[发明专利]一种利用土壤固化剂修建防渗渠道的施工方法

说明书

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，涉及修建防渗渠道的材料、施工工艺与结构处理，特别是一种利用土壤固化剂修建防渗渠道的方法，该方法适用于干渠、支渠、斗渠和农渠等各类防渗渠道工程。

背景技术

目前，我国干、支渠渠道防渗长度达55.11万km，仅占全国渠道总长的18％，80％以上的渠道未采取防渗措施，导致渠系水利用系数平均值不到0.5，50％以上的灌溉水在渠道输水过程中损失，每年由灌溉渠道损失的水量高达1700亿m³，灌溉用水浪费十分严重。采用渠道防渗工程技术，可以减少渗漏损失70％～90％，渠道防渗技术有着极大的节水潜力。

目前，渠道防渗多采用混凝土、塑料薄膜、砌石、砌砖、沥青、三合土、水泥土和粘土等各种不同材料衬砌渠床。混凝土衬砌是一种较普遍的渠道防渗形式，防渗防冲效果好，并且使用寿命长，但投资较大。塑料薄膜防渗效果好，造价也较低，但保护层用的粘土量较多，占地多，允许流速小。砌石防渗在沿山渠道和石料丰富的地区可就地取材，抗冲击流速大，抗冻性能强，但不宜采用机械化施工，施工质量较难控制，砌筑工作量大，材料使用多，对砌筑技术的要求较高。砖砌防渗造价低，取材方便，施工技术简单，防渗效果较好，但抗冻性差，在北方地区不宜采用。沥青材料防渗具有防渗、耐久、抗碱、造价低、施工简便等优点，但因沥青料源不足，施工工艺要求严格，使其推广应用受到限制。三合土、水泥土等防渗材料可就地取材，造价较低，但早期强度低、易开裂、抗冻性差，阻碍了它的大范围推广。这些材料本身的缺点、施工工艺复杂性及其使用性能极大地限制了渠道防渗技术的发展与利用。

土壤固化剂是一种新型的建筑材料，它以自然界广泛存在的土体作为加固对象，能够增强土体的强度，降低土体的渗透性，提高土体的抗冻性，可显著地改善土体的工程性能。因此，土壤固化剂在修建防渗渠道方面具有独特的优势，已经在工程实践中开始应用。但是，土壤固化剂的抗冻性较差，而且，固化土的干硬性施工技术较为复杂，使其推广应用尤其在北方寒冷地区的应用受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用土壤固化剂修建防渗渠道的施工方法，该方法中包含的原材料有土、土壤固化剂、水、纤维、水泥、砂、石子、网格布等，其施工特点是将土、土壤固化剂、水、纤维等混合，形成一定含水率的固化土混合料。根据含水率的多少将其划分为干硬性固化土和塑性固化土，混合料含水率在最优含水率附近的为干硬性固化土，在液限附近的为塑性固化土。干硬性固化土采用夯实设备将其压实，形成致密的固化土防渗层；塑性固化土采用水泥砂浆喷射枪技术将呈泥浆状的固化土喷射到渠基，形成一层固化土防渗层，达到渠道防渗的目的。土体中添加纤维可以防止固化土产生裂缝，并可以提高固化土的强度和耐久性。为了有效防止防渗渠道在北方地区的冻胀破坏，在固化土防渗层表面铺设水泥砂浆，使其形成保护层。该方法可以解决现有土壤固化剂修建防渗渠道技术的缺点，提高土壤固化剂修建防渗渠道的施工速度和延长渠道的使用寿命。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种利用土壤固化剂修建防渗渠道的施工方法，其特征在于，该方法将土、土壤固化剂、水、纤维混合，形成一定含水率的固化土混合料，根据固化土混合料的含水率划分为干硬性固化土和塑性固化土，对于干硬性固化土采用夯实设备将其压实，形成致密的加固土防渗层；而对于塑性固化土采用水泥砂浆喷射枪技术将呈泥浆状的固化土喷射到渠基，形成一层加固土防渗层，并在加固土防渗层表面铺设水泥砂浆，使其形成保护层。

上述干硬性固化土的渠道施工方法包括下列步骤：

步骤一，将施工现场整平，清除草皮、树根，按设计图纸要求，进行现场测量放样，确定渠道轴线，在距渠道一侧10m～15m处，每隔50m设一个水准点，以确保各段渠底、渠顶高程符合设计要求；

步骤二，采用挖掘机或人工进行挖掘出渠基，并处理平整，人工补平后用打夯机压实，压实后的渠道基的槽底面误差不得超过30mm；

步骤三，将土、土壤固化剂、水、纤维按照设计要求采用搅拌机或人工进行拌和均匀，形成固化土混合物料，该固化土混合物料的含水率为W_op±2％；

步骤四，采用先渠坡后渠底的顺序施工，将固化土混合料摊铺在渠道基槽面上并初压，摊铺厚度为12cm～15cm；

步骤五，人工找平渠面，平整误差不超过20mm，修整成设计渠道断面；

步骤六，采用碾压设备将固化土混合料碾压3～5遍，固化土混合料的铺料、压实过程在8h内完成，形成加固土防渗层；