防渗渠道封顶板设计.doc

防渗渠道封顶板设计 史经海 （新疆维吾尔自治区阿瓦提县水利局，新疆 阿瓦提 843200） 摘要：2000~2013年，新疆塔里木河流域近期综合治理项目和世界银行贷款项目为新疆的塔里木盆地修建了大量的防渗渠道，经过多年的运行，渠道的封顶板破损较为严重，有管理因素，也有设计施工因素，基层水利部门作为建设与管理者要从设计、施工和运行方面着手，分析渠道破坏因素，减少防渗渠道的破坏，延长使用期限，降低运行维护成本，实现投资与效益的最优。本文着重从封顶板的设计角度分析，提出建议供参考。 关键词：防渗渠道；封（压）顶板；破坏；设计；建议 前言 2001年，国务院批准实施新疆塔里木河流域近期综合治理项目，总投资107亿，规划“四源一干”在现有灌区中发展常规节水灌溉面积926万亩，渠系水利用系数由0.4提高到0.5以上，节约引水量14.59亿m3，投资50.62亿元[1]。经过十多年的建设，累计建设完成渠道防渗7173公里，完成高效节水面积44万亩，新打机井2044眼，改造平原水库8座，完成输水堤708公里、拦河枢纽4座、生态闸61座。（塔里木河流域水利委员会第十七次会议上获悉）。七千余公里的防渗渠道的运行和维护每年将耗费大量的资金。封顶板是混凝土板衬砌渠道上的保护伞，是边坡板的“唇”，“唇亡齿寒”封顶板的破损带来渠道的损坏很常见。目前，没有人和单位对封顶板的破损进行统计，但在塔河流域各地田间到处都可以看见防渗渠道封顶板的破损，怎样减少破损，是相关各部门要共同思考的问题。在这里我就着重讲讲封顶板。 1、自然概况 新疆塔里木河流域是典型的大陆性气候区，属大陆性暖温带干旱气候，这里干燥少雨，蒸发强烈，四季气候悬殊，温差大，并具有气温日变化剧烈，多风沙、浮尘天气，日照时间长、光热资源丰富等特点。气温年较差和日较差都很大，平均日较差14~16℃，年最大日较差一般在25℃以上。年平均气温除高寒山区外多在3.3~12℃。夏热冬寒是大陆性气候的显著特征，夏季7月平均气温为20~30℃，冬季1月平均气温为－10~－20℃。[1] 2、封顶板设计型式 常见的封顶板有浮顶式和平顶式。 封顶板砼边坡 封顶板 砼边坡板 将封顶板放在预制板顶角之上（如右图），一般尺寸为矩形（6~8cm）×（15~30cm）。 2.2平顶式 封顶板砼边坡板封顶板的顶面与预制板顶角平齐（如右图），一般为直角梯形（6~8cm）×（15~30cm） 封顶板 砼边坡板 2.3分缝 封顶板分缝有伸缩缝和结构缝，伸缩缝一般同砼边板伸缩缝对齐，7-8m设一道，分缝宽度1.5~2.5cm，复合材料填充；结构缝2-2.7m设一道，分缝宽度4mm，常用SBS改性油毡。 3、破坏原因分析 防渗渠道封顶板易发生破损，破损有运行管护不到位，引发的人为破损，如：车辆挤压破坏、渠堤破坏、人为挖掘等。还有施工厚度不均匀、强度不达标引发破损和设计不合理造成的破坏。这里我们主要研究设计原因造成的破坏。 3．1浮顶式 浮顶式封顶板主要存在的问题是不美观，容易发生挤压位移，对边坡板的保护作用小，现已很少采用。 3．2平顶式 平顶式封顶板较为美观，不容易发生挤压位移，平顶式封顶板施工时采用的是单面立模现浇方式，与边坡板结合紧密、牢固。 在边坡板为预制混凝土板时易发生破坏，封顶板下部为防冻材料或膜，在夏季白天地面温度可达70℃，夜晚地面温度≤20℃，△t≥50℃，按每7m设一条伸缩缝，计算得到的伸缩长度为4.2mm，小于伸缩缝宽度20mm，理论上是不存在破坏的可能，可在实地边坡采用预制板，封顶板现浇的渠道，常出现封顶板的局部隆起，这是为什么呢？通过实地观察发现封顶板在现浇过程中，采用的是单面立模现浇方式，预制板与板缝形成了参差不齐的“马牙槎”。施工完成后，封顶板的变形受到预制板（现浇板）的制约，因此在温度变化应力的作用下出现了两种不同的破坏形式，一种是形成封顶板在局部隆起；另一种是使预制板板缝张裂，裂缝宽度为1~3mm，方向为横向,经多年运行后裂缝不断增宽，最终沿裂缝处破坏。破坏是分散不集中的，维修通常采用人工拌和少量混凝土，质量无法保证，在破坏处形成“牛皮癣式”破坏，“坏了修，修了坏”，最后是随它去破坏。 4、建议 处理好封顶板的破坏，保护好渠道的“唇”，延长渠道的使用时间和减少运行维护成本，必须研究设计和施工中存在的问题。《渠道防渗工程技术规范》要求“防渗渠道在边坡防渗结构顶部应设置水平封顶板，其宽度为15~30cm。当防渗结构下有砂砾石置换层时，封顶板宽度应大于防渗结构与置换层的水平向厚度10cm；当防渗结构高度小于渠深时，应将封顶板嵌入渠堤[2]。”根据规范要求封顶板的宽度应覆盖防冻体（置换层）10cm，一般防冻体（置换层）的垂直厚度30~60cm，水平宽度50~90cm，封顶板的宽度应为60~100cm，