Tecnología anti-filtración Baojixia
Desde la apertura de la zona de riego, se ha utilizado un total de 27,4 mil millones de metros cúbicos de agua del río Weihe para regar 220 millones de acres de tierra. Las condiciones de producción agrícola en la zona irrigada han mejorado enormemente, desempeñando un papel decisivo en el desarrollo económico nacional y el progreso social de la provincia de Shaanxi. Sin embargo, debido a que el área de riego es un área de riego a gran escala que combina áreas nuevas y antiguas, el diseño del proyecto es largo y ancho, y las condiciones geológicas e hidrogeológicas son muy complejas. La construcción estuvo limitada por el nivel técnico y las condiciones económicas originales. , los estándares de diseño de ingeniería no eran altos y la ingeniería no respaldaba el proyecto. Algunos canales principales y la mayoría de los canales secundarios no han sido sometidos a un tratamiento antifiltración. Después de décadas de funcionamiento, la mayoría de las losas de hormigón del revestimiento original sufrieron daños y filtraciones graves. En 2012, con la implementación de los proyectos de renovación de apoyo y ahorro de agua del distrito de riego, el proyecto del Banco Mundial de nueve distritos de riego en Guanzhong, Shaanxi y el proyecto de desarrollo agrícola integral, la aplicación de nuevos materiales y nuevas tecnologías por parte del distrito de riego y El desarrollo de nuevos equipos en el trabajo de prevención de infiltración de canales ha logrado grandes avances. Se han logrado resultados notables, el área de riego ha adquirido un aspecto completamente nuevo y el efecto de ahorro de agua es muy significativo. Ahora voy a discutir algunos problemas técnicos con usted. Hay una gran cantidad de canales principales, canales secundarios y canales de cangilones en el distrito de riego de Baojixia, con flujos variables. El revestimiento del canal se lleva a cabo sobre la base de proyectos terminados. Por lo tanto, elegir una forma de sección transversal razonable no solo puede reducir la cantidad de relleno, acortar el período de construcción y reducir los costos, sino también mejorar las condiciones del flujo de agua, reducir la sedimentación, reducir los daños por heladas y extender la vida útil del proyecto. La forma estructural de la sección anti-filtración del canal en el área de riego se determina principalmente en función del flujo del canal y las condiciones reales del proyecto, es decir, la fuente de materiales de relleno cerca del proyecto, el período de construcción, el tiempo de construcción. calidad del suelo de relleno y años de experiencia práctica en proyectos de reconstrucción de canales. Generalmente se divide en los siguientes cuatro tipos de situación:
1. Si el caudal de diseño es superior a 9,0 m3/s, elija. una sección trapezoidal o una sección trapezoidal con pies de pendiente curvos;
2 Cuando el caudal de diseño sea de 3-9,0 m3/s, elija una sección trapezoidal al pie del talud del arco o una sección trapezoidal con un fondo en arco;
3. Cuando el caudal de diseño sea de 1-3 m3/s, seleccione una sección trapezoidal o una sección en forma de U con un fondo en arco;
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4. Cuando el caudal de diseño sea inferior a 1,0 m3/s, seleccione una sección en forma de U.
La sección trapezoidal al pie del talud del arco o la sección trapezoidal al pie del talud del arco es muy utilizada en canales principales y ramales. Debido a que es similar a la sección hidráulica óptima, la velocidad del flujo se distribuye uniformemente, lo que facilita la eliminación de arena y reduce la sedimentación. Al mismo tiempo, también puede mejorar la distribución desigual de la deformación por heladas en el canal anti-filtración. El fondo del canal tiene un cierto efecto anti-arco, por lo que puede reducir el daño por heladas de la losa de concreto. grietas y desplazamientos.
En comparación con la sección trapezoidal, la sección en forma de U reduce la pérdida de agua en un 3,7% por kilómetro y tiene el mejor efecto antifiltración. Es similar a la sección hidráulica óptima, con buenas condiciones de flujo de agua, alta velocidad de flujo y gran capacidad de transporte de agua y sedimentos. Además, tiene una alta resistencia a las heladas y el grado de heladas es solo 1/3-1/4 del trapezoide. Es fácil de manejar, requiere menos inversión, ocupa menos espacio y tiene un mayor grado de mecanizado. construcción. Es ampliamente utilizado en proyectos de canales secundarios más pequeños, cangilones y proyectos de canales secundarios en áreas de riego. El diseño original del distrito de riego de Baojixia utilizaba un único material antifiltración, como hormigón o mampostería, que tiene ciertas propiedades antifiltración y puede adaptarse a altos caudales. Sin embargo, después de muchos años de práctica operativa, es difícil lograr el efecto antifiltración y la durabilidad esperados. Posteriormente, se colocó un material de membrana de PVC debajo de la losa de hormigón, que desempeñó un cierto papel anti-filtración. Sin embargo, debido a esta forma anti-filtración, se debe colocar una capa de transición de 2-3 cm de espesor de tierra de cal o mortero de cemento de baja calidad. colocado sobre la película de plástico como medio para proteger la película no se daña. En la construcción real, la relación de pendiente dentro del canal es generalmente entre 1:1 y 1:1,25, y el espesor de la capa de transición es de 2 a 3 cm, lo cual es difícil de operar. Además, cuando el agua fluye en el canal, la capa de transición a menudo es arrastrada o ahuecada por el agua, causando daños generales a la losa de hormigón superior o a la superficie irregular. Por lo tanto, su construcción es difícil, la calidad de la construcción es difícil de garantizar y la eficiencia del trabajo es baja. En los últimos años, con el desarrollo de materiales de membrana antifiltración, el Distrito de Irrigación de Baojixia ha resumido continuamente su experiencia y adoptado geomembranas compuestas para evitar la filtración. Es decir, un geotextil de tela y un geotextil de membrana. Debido a su alta resistencia a la tracción, buena impermeabilidad y resistencia al envejecimiento, no es necesario instalar una capa de transición. Además, la superficie geotextil tiene una alta fricción y un buen efecto antideslizante, lo que facilita la instalación y el vertido de losas de hormigón. En comparación con la película plástica antifiltración, tiene las ventajas de una construcción simple, calidad confiable y eficiencia de trabajo mejorada. En la actualidad, con la excepción de algunas zanjas y canales secundarios en algunas áreas de riego, los proyectos antifiltración de la mayoría de los canales principales y canales secundarios adoptan esta estructura compuesta, es decir, un material flexible como un geotextil con una tela y una película. Se utiliza como capa antifiltración y sobre ella se utiliza hormigón, un material rígido, que sirve como capa protectora con un espesor de 7-10 cm. Esta capa protege principalmente el material de daños por fuerzas externas y previene el envejecimiento, extendiendo así la vida útil del proyecto. Los dos materiales maximizan sus fortalezas y evitan sus debilidades, mostrando un rendimiento económico y técnico obvio. Ha sido ampliamente utilizado en zonas de riego. Sus principales ventajas son las siguientes:
1. Buen efecto antifiltración. Su cantidad de fuga es de 1/6 de materiales antifiltraciones de hormigón simple, 1/13 de materiales de mampostería y 1/21 de zanjas de tierra antifiltraciones.
2. Ampliar la vida útil del canal. El material de la membrana expuesta es impermeable, muy envejecido y tiene una vida útil corta. Pero después de colocarlo bajo una capa protectora, su vida útil es de más de 30 años.
Al mismo tiempo, la capa anti-filtración de material de membrana puede aislar, reduciendo así el daño por heladas, reduciendo las grietas en la capa protectora de concreto y extendiendo la vida útil del proyecto.
3. En comparación con los materiales antifiltración de hormigón simples, la inversión es aproximadamente la misma. Cuando se utiliza hormigón como capa protectora para la capa anti-filtración de materiales de membrana, su espesor se puede reducir de 10-14 cm cuando el hormigón es anti-filtración a 7-10 cm. Aunque la inversión en la compra de geotextiles es ligeramente mayor que la del hormigón diluido, puede reducir los daños por heladas y reducir los costos de mantenimiento y gestión.
4. De acuerdo con la situación real de la zona de riego. La mayoría de los canales antifiltración en el área de riego de Baojixia son proyectos de reconstrucción de canales antiguos y existen contradicciones comunes entre el tiempo de construcción y operación. Adopta una estructura compuesta de placa-membrana y se fabrica in situ en el fondo del canal. La losa de pendiente puede prefabricarse con anticipación durante el período de riego y construirse durante el período sin riego, lo que no solo evita el conflicto entre construcción y drenaje, sino que también acorta el período de construcción y reduce la inversión. 1. Relleno y excavación de la zanja de cimentación del canal anti-filtración
En los últimos años, el distrito de riego de Baojixia ha revestido canales antiguos. Dado que los canales originales eran en su mayoría canales de tierra con secciones trapezoidales, después de un largo transporte de agua, se convirtieron en secciones irregulares en forma de arco debajo de la superficie del agua. Nuestro manejo de esto es el siguiente:
(1) Si el contenido de agua de la base del canal es muy alto o incluso está saturado, para la construcción de relleno, el agua se detendrá con anticipación para secar al aire los cimientos. Se utilizará suelo o métodos como bombeo y secado para reducir el contenido de agua.
(2) Para proyectos importantes de canales troncales y ramales con grandes caudales o proyectos con requisitos anticongelantes, se deben utilizar métodos como el reemplazo y el llenado.
(3) Para canales secundarios, cangilones y canales secundarios con un caudal inferior a 2,0 m3/s, primero se debe realizar el dragado y la base del suelo y luego rellenarlo. Al llenar, primero llene toda la zanja hasta la elevación de diseño (compactación en capas, cada capa de espesor del suelo, la construcción mecánica no exceda los 30 cm, la construcción manual no exceda los 20 cm), luego use una máquina zanjadora en forma de U para excavar y finalmente complételo con inspección manual y repita el trabajo de reparación hasta que se cumplan los requisitos de diseño de la sección transversal de la capa anti-filtración.
(4) Para proyectos de canales troncales y ramales con una capacidad de almacenamiento superior a 2,0 m3/s, debido a la gran cantidad de relleno de tierra en toda la zanja del canal, se suele utilizar un relleno parcial para el relleno. El ancho de la superficie de llenado generalmente debe ser más ancho que el diseño en más de 50 cm para cumplir con la superficie de trabajo normal de la máquina bateadora eléctrica tipo rana. Al excavar, solo excave la parte de 50 cm que se ensanchó al llenar el suelo y luego recorte la zanja de la base de la zanja utilizando el método de recorte de zanjas hasta que se cumplan los requisitos de diseño.
2. Procesamiento y colocación de geomembrana
Este proceso incluye corte, cosido y colocación.
Después del cálculo teórico y considerando el factor de seguridad de la aplicación práctica, la geomembrana compuesta utilizada en el área de riego de Baojixia es una tela y una película, siendo la capa superior un geotextil de 100-150 g/m2 (según el canal). flujo, sección transversal, se determina la profundidad del agua), la fricción de la superficie es grande y el efecto antideslizante es bueno, lo que facilita la instalación o el vertido de losas de concreto. La capa inferior es una membrana de PVC con un espesor no inferior a 0,25 mm, que es el principal material antifiltración.
① Corte: Corte el material de geomembrana enrollado de acuerdo con el tamaño de la sección transversal y la longitud de cada sección de la zanja base de la membrana. Al realizar la colocación vertical, primero calcule la cantidad necesaria de material de membrana en función del tamaño de la sección transversal de la zanja de cimentación. Cuando se coloca horizontalmente, la longitud de la sección transversal de la zanja de cimentación debe ser 1. La longitud de corte debe ser adecuada al material de la membrana de mayor tamaño para facilitar su manipulación y colocación. Los canales pequeños generalmente miden entre 50 y 60 m, y los canales grandes y medianos pueden medir entre 20 y 40 m.
②Uniones: Los métodos para conectar materiales de membrana incluyen uniones traslapadas, soldadura y unión. En los últimos años, el Distrito de Irrigación de Baojixia ha pasado de simples uniones solapadas y pegadas a soldaduras mecánicas. Al soldar, el ancho de superposición generalmente no es inferior a 10 cm y se utiliza soldadura doble.
(3) Colocación: una vez calificada la zanja de cimentación, humedezca la superficie de la zanja de cimentación con agua para garantizar que el material de la membrana se ajuste perfectamente al lecho de cimentación. Cuando se colocan verticalmente, los materiales de membrana de gran tamaño procesados según las dimensiones diseñadas se apilan en forma de "caja de piano". Primero se colocan horizontalmente en la cubeta aguas abajo y luego se suelda un extremo al material de membrana colocado anteriormente o al soporte. edificio original en el sitio, y luego se estiró río arriba. Cuando se coloca horizontalmente, se debe colocar de un lado del canal al otro a través del fondo del canal. En resumen, la velocidad de colocación de la película debe coincidir con la velocidad de extendido o vertido del hormigón. La membrana se debe colocar el mismo día y la losa de concreto se debe verter el mismo día para evitar que la membrana quede expuesta por mucho tiempo.
3. Instalación y vertido de losas de hormigón
Para garantizar el efecto antifiltraciones y la durabilidad de los canales antifiltraciones de hormigón, además de un diseño correcto y razonable, también es necesario mejorar el nivel de tecnología de la construcción Garantizar la calidad de la construcción y lograr alta calidad, economía y seguridad.
El Distrito de Irrigación de Baojixia ha concedido gran importancia a este trabajo en los últimos años. Hasta ahora, se han desarrollado una serie de maquinaria y equipos de construcción para garantizar la calidad y el progreso del proyecto, y el proyecto antifiltración del canal se ha desarrollado hacia la semimecanización y la mecanización.
(1) Algunos proyectos de ramales, cangilones y revestimientos de ramales.
La máquina de revestimiento de canales en forma de U desarrollada por la Administración ha sido ampliamente utilizada. Tiene una estructura simple, fácil operación, rápido avance de la construcción, alta calidad del concreto, superficie lisa del canal, gran capacidad de suministro de agua y. buena resistencia a las heladas. Los productos D80-D200 están disponibles en diez especificaciones. En 1992, basándose en la experiencia resumida, la Administración desarrolló la máquina de revestimiento de hormigón con canales CU4, que es un producto actualizado de la máquina de revestimiento en forma de U. Supera las deficiencias de la máquina de revestimiento original (primero, las máquinas de tracción y de revestimiento están configuradas por separado, lo que hace que sea inconveniente controlar el funcionamiento de dos equipos y dos máquinas eléctricas durante la construcción, y la inversión en equipo es demasiado grande; segundo, no existe un mecanismo de corte de costura y prensado de bordes, lo que requiere mucho trabajo y tiempo. Mala integridad. En la actualidad, se han desarrollado y producido productos de CU4-30, CU4-40, CU4-50, CU4-60 y otras especificaciones. Ha sido ampliamente utilizado en muchos proyectos pequeños de revestimiento de canales en áreas de riego y áreas de riego externo.
Puede completar los procesos de corrección del molde del suelo, vertido y moldeado, compactación por vibración, corte de costuras y prensado de bordes de canales al mismo tiempo, aumentando la velocidad del revestimiento del canal y reduciendo los costos del proyecto.
Además, en algunos proyectos de desvío de canales, se utilizó la mesa vibratoria de placas prefabricadas revestidas a máquina para la producción de componentes de hormigón de alta resistencia desarrollada por la Oficina de Administración. Esta tecnología utiliza tecnología de membrana interna de doble capa de PVC para realizar la producción industrial de placas y otros componentes en forma de U completa y en forma de media U, asegurando la calidad y resistencia de los componentes prefabricados antifiltración de canales, mejorando la eficiencia de producción y reduciendo La intensidad de mano de obra de los trabajadores y los costos de producción y, lo que es más importante, se reduce la rugosidad de los paneles prefabricados y se acelera el progreso del proyecto.
② Proyecto de canal secundario
La capacidad de descarga de los proyectos de canal secundario en el área de riego del desfiladero de Baoji es en su mayoría de entre 2 y 5 metros cúbicos/segundo, y el diseño adopta un fondo trapezoidal con fondo arqueado. sección. En muchas secciones de canales de alto relleno, para adaptarse al asentamiento, la deformación y los daños, se utiliza hormigón C15 en el fondo del arco para colarlo in situ y la losa de pendiente se prefabrica. El espesor es generalmente de 7-8 cm. Los paneles prefabricados se pueden prefabricar con anticipación a través de la producción en fábrica durante el drenaje del canal, lo que no solo acorta el período del proyecto, garantiza la calidad del proyecto, alivia la contradicción entre la construcción y el riego y el drenaje, sino que también resuelve las grietas inevitables causadas por el asentamiento desigual de los elementos moldeados. -colocar hormigón. Al instalar paneles prefabricados, se utilizan guías para mantenerlos en su lugar. Los trabajadores de la construcción deben usar zapatos con suela de goma o zapatos con suela blanda. Están prohibidos los zapatos con clavos. Está prohibido quitar la losa de concreto de la membrana y está prohibido utilizar un taladro de acero puntiagudo como herramienta de palanca para proteger la geomembrana de daños. En los tramos del canal con cimentaciones estables se utiliza hormigón integral colado in situ. En la actualidad, la máquina de revestimiento más utilizada es la máquina de revestimiento SDQHZ (fondo de arco grande), desarrollada y producida por nuestra oficina, que llena el vacío de la máquina de formación única para el revestimiento de canales de sección grande. Es una máquina de revestimiento de concreto móvil combinada que integra vibración, procesamiento y moldeado de concreto sobre la base de resumir las diversas máquinas de revestimiento de concreto manuales y mecánicas actuales. Resuelve los defectos de deshidratación del hormigón, vibración desigual, mala compacidad, conformado irregular del hormigón, fácil deformación y construcción secundaria de juntas de dilatación. , que durante mucho tiempo ha preocupado a la gente en el campo de la ingeniería de revestimientos. Tiene funciones sobresalientes como proceso de almacenamiento de concreto corto, vibración suficiente y uniforme, formación de losas de concreto estandarizadas, retracción de losas de concreto, enterramiento denso simultáneo de juntas de expansión, ahorro de mano de obra, ahorro de materiales y fácil operación. Es adecuado para el revestimiento de hormigón de varios canales con una relación de pendiente interna de 1:1-1:1,25. Ha sido plenamente reconocido por líderes y expertos de todos los niveles debido a su alta calidad, rapidez y facilidad de funcionamiento.
③ Proyecto del canal principal
La capacidad de flujo del canal principal en el distrito de riego de Baojixia es de más de 20 metros cúbicos por segundo. El diseño utiliza secciones trapezoidales y trapezoidales, y el revestimiento está mayoritariamente mecanizado. La maquinaria de revestimiento es la máquina de revestimiento SDQTZ (trapezoidal) desarrollada y producida por nuestra oficina. Solo necesita realizar ligeros cambios en el marco del tubo horizontal del panel de la máquina de revestimiento y también se puede aplicar a trapecios de patas arqueadas.
En resumen, el distrito de riego de Baojixia ha adoptado activamente nuevos materiales, nuevas tecnologías, nuevos procesos y ha desarrollado nuevos equipos en el proyecto de revestimiento antifiltración del canal, y ha logrado cierta experiencia y resultados. En los últimos años, se han completado un total de 148 kilómetros de canales principales y ramales, 43 campos de rendimiento medio y bajo y más de 200 canales ramales, por un total de 316 kilómetros. La implementación del proyecto ha mejorado enormemente el coeficiente de utilización del canal, la tasa de utilización del agua de riego y la productividad del agua. La capacidad de suministro de agua ha aumentado año tras año y el ahorro anual de agua es de aproximadamente 7 millones de metros cúbicos. El efecto de ahorro de agua es significativo. . * * * Aumentó el área de riego en 19,400 acres y expandió el área de riego en más de 30,000 acres, lo que ha traído enormes beneficios sociales al área de riego, mejoró la capacidad de resistir desastres naturales, promovió el ajuste estructural agrícola, aumentó la producción agrícola y los agricultores. ' ingresos y conservación del agua lograda en la zona de riego. La asignación racional de los recursos desempeña un papel determinado para garantizar el desarrollo sostenible de la economía rural. Además, el desarrollo y la aplicación de estos nuevos materiales, nuevas tecnologías y nuevos equipos han jugado un muy buen papel en la mejora de la calidad de los proyectos anti-filtración, acelerando el progreso de la construcción, reduciendo los costos del proyecto y mejorando los beneficios del proyecto, haciendo que el anti-filtración. -La tecnología de ingeniería de filtración en el área de riego de Baojixia está más mecanizada. Se ha dado un paso positivo. Sentó una base sólida para la futura prevención de filtraciones de canales e incluso la modernización del riego.