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1、陈生义 2011.10.27.,渠 道 施 工,渠系建筑物包括：渠首工程、分水闸、节制闸、泄水闸、渡槽、涵管、跌水、陡坡、量水设备等，以及有关的操做和启闭设备。渠道工程施工内容：渠道开挖、填筑和衬护。特点：工程量大，施工线路长，场地分散；单个的规模不大，但是数量多，总工程量和造价都很大。工种单纯，技术要求较低，工作面宽，可以广泛采用定型设计和装配式结构，以简化设计、施工，节约劳动力和降低成本，并可同时组织较多的劳力施工。,渠道及渠系建筑工程,工程涉及渠道工程概况,根据灌区所在的地理位置和自然地形条件，遵循“高水高浇，低水低浇”原则，本次设计将灌区分4片进行布置，即：垣曲灌区（包括后河灌区、皋落
2、灌区、毫清河灌区和平原灌区）、涑水灌区、南垣灌区和吕庄水库灌区。垣曲灌区共布置干管3条，长26.399km，支管12条，长63.742km；涑水灌区共布置干渠7条，长39.72km，支渠及支管26条，长100.87km；南垣灌区共布置干渠和分干渠5条，长40.01km，支渠及支管26条，长74.35km；吕庄水库灌区干渠2条，长52.389km，支渠8条，长33.175km。本次新建渠系建筑物5770座，其中干渠905座，支渠4865座.（目前不确定是否符合最新设计内容）,一、渠道施工步骤,渠道工程地质勘察渠道施工测量渠道开挖渠道填筑渠道衬砌,渠道工程地质勘察,通过不同地貌、地质单元，渠道工程
3、地质勘察属带状勘察类型。主要内容：1、地质条件，如岩土种类、分布范围、层次结构、地质构造以及岩土的物理力学性质等；水文地质条件。如岩土的渗透性、含水层位置、地下水位等；3、不良地质现象。如可能发生崩塌、滑坡、泥石流等地段的分布及其危害程度。,渠道地质勘察,勘察常遇到问题：1、边坡稳定问题。如傍山渠道的天然斜坡稳定、挖方渠道的边坡稳定等；2、渠道渗漏问题。如松散土知趣、岩溶区的渗漏等；3、渠系建筑物的地基问题。如渡槽、取水闸、倒虹吸管等建筑物地基的承载力、稳定性和沉陷等。,地质勘察,勘察工作须出成果：绘制1:5000以下的平面图，两侧宽度以能说明沿线主要地质问题为限。了解覆盖层或土的种类、层次结
4、构、地下水的埋藏深度等。对于有威胁渠道稳定性的大型滑坡或其他不稳定岩体要进行长期的监测。,工程施工测量,为渠道规划、设计、施工和管理进行的测量工作。一般步骤：选线测量、定线测量、施工放样和竣工测量。,工程测量步骤实施,选线测量：一般在规划阶段在已有地图上进行概略位置的测量；无地图时在踏勘基础上沿着待选线路测绘地形图或者横断面，进行方案比较。定线测量：初步设计阶段按照确定方案实测渠道中心线和横断面，估算工程量、进行局部线路修改。施工放样：按最终确定结果（渠、堤、沟）的中心线、开口线、渠道很断面、建筑物的主轴线与轮廓点及标桩的里程、高程。施工过程中测开挖填筑断面，计算验收工程量。竣工测量：在工程建
5、成后进行，竣工断面测量成果是工程验收和管理的基本资料。,一、渠道开挖,渠道开挖的施工方法有人工开挖、机械开挖和爆破开挖等。,（一）人工开挖渠道1、施工排水 排水应本着上游照顾下游，下游服从上游的原则，即向下游放水的时间和流量，应照顾下游的排水条件，同时下游应服从上游的需要，一般下游应先开工，并不得阻碍上游水量的排泄，以保证水流畅通。如遇有需排除降水和地下水时，还必须开挖排水沟。,2、开挖方法。（1）龙沟一次到底法 适用于土质较好（如粘性土、地下水来量小、总挖深23m的渠道，一次将龙沟开挖到设计高程以下0.30.5m，然后由龙沟向左右扩大，如图1所示；,图1 龙沟一次到底法,（2）分层开挖法。如
6、开挖深度较深，龙沟一次开挖到底有困难时，可以根据地形施工条件分层开挖龙沟，分层挖土，如图2所示；,图2 分层开挖龙沟布置,3、边坡开挖与削坡,（二）机械开挖渠道（工程主要采用方式）1、推土机开挖渠道采用推土机开挖渠道，其深度一般不宜超过1.52.0m，填筑渠道高度不宜超过23m，其边坡不宜陡于1：2（图3）。在渠道施工中，推土机还可以平整渠底，清除植土层，修整边坡，压实渠道等。,图3 推土机开挖渠道,2、铲运机开挖渠道半挖半填渠道或全挖方渠道就近弃土时，采用铲运机开挖最为有利。需要在纵向调配土方的渠道，如运距不远，也可用铲运机开挖。铲运机开挖渠道的开行方式有：（1）环形开行 当渠道开挖宽度大于
7、铲土长度，而填土或弃土宽度又大于卸土长度，可采用横向环形开行如图4（a）所示。反之，则采用纵向环形开行如图4（b）所示。铲土和填土位置可逐渐错动，以完成所需要的断面。（2）“8”字形开行 当工作前线较长，填挖高差较大时，则应采用“8”字形开行如图4（c）所示。其进口坡道与挖方轴线间的夹角以400600为宜，过大则重车转弯不便，过小则加大运距。3、反向挖掘机开挖渠道对于渠道开挖较深时，采用反向挖掘机开挖是较为理想的选择，该方案有方便快捷生产率高的特点，在生产实践应用相当广泛，其布置方式有沟端开挖和沟侧开挖。,图4 产运机的开行路线（a）环形横向开行；（b）环形纵向开行；（c）“8”字形开行1铲土
8、；2填土；0-0填方轴线；0-0挖方轴线,（三）爆破开挖渠道对于岩基渠道和盘山渠道宜采用爆破法开挖。开挖程序是先挖平台再拉槽，开挖平台时一般采用抛掷爆破，尽量将待开挖土体抛向预定地方，形成理想的平台。抽槽爆破时，拟采用预裂爆破，或预留保护层，再采取浅孔小炮爆破。,二、渠堤填筑,筑堤用的土料，以粘土略含砂质为宜。如果用几种土料，应将透水性小的填在迎水坡，透水性大的填在背水坡。土料中不得掺有杂质，并应保持一定的含水量，以利压实。填方渠道的取土坑与堤脚保持一定距离，挖土深度不宜超过2m，且中间应留有土埂。取土宜先远后近，并留有斜坡道以便运土。半填半挖渠道应尽量利用挖方筑堤，只有在土料不足或土质不适用
9、时，才在取土坑取土。铺土前应先行清基，并将基面略加平整，然后进行刨毛，铺土厚度一般为2030cm，并应铺平铺匀。每层铺土宽度应略大于设计宽度，以免削坡后断面不足。堤顶应作成坡度为2%5%的坡面，以利排水。填筑高度应考虑沉陷，一般可预加5%的陷量。,三、渠道衬护,（一）砌石衬护 在砂砾石地区坡度大，渗漏强的渠道，采用浆砌卵石衬护，有利于就地取材，发挥当地河工的技术特长，是一种经济的抗冲防渗措施，同时还具有较高的抗磨能力和抗冻性，一般可减少渗漏量80%90%。施工时应先按设计要求铺设垫层，然后再砌卵石；砌卵石的基本要求是使卵石的长边垂直于边坡或渠底，并砌紧、砌平、错缝、座落在垫层上。（二）混凝土衬
10、护 混凝土衬护由于防渗效果好，一般能减少90%以上渗漏量，耐久性强，糙率小，强度高，便于管理，适应性强，因而成为一种广泛采用的衬护方法。,（三）钢丝网水泥衬护 该方法是一种无模化施工，其结构为柔性适应变形能力强，在渠道衬护中有较好的应用前景。其作法是在平整的基底（渠底或渠坡）上铺小间距的钢丝。然后再抹水泥砂浆或喷浆。操作简单、易行。（四）沥青材料衬护 由于沥青材料具有良好的不透水性，一般可减少渗漏量的90%以上，并具有抗碱类腐蚀能力，其抗冲能力则随覆盖层材料而定。沥青材料渠道衬护有沥青薄膜与沥青混凝土两类。沥青薄膜类防渗按施工方法可分为现场浇筑和装配式两种。现场浇筑又可分为喷洒沥青的沥青砂浆两
11、种。,（五）塑料薄膜衬护 采用塑料薄膜进行渠道防渗，具有效果好、适应性强、重量轻、运输方便、施工速度快和造价较低等优点。用于渠道防渗的塑料薄膜厚度以0.120.20mm为宜。塑料薄膜的铺设方式有表面式和埋藏式两种。表面式是将塑料薄膜铺于渠床表面。薄膜容易老化和遭受破坏。埋藏式是在铺好的塑料薄膜上铺筑土料或砌石作为保护层。由于塑料表面光滑，为保证渠道断面的稳定，避免发生渠坡保护层滑塌，渠床边坡宜采用锯齿形。保护层厚度一般不小于30cm。,二、渠道建设注意事项,渠道防洪渠道防渗渠道衬砌防冻渠道滑塌,渠道防洪,小流域洪峰流量计算公式,F 流域面积(km2),渠道防洪建筑物,入渠泄洪建筑物：设置将入渠
12、洪水泄入天然河沟的泄水闸。下游常用陡坡或跌水和河流衔接，一般配有节制闸。有时还设置溢洪道。非入渠泄洪建筑物：渠下泄洪涵洞管、倒洪吸管、排洪渡槽。,渠道防渗,渠道渗水在局部量小，整体量大。防渗不仅可以节约灌溉用水、还有利于控制灌区的地下水位，防止土壤次生盐碱化、减少渠道泥沙和杂草滋生、提高渠道输水能力。,影响渠道渗漏因素,渠道地段的土壤特性（特别是土壤的透水性）、水文地质状况、渠道水深、湿周、流速和糙率、渠水含沙量以及输水历时等，防渗漏措施的选定，取决于防渗的效益目标，施工和材料条件以及渠道的用水管理措施。,渠道防渗措施,改变渠床土壤渗透性的措施、衬砌护面措施和化学材料防渗措施。加强工程的维修养
13、护、合理调配水量等管理措施，也可以减少渠道的渗漏损失。,渠道防渗的材料,刚性护面材料（包括混凝土、砖、石等）防渗膜料（包括塑料薄膜，合成橡胶模、沥青玻璃纤维油毡等）混合护面土料（包括灰土、水泥土、掺合剂土料等）,防渗工艺,用混凝土和砖石衬砌渠道既可以防渗又能防冲。用混凝土或预制混凝土板进行渠道防渗、便于机械化施工（这种防渗方法在中国不少大中型渠道上采用了）。塑料薄膜、沥青玻璃纤维油毡等材料的应用也已经成熟。随着土力学的发展及施工设备和施工技术的改进，在压实土料中掺入粘土、石灰、水泥和化学剂等，可使防漏效果大为改善。,渠道防渗,无衬砌情况下：应在渗水区段的渠坡和渠底加设衬砌。衬砌渠道渗水：浆砌石
14、渠道可采用重新翻修和勾缝。混凝土修理时预留间隔每20-25m留2-3cm，缝内填塞止水材料。,渠道衬砌防冻,冻胀破坏渠道衬砌的机理：在季节性冻土地区，细粒土壤中的水温在冬季凝析成冰晶，体积膨胀，土壤体积也随之膨胀，地面隆起，这种现象称为冻胀。冻土层顶部的膨胀变形受到限制，就会产生巨大的压力，称为冻胀力。冻胀力会随冻土层的增加而增大，当渠道衬砌层承受冻胀力时会遭到破坏。,渠道衬砌冻胀破坏的特点,冻胀主要受到气温、土壤性质和土壤含水量的影响。多发于渠底和坡面下部1/3处。,渠道冻胀破坏的防治办法,改善渠床土壤性质和减少水分，具体方法 工程措施：正确规划布置渠道换置渠床土壤合理选择衬砌形式 管理措施
15、：避免在严寒季节输水骨干渠道附近在进入负温前半个月结束冬灌春灌以前对渠道衬砌出现的裂缝要及时进行修补。,渠道滑塌,渠道滑塌的外因：渠道断面设计不合理，边坡系数太小或设计流速过大，产生冲刷，是渠道边坡变陡，深挖渠道没有设置平台和截流排水设施。渠坡遭受地面径流的冲刷，土壤内摩擦系数减小。施工方法不当或施工治疗不好。水量调配不合理，区中水位猛涨猛跌。在寒冷地区渠坡各部位溶解不均，土体失去平衡而滑塌。,防治滑塌的措施,渠道选线要避开地质条件较差的地带。对地质条件不好的渠段，应改用隧道、暗渠等输水方式。对边坡很陡的渠段进行削坡处理对深挖方区段结合削坡增设平台和截流排水设施。对抗剪强度较小的土质渠段，用打
16、桩编柳、草袋护坡职务或砌石衬砌等措施加固渠坡，必要时还可采用换土的办法加固渠坡。在沉陷性较大的土壤上筑渠时，不要把渠道断面挖至计划深度，在渠堤上预留超高，以便沉陷后渠道断面达到设计高程。渠道正式投入使用前，要进行泡水试渠，逐渐使渠道浸水沉陷。合理调配水量，是渠道流量缓慢增减在低温区，冬季使渠道冲水，行成冰盖，防止渠坡结冻。加强渠道巡护，一旦发现征兆，及时采用适当的防治措施。对已坍塌的渠道，清除下滑土体，再把渠坡挖成阶梯形，还土夯实。,三、渠道管理,渠道除草渠道清淤,渠道除草,渠道滋生杂草会增大渠床糙率，减小渠道流速；降低渠道输水能力和输沙能力。一般一个灌季开始前清楚一次。人工割除机械除草化学除
17、草生物除草火烧除草,渠道清淤,工程措施：在干渠引水段设置沉砂池和排沙设备。当渠首位于河流中上游峡谷地带，可将一段干渠加宽加深形成沉砂槽。加大渠道比降，提高输沙力，将具有肥力的泥沙微粒送到田间。,管理措施：根据实际灌水需要调整管组的划分，集中输送渠道水流，使渠道工作流量尽量达到设计流量。可同时抽引井水，使清浑水搭配使用，减少泥沙相对量。加强渠道养护维修，减少淤积。清淤措施 水力冲於 人工清淤,总结,渠道工程由来已久，随着新的材料和新的设备的出现，其工艺和技术已经得到很大程度的提高。目前采用的主要挖掘方式为机械开挖。在工程中涉及较大的工程量，布设较多，投资大。工程主要采用施工方式为机械开挖。因其可采用定型设计和装配式结构，可同时组织大量劳动施工，可节约建设成本。其主要问题是防渗、防裂、防边坡坍塌。目前主要的解决手段是采用防渗材料，修筑时预留间隙（主要是防冻融时的爆裂）、控制过渠水量、做好渠道巡视工作等。,
