缩强度  │弯曲 │尺寸稳定性│ 热导率     │

  │ │(/) │(g/㎡)│(压缩 50%) │强度 │(%)  │ [W/(m&middot;K)]│

  │目│    │   │(MPa)   │(MPa)│(&mdash;40℃~│&middot;[kcal/(m&middot;  │

  │ │    │   │      │   │+70℃) │h&middot;K)]     │

  ├─┼────┼───┼──────┼───┼─────┼────────┤

  │数│18~30 │&le;80 │ &ge;0.20  │&ge;0.22│ &plusmn;0.5  │0.035~0.044  │

  │值│    │   │      │   │     │(0.030~0.038) │

  └─┴────┴───┴──────┴───┴─────┴────────┘

  表27   聚苯乙烯泡沫板抗无机试剂性能

  ┌──┬──┬───┬───┬───┬──┬───┬───┬───┬───┐

  │  │  │盐酸 │硫酸 │硫酸 │浓氨│硝酸 │磷酸 │氢氧 │氢氧 │

  │试剂│盐水│   │   │   │  │   │   │化钠 │化钾 │

  │  │  │(36%)│(48%)│(95%)│水 │(68%)│(90%)│(40%)│(50%)│

  ├──┼──┼───┼───┼───┼──┼───┼───┼───┼───┤

  │作用│无作│无作 │无作 │表面部│无作│无作 │无作 │无作 │无作 │

  │情况│ 用 │ 用  │ 用  │分焦化│ 用 │ 用  │ 用  │ 用  │ 用  │

  └──┴──┴───┴───┴───┴──┴───┴───┴───┴───┘

  表28   聚苯乙烯泡沫板抗有机试剂性能

  ┌────┬──┬──┬──┬───┬──┬──┬──┬───┐

  │ 试剂 │乙酸│乙醚│丙酮│松节油│苯 │甲醇│乙醇│矿物油│

  │    │乙脂│  │  │   │  │  │  │   │

  ├────┼──┼──┼──┼───┼──┼──┼──┼───┤

  │作用情况│溶解│溶解│溶解│溶解 │溶解│不溶│不溶│不溶 │

  └────┴──┴──┴──┴───┴──┴──┴──┴───┘

  二、以往多为等厚度换填。近10年来,我国试验证明,应根据不同部位的冻胀量大小

  确定换填层厚度,即采用不等厚度换填法。这样,既解决了冻害问题,又节约了投资。

  表9.3.5的换填比是根据试验资料确定的。

  第9.3.6条 在防渗层下铺设保温层,是一种效果显著的防冻胀措施。但目前采用的泡

  沫塑料板,造价昂贵,对大型渠道才可能采用。聚苯乙烯泡沫板的性能见表26表27和表28。

  第9.3.7条 渠基的土壤含水率高时,在同一负温下冻胀量增大。因此,要作好渠堤、

  渠坡的排水和防渗工作,防止外水进入渠基。若地下水位高干渠底,不仅会增加冻胀破坏,

  且扬压力也会破坏防渗层。因此,必须采取措施,排除地下水,降低地下水位。附录七列出

  的排水措施,需在实践中完善。

  第十章  测  验

  第一节  渗 漏 测 验

  第10.1.1条、第10.1.2条 渠道渗漏测验常采用静水法和动水法。据调查,自1985

  年以来,静水法在山西全省18个重点万亩以上灌区(灌溉面积总计304万亩,总引水量7亿

  )大规模使用,测验段共达400段以上,摸清了全省主要类型渠道的渗漏规律。河北省石

  津灌区(灌溉面积250万亩)自1975年以来,坚持14年用静水法对各级渠道进行了渠道渗

  漏损失测验。北京、新疆、陕西、四川、湖南、贵州、江苏、辽宁等省、直辖市、自治区,

  也都进行了渠道渗漏静水法测验。

  根据国内、外的实践,静水法所采用的渠道渗漏水量(体积)测量法,是测量渠道渗漏

  量精度最高的方法之一。静水法不但可以测量渗漏量大的渠道,在渠道渗漏量相当小的情况

  下,也可以达到较高的精度。

  采用静水法测渗,可以测验各种土、石质渠道,和各种型式的防渗渠道,以便对是否需

  要防渗和对各种防渗方案进行分析对比。

  采用静水法测渗,可测得渠道从初渗到稳渗的全过程。可进行变水位渠道渗漏量观测,

  得到渠道渗漏强度与水深关系式,推算灌区一个灌溉季节或全年的渠系(渠道)渗漏损失。

  这些都是不同于其他测渗方法的主要特点。但静水法测验工作较繁重,花费人力及经费多,

  又需在渠道停水后方能进行。

  动水法测验,可在不影响渠道正常运行下进行。但测验的精度较差,因此在测验手段和

  技术方面,有待进一步研究。

  鉴于以上诸情况,本规范暂选用静水法。在无条件采用静水法时,也可采用动水法,但

  应尽量提高测验的精度。

  关于静水法测验的相对误差限,现以变水位测验为例,且按测验过程中没有降雨、蒸发

  量很小,可以忽略的情况下。进行分析计算如下:

  一、静水法(水位下降法)测验段单位长度水体变化量&Delta;WBF误差计算

  &Delta;=Bw&Delta;h         ( 3)

  式中 Bw&mdash;&mdash;测验时段开始终止的平均水面宽;

  &Delta;h&mdash;&mdash;观测时段水深的变化量。

  根据误差传送法,则有

  (4)

  式中、、、&mdash;&mdash;分别为

  &Delta;、Bw、&Delta;h测量值的标准差。

  (5)

  式中、、&mdash;&mdash;分别为

  &Delta;、Bw、&Delta;h测量值的极限相对误差值(%)。

  根据对大量实测资料的误差分析,可取=&plusmn;2%,

  =&plusmn;5%,则

  (6)

  二、静水法(水位下降法)测验单段稳渗强度QF误差计算

  (7)

  式中&Delta;t&mdash;&mdash;观测时段;

  x&mdash;&mdash;渠道平均湿周;

  用误差传递法则可推导得到

  (8)

  式中、、&mdash;&mdash;分别为

  、&Delta;t、x测量值的极限相对误差值(%)。

  根据对大量实测资料误差分析的结果,可取=&plusmn;3%,

  =&plusmn;2%,则

  (9)

  三、静水法(称量法)测验单段稳渗强度QF误差计算

  (10)

  式中&Delta;WBF&mdash;&mdash;观测时段加水量;

  Lm&mdash;&mdash;测验段长度。

  用误差传递法,则可推导得到

  (11)

  式中、、&mdash;&mdash;分别为

  、Lm、&Delta;测量值的极限对误差值(%)。

  根据对大量实测资料误差分析的结果,可取=&plusmn;0.5%,

  =&plusmn;5%,则

  (12)

  根据以上误差分析结果,规定渠道渗漏静水法测验单段的总极限相对误差限为&plusmn;7.0%。

  由于每公里防渗渠道渗漏流量损失值往往小干渠道流量值的1%,所以静水法测验的极限相

  对误差限,远小于动水法的总极限相对误差限。

  第10.1.3条 静水法测验需要准确计算各测验水位下测验段的平均长度、宽度以及湿

  周面积,因此测验段应便于测量,以保证测验精度。采用静水法测验时,应进行连续观测。

  在测验时渠道应暂时停水,或尽量利用渠道过水间歇期间进行。新建或改建渠道,可在正式

  使用前进行。

  第10.1.7条 静水法测验某一水位的渠道渗漏强度,使用水位下降法或称量法,都有

  一个水位下降变化幅度。刚加了水的水位,即水位变幅的上限,叫加水后水位。随着渗漏水

  位降到一定高度,又要加水使水位恢复到原加水后水位,这个未加水前的低水位,即水位变

  幅的下限水位,叫加水前水位。加水前水位和加水后水位,一个低,一个高,接受渗漏的湿

  润面积一个小,一个大,都不能代表测验水位的渗漏情况。只有加水前、后水位的平均值才

  能代表实际渗漏情况。为消除实际平均水位和测验水位不同引起的渗漏误差,要求加水前水

  位和加水后水位偏离测验水位的高差相等。因此,规定了加水后水位要等于测验水位加

  1/2加水前、后水位的差值。

  同时,为了测到全部初渗量,应尽快地连续注水到加水后水位。

  刚停水渠道土壤的饱和度高,不能反映渠道在长时间不通水情况下初渗阶段的入渗情

  况,因此,要待渠面干涸后再测验。

  使测验段和渗漏平衡区水位接近,目的是使测验段渗漏成为平面渗漏问题,与渠道输水

  时渗漏情况相同。

  第10.1.8条 渗漏测验的分类、方法、目的,见表29。

  表29      渗漏测验的分类方法

  ────────┬────────┬────────────

  渗漏测验分类  │ 渗漏测验方法  │ 渗漏测验目的

  ────────┼────────┼────────────

  │ 水位下降法   │ 测算出设计渠水位

  恒水位   ├────────┤和经常过流水位下的初

  │ 称量法    │渗超额量和稳渗强度

  ────────┼────────┼────────────

  │ 水位下降法   │ 测算出任一渠水位下的

  变水位   ├────────┤稳渗强度

  │ (称量法)   │

  ────────┴────────┴────────────

  注 表中括号内的方法一般少用。

  观测时段开始和结束时,测验段内水位完全一致,并等于加水后水位,称为恒水位。准

  确量测记录在该时段内向测验段补加的水量、加水时间,等待超量加水水位回落时间、以及

  加水不足补加水时间,均应记入观测时段,如图4所示。由图可看出,相邻两时段,前一时

  段的结束时间,就是下一时段的开始时间,中间无间隔时间。

  图4 称量法时段划分图

  水位下降法的要点是:每一个观测时段开始和末了水位不同,有个差值。根据水位差计

  算该时段水体变化量。在观测时段内不给测验段加水,观测完毕集中所有加水工具,不计量

  地尽快向测验段中补加水,恢复到时段开始规定的加水后水位,即恒水位。然后开始下一段

  观测。因此,水位下降法的测验过程,是由渗漏观测时段和加水时段两部分组成,且交替重

  复进行。如图5所示。

  由图5可以看出,水位下降法的特点是:每个观测时段开始水位尽量相同,并等于加水

  后水位;加水时段不计入观测时段。

  水位下降法,是在测验段中通过测定水位下降一个固定值所需要的时间,来推算渗漏量

  的方法,也可称为渠内量水法。

  图5  水位下降法是法时段划分图

  称量法是直接在测验段外称量每一时段维持时段始、末水位相同所添加的水量,也可称

  为渠外量水法。

  为把水位下降引起的湿周变化对实际渗漏面积影响造成的计算渗漏强度的误差消除,要

  求加水前、后水位的平均值等于测验水位。为了控制水位变幅,规定了加水前水位和加水后

  水位的差值,可在5%~10%测验水深间选用,渗漏量大的渠道和测验水深小于1.0m的渠道

  可取大值;反之,取小值。水位下降量选定以后,观测时段的长短取决于渠道渗漏情况,它

  可以是几个小时,也可以是十几分钟;可以是整数,也可以是分数。一般在开始测验的第一

  个小时内,约20分钟左右观测一次;随后一小时观测一次;24h后,每2h观测一次。

  水位下降法的观测准确度,主要取定于水位观测的准确度,刻画至毫米的观测精度为

  1.0mm,因此,提出三只水位尺间的水位降落值差,最大不得超过2mm。

  第10.1.9条 从恒水位测验开始,到满足式(10.1.9)条件以前,为初渗阶段测验;满

  足式(10.1.9)以后,为稳渗阶段测验。

  第10.1.10条 变水位观测的目的,是要测出渠道不同水位下的稳渗强度。在只要求测

  验设计水位的稳渗强度时,可不进行变水位测验;反之,要求测几个水位下渠道稳渗强度时,

  在恒水位测验之后,应紧接着作变水位测验,从而节省测验时间。

  关于泡渠水位要达到测验水位加 1/2加水前、后水位差值,目的是使测验水位变幅范

  围内都达到稳渗条件。

  关于泡渠时间问题,河北省石津灌区规定从注水至变水位观测开始,分干渠不少于4天,

  支渠不少于3天,斗渠不少于2天。山西省大多数渠道在充水3~7天后,即可达到稳渗。

  考虑到各渠道的实际情况不同,所以提出了泡渠2~4天后再按恒水位方法进行观测。

  变水位每个测验时段的长度,根据水位下降量所需的时间确定。

  第二节 变 形 测 验

  第10.2.4条 变形测验观测基点的构造见图6;观测标点的构造见图7。

  第三节 冻 胀 测 验

  第10.3.3条 土壤分层冻胀量和总冻胀量观测的仪器设备较多。一般情况下,渠道防

  渗工程不需要观测土壤分层冻胀量。分层冻胀量、总冻服量均可采用单独式分层冻胀仪和圆

  台叠合式分层冻胀仪观测。

  图6  变形观测基点的构造图

  1-十字线;2-标点头;3-开挖线;4-围填砂砾石;

  5-冻结线;6-立柱;7-底板;8-涂沥青

  图7  变形观测标点的构造图

  1-十字线;2-标点头;3-铁板

  第十一章    管 理

  第11.0.3条 土料防渗渠道和土保护层膜料防渗渠道的水位,在1h和24h内的变幅,

  分别不得超过0.15m和0.5m,是参考美国垦务局的经验,即分别不得超过6in和18in而

  拟定的。

  第11.0.7条 关于渠堤植树问题,根据新疆、甘肃一些灌区的经验,树木有排水作用,

  树根对土壤能起加固和垫层作用。如柳树根能改变渠基土壤结构,可使强冻胀性的细粒土,

  改变为弱冻胀性或非冻胀性的有须根的网状土。特别是由于根系的生物排水作用,能改变渠

  基土壤含水率,在入冬前疏干渠基土壤或显著降低其含水率,从而能抑制渠基土壤冻胀对防

  渗层的破坏。但为了保持防渗层的完整性,本条规定,渠道内坡不得植树,外坡植树距防渗

  层应有一定的距离,以策安全。距离的大小同树的种类有关。根系不甚发达的杨树等,不应

  小于1.0;根系或须根较发达的泡桐、柳树等,不应小于1.5m;其他树木的最小安全距离,

  应经调查研究确定。

                               

                                                               

                               

                                                               

                                                               

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