渠道防渗工程技术(ppt62张)课件.ppt
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1、一、土料防渗结构设计一、土料防渗结构设计 土料防渗一般是指以粘性土、粘砂混合土、灰土、三合土和四合土等为防渗材料的防渗措施。(一)(一)土料防渗的特点土料防渗的特点 1 1、土料防渗的优点、土料防渗的优点()有较好的防渗效果()能就地取材()技术较简单,易为群众掌握()造价低,投资少()可以充分利用现有的碾压机械设备 2 2、土料防渗的缺点、土料防渗的缺点()允许流速较低()土料防渗层的抗冻性差 (二)土料防渗配合比设计(二)土料防渗配合比设计1 1土料防渗最优含水量的确定土料防渗最优含水量的确定 灰土的最优含水量可以采用20%30%;三合土、四合土的最优含水量可以采用1520。土质轻的宜选用
2、小值,土质重的宜选用大值。 2.2.土料防渗配合比确定土料防渗配合比确定 (1)灰土的配合比应根据石灰的质量、土的性质和工程要求选定。一般可采用石灰:土1:31:9。使用时,石灰用量还应根据石灰储放期的长短适量增减,其变动范围宜控制在10%以内。 (2)三合土的配合比一般采用石灰:土砂总重=1:41:9。其中土重宜为土砂总重的3060;高液限粘质土,土重不宜超过土砂总重的50。 (3)四合土可在三合土配合比的基础上加入2535的卵石或碎石。 (4)粘砂混合土中,高液限粘质土与砂石合重之比宜为1:1。 (三)土料防渗层厚度设计三)土料防渗层厚度设计土料防渗层厚度应根据防渗要求通过试验确定。也可参
3、考表33 二、水泥土防渗结构设计二、水泥土防渗结构设计(一)水泥土防渗的特点(一)水泥土防渗的特点、水泥土防渗的优点、水泥土防渗的优点水泥土为土料、水泥和水拌和而成的材料。因其主要靠水泥与土料的胶结与硬化,故水泥土硬化的强度类似混凝土。水泥土防渗因施工方法不同分为干硬性的和塑性的两种。其主要优点如下。()料源丰富,可以就地取材。水泥土中土料占。()防渗效果较高。水泥土防渗较土料防渗效果要好。一般可以减少渗漏量。()技术较简单,容易为群众所掌握。()投资较少,造价较低。()可以利用现有的拌和机、碾压机等施工设备施工,能充分发挥现有设备的作用。2 2、水泥土防渗的缺点、水泥土防渗的缺点水泥土防渗的
4、主要缺点是水泥土早期的强度及抗冻性较差,因而,水泥土防渗宜用于气候和的无冻害地区。 (二)水泥土防渗设计(二)水泥土防渗设计1 1、水泥土配合比确定、水泥土配合比确定水泥土配合比应通过试验确定,并应符合下列要求:(1)气候温和地区水泥土的抗冻等级不宜低于F12;抗压强度允许最小值应满足表34的要求;水泥用量宜为8%12%。(2)水泥土的渗透系数不应大于110 -6cm/s 。(3)水泥土的含水率应按下列方法确定:干硬性水泥土用击实法或强度试验法确定。当土料为细粒土时,水泥土的含水率宜为12%16%。塑性水泥土应按施工要求经过试验确定。当土料为微含细粒土砂和页岩风化料时,水泥土的含水率宜为20%
5、 30%。当为细粒土时,水泥土的含水率宜为25%35% 。2 2、水泥土防渗结构的厚度设计、水泥土防渗结构的厚度设计水泥土防渗结构的厚度,宜采用8cm10cm ;小型渠道不应小于5cm。水泥土输水条件和渠道断面尺寸等因素确定,每块预制板的重量不宜超过50kg 。耐久性要求高的明渠水泥土防渗结构,宜用塑性水泥土铺筑,表面用水泥砂浆、混凝土预制板、石板等材料作保护层。水泥土28d 的抗压强度不应低于1.5MPa 。三、三、砌石防渗结构设计砌石防渗结构设计(一(一) )砌石防渗的特点砌石防渗的特点 砌石防渗按结构形式分,有护面式、挡土墙式二种。按材料及砌筑方法分,有干砌卵石、干砌块石、浆砌料石、浆砌
6、块石、浆砌石板等多种。设计时,可根据防渗要求、料源情况、投资以及施工技术条件等确定应采用的形式。、砌石防渗的优点、砌石防渗的优点 ()能就地取材 ()抗冲流速大,耐磨能力强 ()抗冻和防冻害能力较强 ()具有较好的防渗效果 ()具有较强的稳定渠道作用 故砌石防渗是我国采用最早、应用较广泛的渠道防渗措施。、砌石防渗的缺点、砌石防渗的缺点 ()砌石防渗不容易采用机械化施工,故施工质量较难控制。 ()砌石防渗不一定造价就低,应视条件而采用。( (二)砌石防渗的技术要求二)砌石防渗的技术要求()砌石防渗必须保证施工质量,从而保证其渗透系数不大于6cm/s。()砌筑砂浆的抗压强度一般为.MPa,勾缝砂浆
7、的抗压强度一般为MPa。有抗冻要求的工程应采用较高强度的砂浆。小型浆砌石防渗渠道有采用水泥粘土、石灰粘土混合砂浆,甚至采用粘土砂浆砌筑的,但勾缝必须采用较高强度的水泥砂浆。(三)(三)结构设计结构设计砌石防渗结构设计,应符合下列规定:1、浆砌料石、浆砌块石挡土墙式防渗结构的厚度,应根据使用要求确定。护面式防渗结构的厚度,浆砌料石宜采用15cm25cm ;浆砌块石宜采用20cm30cm ;浆砌石板的厚度不宜小于3cm (寒区浆砌石板厚度不宜小于4cm)。2、浆砌卵石、干砌卵石挂淤护面式防渗结构的厚度,应根据使用要求和当地料源情况确定,可采用15cm30cm 。3、干砌卵石挂淤渠道,可在砌体下面设
8、置砂砾石垫层,或铺设复合土工膜料层。4、浆砌石板防渗层下,可铺厚度为2cm3cm 的砂料,或低标号水泥砂浆作垫层。5、对防渗要求高的大、中型渠道,可在砌石层下加铺粘土、三合土、塑性水泥土或塑膜层。6、护面式浆砌石防渗结构,可不设伸缩缝;软基上挡土墙式浆砌石防渗结构宜设沉陷缝,缝距可采用10m15m 。砌石防渗层与建筑物连接处,按伸缩缝结构要求处理。 (二)混凝土性能指标及配合比设计(二)混凝土性能指标及配合比设计大中型渠道防渗工程混凝土的配合比应满足强度、抗渗、抗冻和和易性的设计要求,应按水工混凝土试验规程进行试验确定。小型渠道防渗工程混凝土的配合比可参照当地类似工程的经验采用。(三)防渗层设
9、计(三)防渗层设计混凝土防渗层的结构形式见图31。防渗层一般采用等厚板,当渠基有较大膨胀沉陷等变形时,大中型渠道宜采用楔形板、肋梁板、中部加厚板、型板或空心板,小型渠道可采用U型或矩形槽。五、沥青混凝土防渗结构设计五、沥青混凝土防渗结构设计(一)沥青混凝土防渗的特点(一)沥青混凝土防渗的特点沥青混凝土是以沥青为胶结剂,与矿粉、矿物骨料(碎石或砾石和砂)经加热、拌合、压实而成的防渗材料。具有防渗效果好、柔性和粘附性好、适应变形能力强、老化不严重、造价较低、容易修补等优点,但也存在料源不足、施工工艺要求高、易被植物穿透等缺点。(二)沥青混凝土防渗的技术要求及配合比设计(二)沥青混凝土防渗的技术要求
10、及配合比设计1沥青混凝土防渗的技术要求沥青混凝土防渗的技术要求(1)防渗层沥青混凝土。防渗层沥青混凝土要求孔隙率不大于4,渗透系数不大于1107cm/s,水稳定系数大于0.9,斜坡流淌值小于0.8cm,低温下不得开裂。(2)整平胶结层沥青混凝土。要求渗透系数不小于1103cm/s,结构稳定性、水稳定性等与防渗层沥青混凝土相同。2配合比设计配合比设计(三)防渗体的结构设计(三)防渗体的结构设计1防渗体的结构防渗体的结构沥青混凝土防渗体的结构见图32。无整平胶结层的多用于土质渠基,有整平胶结层的多用于岩石渠基。防渗层要求结构密实,不透水性强。整平胶结层主要铺筑在岩石基面上。封闭层主要提高防渗效果,
11、防止防渗层老化,多用沥青玛 脂涂刷。2防渗体的厚度防渗体的厚度一般为等厚断面,现浇时,厚度一般为56cm,大型渠道可采用810cm。有抗冻要求,渠坡防渗层也可采用上薄下厚的断面,一般坡顶56cm,坡底为810cm。预制时,一般厚度为58cm。 配合比应根据通过试验或现场试铺筑确定。也可参照土石坝沥青混凝土面板和心墙设计准则选用。一般防渗层沥青用量为69,整平胶结层为46。石料最大粒径不超过一次压实层厚度的1/31/2;整平胶结层石料的最大粒径不超过一次压实层厚度的1/2。六、膜料防渗结构设计六、膜料防渗结构设计 膜料防渗是用不透水的土工织物来减小或防止渠道渗漏损失的技术措施。(一)膜料防渗的特
12、点(一)膜料防渗的特点 土工膜是一种薄型、连续、柔软的防渗材料。具有下列优点。()防渗性能好。只要正确设计,精心施工,就能达到最佳的防渗效果()适应变形的能力强()质轻,用量少,运输量小()施工简便,工期短()耐腐蚀性强()造价低 防渗膜料在运用中不可避免要产生老化,因而其耐久性成为普遍关注的问题。 (二)膜料防渗工程设计(二)膜料防渗工程设计 膜料按材料可分为塑料类、合成橡胶类及沥青和环氧树脂类等。目前我国渠道防渗工程普遍采用聚乙烯和聚氯乙稀塑料薄膜,其次是沥青玻璃纤维布油毡,此外,复合土工膜等其它塑料,近几年也在采用。 膜料包括土工膜、复合土工膜等,宜按下列原则选用:在寒冷和严寒地区,可优
13、先采用聚乙烯膜;在芦苇等穿透性植物丛生地区,可优先采用聚氯乙烯膜。 中、小型渠道宜用厚度为0.18mm0.22mm 的深色塑膜,或厚度为 0.60mm0.65mm 玻璃纤维布机制的油毡。大型渠道宜用厚度为0.3mm0.6mm 的深色塑膜。特种土基,应结合基土处理情况采用厚度0.2mm0.6mm 的深色塑膜。有特殊要求的渠基,宜采用复合土工膜。 用作过渡层的材料很多,在温暖地区可选用灰土或水泥土,在寒冷地区可选用砂浆。保护层的材料可根据当地材料来源、工程条件和要求、流速大小等因素选用。土、水泥土、砂砾、石料、混凝土等都可用作膜料防渗的保护层。 第四章第四章 防渗工程施工防渗工程施工 一、土料防渗
14、工程施工一、土料防渗工程施工(一)施工前的准备(一)施工前的准备()施工前应根据设计选定的材料和施工工艺,合理安排运输路线,做好取土场、堆料场、拌和场的规划和劳力的组织安排,并准备好模具、模板和施工工具。()根据工程量和进度计划好材料的进场和储备,并及时进行抽样检测。土料必须粉碎过筛,素土的粒径不应大于cm。膨润土应过筛;钙质膨润土施工前还应加入碳酸钠进行预处理。若使用存放期过长的石灰或活性氧化钙含量较低的石灰时,要在配合比中加大石灰的用量。石灰块使用前还应用粉碎机磨碎,或分层加水消解,加水量一般为石灰干重的。石灰熟化后应过mm孔径的筛,把未熟化的过烧石灰块除掉。()做好土料防渗工程施工前渠道
15、基础的填、挖及断面修整工作,达到设计要求的标准。 (二)防渗层施工(二)防渗层施工、配料与拌和、配料与拌和()土料的原材料应进行粉碎加工。加工后的粒径,粘性土不应大于2.0cm ,石灰不应大于0.5cm 。(2)配料可采用重量法或体积法。配料时应严格控制配合比,同时测定土料含水量和填筑干密度,其称量误差,土、砂、石不得超过(),石灰不得超过,拌和水须扣除原材料中的含水量,其称量误差不得超过。(3)可采用人工拌和或机械拌和,但一般要按下述要求进行。)粘砂混合土,宜先将砂、石料洒水润湿,在与粉碎过筛的土料拌和均匀后,再加水拌至均匀。)灰土应先将石灰消解过筛,并加水稀释成石灰浆,然后撒在粉碎过筛的土
16、上,拌和至色泽均匀,并闷料d。闷料是灰土施工工艺中十分重要的一环,其目的是让石灰充分熟化,使灰土形成一定的絮凝状结构,增强石灰与土的胶凝能力。)三合土和四合土宜先拌石灰和土,然后加入砂、石料干拌,最后洒水拌至均匀,并闷料d。)贝灰混合土宜干拌后,过筛,然后洒水拌至均匀,闷料h。总之,无论是灰土、三合土还是贝灰混合土,都应充分拌和,闷料熟化。、铺料和夯压、铺料和夯压 ()铺筑前要求处理渠道基面,清除淤泥,削坡平整。为增强渠基土与防渗层间的结合,亦可用锄头等工具在基土表面打出点状陷窝。 ()铺筑时,灰土、三合土、四合土宜采用先渠坡后渠底的顺序施工;素土和粘砂混合土则宜采用先渠底后渠坡的施工顺序。各
17、种土料防渗层都应从上游向下游方向铺筑,以保证防渗层顺水流方向的稳定。 ()防渗层厚度大于cm时,应分层铺筑夯实。而且为加强层面间的结合,层面间还应刨毛洒水。 ()夯压时,应边铺料边夯压,直到达到设计干密度。土料防渗层夯实后,厚度应略大于设计厚度,以便修整成设计渠道断面。 土料防渗层施工质量的好坏,夯实是关键。如遇素土料过湿时,应先摊铺上渠,待土料稍干后再进行夯压;灰土、三合土夯实时要反复拍打,直到不再出现裂纹和拍打出浆为止。然后再涂刷一层青矾,以增强灰土和三合土的表面强度和耐久性。、施工养护施工养护 施工时尽量避开雨季和寒冷季节,铺筑完成后,应加强对防渗层的养护工作。特别是对灰土和三合土,精心
18、养护尤为重要。因为影响灰土、三合土等土料前期强度的因素,湿度、温度和龄期也是十分重要的因素。在养护期内,如能保持充分的湿度和较高的温度,强度增长就快。因此,土料防渗层夯实后,需加草席和稻草等物覆盖进行养护,干燥时还要勤洒水,避免暴晒、雨淋,促其强度增长。二、水泥土防渗工程施工二、水泥土防渗工程施工(一)施工前的准备(一)施工前的准备()就近选定符合设计要求的取土场。()根据施工进度要求,选定土料的风干、粉碎、筛分、储料等场地。()将施工材料分批运至现场,水泥应采取防潮、防雨措施。()根据施工方式,准备好运输、粉碎、筛分、供水、称量、搅拌、夯实、排水、铺筑、养护等设备和模具。()土料应风干、粉碎
19、,并过筛。()做好水泥土防渗工程施工前渠道基础填、挖及断面修整工作,达到设计要求的标准。(二)现场铺筑法施工(二)现场铺筑法施工水泥土防渗层现场铺筑,应按下列步骤进行。()按设计配合比配料,其称量允许偏差值,土料为.,水泥及水为.。水泥土拌料与铺筑,或装模成型的时间不得大于min。()拌和水泥土时,宜先干拌,再湿拌均匀。()铺筑塑性水泥土前,应先洒水润湿渠基,安设伸缩缝模板,然后按先渠坡后渠底的顺序铺筑。水泥土料应摊铺均匀,浇捣拍实。在初步抹平后,宜在表面撒一层厚度mm的水泥,随即揉压抹光。应连续铺筑,每次拌和料从加水至铺筑完宜在.h内完成。()铺筑干硬性水泥土时,应先立模,后分层铺料夯实。每
20、层铺料厚度宜为cm,层面间应刨毛、洒水。()铺设保护层的塑性水泥土,其保护层应在塑性水泥土初凝前铺设完毕。(三)预制铺砌法施工(三)预制铺砌法施工水泥土预制板的生产和铺砌,应按下列步骤进行。()按水泥土防渗现场铺筑法施工的步骤拌制好水泥土。()将水泥土料装入模具中,压实成型后拆模。放在阴凉处静置h后,洒水养护。()将渠基修整后,按设计要求铺砌预制板。板间应用水泥砂浆挤压、填平,并及时勾缝。(四)水泥土防渗的养护(四)水泥土防渗的养护水泥土与水泥混凝土一样,应十分重视养护工作。一般不论是采用现场铺筑法还是采用预制铺砌法施工,均应盖湿草帘保潮养护d。 (二)浆砌块石渠道的施工(二)浆砌块石渠道的施
21、工、座浆法、座浆法()在渠道基础上先铺好砂浆,其厚度约为石料高度的1/31/2,然后砌石。砌块石一般采用花砌法分层砌筑。()砌缝要密实紧凑,但也应避免石块口缝太小,影响砂浆进入。浆缝宽度一般为cm。()面石与腹石相互交错连接,上下二层石料亦应错缝,不能出现通天缝。()用三合土浆(或三合泥)砌石时,在座饱浆砌好石后,待稍干燥就用小木棍锤打砌缝的浆料,使与块石紧密结合。()砌石总的要求是要作到稳、紧、满(浆料满实),表面平整、上下错缝、内外搭砌,避免通缝等。()砌好的石体,在砂浆初凝后,不得再移动,不能用锤击或冲击,不能在上面拖拉重物,以免影响砌体的整体性和结构强度。如确有必要移动,重新座浆再砌(
22、)砌筑完后,应及时进行勾缝,最好是随砌随勾缝,以便使砌筑砂浆与勾缝砂浆结合紧密。勾缝的形式有平缝、凹缝、凸缝三种。一般多用平缝。有的也采用凹缝。勾缝一般应在剔好缝并刷洗干净、湿润的情况下进行。勾缝时,砂浆填塞要压实压紧,表面要反复抹压平整,使与石体结合紧密。砌完并勾完缝,立即作好养护工作,防止干裂。应覆盖草帘或草席,洒水保潮,时间不少于d。夏季施工,应作到随砌随盖随洒水养护。一般最好不要在冬季施工,如必须时,应按冬季混凝土及砂浆施工的要求办理。或作到随砌随盖草帘,保潮保温、防止裂缝。勾缝是砌石渠道防渗效果好坏的关键性工序,务必做到勾缝严密、光滑、无毛边、无裂纹等。、座浆灌浆相结合法、座浆灌浆相
23、结合法 ()在渠道基础面上铺好厚为石块高度1/41/5的砂浆后,即安砌块石。其砌法及质量要求基本上与座浆法相同。 ()应按水平方向逐层依次砌筑(仅指砌坡)。砌好一层后,应用合适尺寸的碎石填塞砌石体的孔隙,并用较粘稠的砂浆填实砌石的外露缝隙,以免灌浆时漏浆。 ()用较稀的砂浆灌注砌石体的孔隙。要边灌边填塞小碎石,并仔细插捣,直至碎石填实、砂浆灌饱为止。不能有架空或砂浆未灌到空洞。灌浆应逐层进行,不能双层并灌。每层灌浆应从砌层的一头开始,循序向另一头发展。灌浆所用的砂浆应保持一定的强度、配比及稠度,不能任意加水。灌浆时,要边灌边搅拌砂浆,防止发生离析现象。 ()砌筑边坡时,工段之间砌筑高度的差距不
24、得大于一层的高度。 ()每次休工前,应将最后砌层的灌浆、填石等工序完成后,才能中断砌筑。下次继续施工时,应先清除砌体上的污物,并用水润湿,然后铺砂浆,继续砌筑。 ()勾缝与养护工作,与座浆法相同。(四)浆砌料石渠道的施工(四)浆砌料石渠道的施工浆砌料石渠道多为矩形断面,一般渠坡用平行水流方向的纵砌法施工,但也有个别渠采用横砌法,而渠底多采用横砌法。()料石要求浆座饱,表面平整,错缝砌,砌缝要求均匀、紧凑。()料石一般规则平整。()勾缝及养护工作与座浆法施工相同。(五)浆砌卵石渠道的施工(五)浆砌卵石渠道的施工浆砌卵石一般和浆砌块石施工方法及质量要求基本相同。但为了提高浆砌卵石渠道的防渗抗冲能力
25、,采用座浆干靠挤浆法、干砌灌浆法及干砌灌细粒混凝土法。(1)座浆干靠挤浆法。先铺厚约cm的砂浆,然后按干砌卵石的施工方法砌卵石。使卵石互相紧靠,下端嵌入砂浆内,较长的卵石嵌得深些,以期砌石面平整。底部的石缝随砌随用砂浆填实并挤紧,将砂浆挤出,沿缝子压实。()干砌灌浆法。先按干砌卵石的施工方法砌好,然后向砌缝中灌注砂浆。灌浆要用小铁铲或专门的半圆形小槽逐缝喂灌,并用铁钎细心插捣,直至灌满为止。()干砌灌细粒混凝土法。干砌卵石完成以后,即可灌细粒混凝土。有人工灌缝及机械振捣灌缝两种方法。(六)浆砌石板渠道的施工(六)浆砌石板渠道的施工()将石板直接砌筑在修整好的渠床上。在渠床不够平整,石板与渠床接
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