小型水利工程矩形渠道施工技术研究

2021-04-01长文辉

工程建设与设计 2021年18期

长文辉

（临夏州水土保持试验站，甘肃临夏731408）

1 小型水利工程渠道设计的设计原则

对于小型水利工程项目，此类工程的建设包含多个环节的施工作业，渠道建设作为其中的一个方面，在小型水利工程中有着突出的功能和作用。渠道建设与施工可以使水资源得到充分利用，同时，在一些气候条件特殊地区，在雨季遭遇强降雨时，渠道建设又可以发挥排涝防洪作用，保障各种水资源得以快速排放，进而对当地居民的生产生活起到重要的保护作用。

在技术不断进步的今天，小型水利工程中的渠道施工技术越发成熟。渠道建设可选择的形式较多，为保证渠道形式可以与现场的情况完全结合，渠道工程人员必须从水利工程的现场条件出发，通过多方面因素的考虑进行渠道设计，使渠道可以在投入使用后发挥其防洪排涝作用，减少水资源的浪费。因此，在开展小型水利工程渠道的设计与施工时，始终要遵循以下标准：（1）增加单位水量，以节约水资源，提高水资源综合利用率；（2）因地制宜，从水利工程现场实际情况着手；（3）保护工程所辖区域内的资源；（4）曲线平顺性。

2 工程概况

以某小型水利工程项目为例，在该区域内包含5 个镇、4 个乡、159 个村，工程施工区域较大，该水利工程项目的施工效果关乎所辖区域的经济效益和社会效益。根据工程现场的基本地质、地形等情况的分析，为满足区域内的防洪抗涝要求，在开展小型水利工程项目建设时，应进行对应的渠道建设，在区域范围内构建多个渠系配套设施。结合总体规划，本区域范围内拟新建提水泵站3 座、拦河堰7 座，改造渠道1 条，新建渠道19 条，以实现高效节水和雨季防洪的功能。

3 小型水利工程矩形渠道施工技术

3.1 土石方开挖

在该矩形渠道施工中，土石方开挖作业是关键施工环节。在开展土石方开挖作业之前，工程企业要安排专业施工人员对渠道坡面进行科学处理，清除坡面上的各种杂物，并利用相应的测量工具完成现场测量工作，将平整度和高度误差都控制在允许范围内。坡面整修对土石方开挖质量十分重要，一旦在坡面处理中发现裂缝、变形、含水量偏高等异常情况，应及时结合具体情况制定最佳的处理对策，并将这些问题和处理方案上报监理部门审批，在监理部门审批通过后，正式加以处理。经处理后的渠面应交由相应部门验收，在验收通过后进入修整处理环节。刷坡处理工作中，应遵循放样标准开展规范化的放样施工[1]。整个开挖工作中，应充分考虑工程现场的具体情况，按照前期制订的施工组织设计方案，在开挖之前将现场的杂物完全清理干净。本工程项目的矩形渠道施工中，根据现场的土石方分布特点，选用的是钻孔爆破开挖的方式，遵循自上而下的开挖顺序，并分层开挖，保证挖方和填方的平衡性。

3.2 浆砌石砌筑施工

在浆砌石砌筑施工环节中，根据此工程现场的具体情况，砌筑作业选用的是铺浆法，为达到良好的砌筑施工效果，砂浆稠度应维持在约40 mm。水泥与砌筑施工效果有直接关系，为符合总体施工标准，水泥应采用符合相应标准的高质量水泥；砂料应选用质地坚硬、干净且级配良好的中砂，细度模数应控制在2.40～3.00 之内；所使用的石料应采用质地坚硬、耐风化、无裂缝、各种力学指标都合格的材料，确保施工中所采用的石料最小边尺寸在20 cm 以上。砌筑施工作业开展时，砌筑砂浆配合比的设计尤为关键，相关施工人员要根据试验结果确定最佳配合比。针对现场的石块，应遵循分层砌筑的要求，将石块平卧，随后采用上下错缝、内外搭接的方式，使每个石块都处于相对稳定的状态下。

进行每一层石块的砌筑作业时，都首先要进行角石的砌筑，当这一砌筑作业完成后，再进入面石的砌筑环节，最后进行腹石砌筑。需注意的是，应保障砌体高度保持均匀上升。在工程实践中，应结合总体施工规范和要求，将每层的砌筑高度控制在约1 m。当石料摆放就位以后，立即安排专人进行缝隙的灌浆处理，并确保振捣密实；针对振实后缝面稍有下沉的情况，可在上层平缝铺浆作业中，将其填满。砌筑作业全面结束且达到施工要求后，立即开展现场的勾缝处理。勾缝施工中，为使砂浆性能符合施工要求，应单独拌制。本工程项目的实施中，采用1∶1.50 的水泥砂浆。为保证勾缝处理与施工要求相一致，应安排专人在勾缝处理前将砌体表面的砂浆清理干净。石块砌筑作业全面结束后，应进行清缝处理，但需注意清缝时机的把控。正常条件下，砌筑完成24 h 之后是最佳的清缝时间，清缝宽度应与砌缝宽度相一致或者略微大一些，且深度应在宽度的2 倍以上。清缝处理的同时，需做好对缝槽的清洗，严禁缝槽中存在残留的砂浆或者积水。

3.3 浆砌砖砌筑施工

在浆砌砖砌筑施工环节中，砂浆的配置效果同样会影响最终的施工效果，为保障砂浆性能和质量，应利用专有的拌和机械完成对应的搅拌处理。在砌砖之前，提前1 d 或者2 d 将砖块洒水润湿，根据所掌握的砖墙位置信息，准确测放出轴线与边线。在砌筑作业实施中，结合砌筑要求摆好砖，并确定灰缝宽度。在摆砖过程中，进出水口位置可能会对灰缝、整砖产生一定的影响，应尽可能使得每块砖的竖缝相互错开[2]。为避免砌筑用的砂浆长时间放置导致性能变化，最好保障砂浆随搅拌随用。当处于常温条件下时，水泥砂浆要在3 h 内全部用完。而处于高温条件下时，要在2 h 以内用完。砌墙在砌筑的同时做好刮缝处理，刮缝的过程中除了要做好清理工作，更要保障深浅的完全一致性。

3.4 混凝土浇筑

在混凝土的浇筑施工中，首先应确保混凝土材料的质量合格，混凝土制作过程中，除了要进行各种原材料的质量控制，更要加强配合比的科学设计。在水泥进场之前，施工企业应安排专人负责对水泥加以质量验收，经由检验通过的水泥才能被用于混凝土的制作；所采用的砂料，其级配和粒径必须要与材料使用标准相一致，含泥量应在1%以内；骨料与水的使用同样要与施工要求相符合。在各种原材料质量达到施工标准以后，再进行混凝土的配合比设计，经现场试验选定最佳配合比，配合比的确定主要是为了进行各种材料的用量控制，以保障混凝土性能。本工程矩形渠道的施工作业中，由于混凝土用量大，现场的混凝土拌和采用0.40 m3移动式拌和机，根据相应的配料单进行拌和，将称量偏差控制在允许范围内。

混凝土的浇筑作业实施中，应遵循规范化浇筑的要求，注意对每层浇筑厚度的控制，在渠道的浇筑作业全面结束以后，立即进入对应的养护施工环节。通常情况下，浇筑作业结束的12～18 h 内进入养护环节，采取恰当的养护方式，通过养护保障混凝土结构质量。如果小型水利工程的渠道施工在炎热干燥的季节进行，其养护时间要尽量提前，养护工作中，要在混凝土表面进行覆盖和洒水养护，以避免暴晒。一般条件下，养护周期应尽可能在14 d 以上，但炎热干燥季节的养护周期应延长到28 d，如果混凝土浇筑温度在5 ℃以下，浇筑完工以后，在浇筑面上应放置草垫或者麻袋进行遮盖保温的养护处理[3]。

4 水利工程矩形渠道施工注意事项

4.1 严格控制原材料质量

为保证小型水利工程矩形渠道的施工质量，在开展施工作业的过程中，由于需要使用的材料种类较多，这些材料的质量是否达标将直接影响渠道功能的发挥。因此，加强矩形渠道施工中的原材料质量控制极为关键，可以避免因材料不达标导致的工程质量问题。在材料的采购环节，专业的采购人员应结合每个环节的材料使用标准，对比市场上同类型材料的质量、性能和价格，与可靠的材料供应厂家合作。材料进场之前，应做好全面的质量验收，经验收通过的材料才能用于后续的施工。