卵石的施工方案

干砌卵石渠道的施工经验探索新疆雨量稀少，气候干旱，没有灌溉就没有农业。因此增引水源，减少输水损失，充分发挥水的效用，是农业增产的关键。针对这一情况，在我区普遍开发了防渗与防冲相结合的渠道砌护工程。目前工程所采取的措施主要是：干砌卵石、浆砌卵石或干砌卵石灌浆、混凝土护面等。根据新疆的经验证明，干砌卵石、浆砌卵石或干砌卵石灌浆、混凝土护面是一种多快好省的防渗措施。成本较低，可节省水源，提高水的利用率，又可减少地下水的补给，促使地下水位降低，防止盐碱化。现特将干砌卵石施工的经验介绍于下：干砌卵石主要在于卵石与卵石砌的密切，互相挤紧，要求所有卵石都不能松动，借以抵抗水流的冲击，同时借卵石下面的沙砾垫层，保护下面的基土不致被淘失。1.1渠道的开挖与填筑渠道开挖的标准直接影响砌筑质量，故应严格掌握，一般要求开挖面的凸凹度不超过±5cm。开挖尺寸需较衬砌厚度大2~3cm，以免个别大卵石抵住基土而使衬砌表面不平。如用一般土料填筑，应注意夯实，密度要求不小于自然土的干容重。如用戈壁砂砾填筑，一般沉陷较少，如不加夯，可于填筑过程中充分加水，使浸水沉实，以免卵石衬砌后因基土下沉而松动。1.2铺垫层及砌卵石1.2.1铺垫层在渠底卵石铺砌之前，先分段把渠底垫层铺好。至于边坡的垫层，如边坡较陡时，则可随边坡砌石同时升高。1.2.2卵石标准与衬砌要求衬砌渠道用的卵石，应根据当地产石情况，尽可能按下面的条件挑选：除尺寸应尽可能符合前述设计的标准外，略具扁平形且较规则者为最佳；形状如哈密瓜的椭圆形卵石或有棱角的块石次之。至于接近圆球形的卵石，因不易砌好，故不宜采用。三角石或其他不合格的石头可酌量用于超高部分。砌石的关键在于砌的紧密，不易松动。因此对砌的要求主要为：第一，按整齐的梅花形砌，要求六角靠紧，只准有三角缝，不许有四角眼。第二，要求卵石长径与渠底或边坡垂直，即立砌，不准前伏后仰，左右歪斜，或砌成石阶，否则卵石不能靠紧，容易松动。第三，要注意挑选石料，每行卵石力求长短厚薄相仿，行列力求整齐，相邻各行卵石亦力求大体均匀，这样便于前一行与下一行错开缝子对准叉口，使结合紧密。不准乱插花，不要鸡抱蛋（即中间一块大石头四周小石头）。1.2.3砌筑程序渠底砌筑时，应使卵石较宽的侧面垂直水流方向立砌，砌成的行列与水流方向平行，由渠底一边起逐行砌向另一边。渠坡衬砌时，亦应使卵石侧面垂直水流方向并垂直边坡立砌，自下逐排上升。渠底和边坡开始的一排，均应砌较大的卵石（较其他卵石大10~15cm），作为坡脚石，以防渠底冲坏时不致对渠坡影响太大；而渠坡冲坏时，亦不致很快影响渠底。卵石侧面垂直水流方向，砌成的行列平行水流方向，由渠底一边逐行砌向另一边。衬砌时，应先砌渠底后砌边坡。某些地区以前介绍的经验，认为最好先砌渠坡后砌渠底。新疆以往所建的干砌卵石渠道，都是这样先砌渠坡后砌渠底的，结果冲坏的渠道都是从渠底开始。现在这种方法已被废除了。我们认为先砌渠底有以下一些好处：第一，渠底担负冲力较大，比渠坡更为重要。通常只要渠底不被冲毁，渠坡是很少被毁坏的。反之，若渠底冲毁，则渠坡必将随之而垮。先砌渠底便于选用质量较好、尺寸较大的石料，而余下来质量一般的石料可用于边坡，较差者用于边坡上部。这是因为渠底所砌卵石，特别是在底宽较大的渠道上，主要靠自身重量和砌筑技术来挤紧，如果卵石质量较差，就易于冲坏；而渠坡上所砌的卵石，则还受上面卵石的下压作用，故质量一般的卵石，用在边坡上较用在渠底上易于砌紧，而质量较差的用在边坡上部，亦没有大的害处。第二，砌好渠底再砌渠坡时，渠坡卵石将对渠底卵石起到一定的挤压作用，特别是对渠底较窄的渠道作用更为显著。第三，砌好渠底再砌边坡时，易于衔接，不致出现明显的接缝。第四，先砌好渠底，就便于运送卵石减少施工干扰。第五，先砌渠底，注意力较为集中，易于砌好。如后砌渠底，往往由于接近收工，砌的粗糙，特别是用民工施工时，尤应注意。1.2.4砌法中的一些具体要求第一，所砌卵石应确实坐落在垫层上，不能仅由一两颗石子支撑。第二，为了使卵石不易拔出，根据我们的初步体会，相邻卵石接触点最好在卵石中部，接触面最好是大致垂直于渠底或边坡，而各卵石的接触点最好大致在一个平面上，所以一律小头朝外，大头朝里，或大头朝外、小头朝里。根据使用结果，前者比后者更好些。如果大、小头相互掺杂交错，则大头朝外的卵石就易于松动。若根据周围卵石情况，个别卵石确实需要大头朝外时，则必须将这块卵石降低2~3cm，以使其与相邻卵石接触在中部，达到牢固不拨的目的。这是因为，抵抗水流淘击力的依靠，主要为石与石之间挤紧的压力所产力的摩擦力，所以虽然照上面的砌法，卵石护面表层凹凸度较大，也会一定程度上增加水流的紊乱和对卵石的淘刷力。这是一个不利的因素。但是，所增加的挤紧的摩擦力，是根本的保证，可以胜过此不利的因素。第三，衬砌过程中，应注意对前面一排和前面一块卵石底部的空隙。在垫层的基础上，随时用砾石塞缝，这样较砌好以后再灌缝要密实可靠得多。第四，从坡角石向外砌石时，因坡脚石较一般卵石为大，由卵石较大的一排，变成较小卵石时，为了消灭四角缝而达到牢固的目的，可采用夹薄石的办法；反之，从渠底一边砌到另一边，亦即由一排较小卵石时，可采取“一顶三的办法”的反视。1.3质量检查干砌卵石渠道护面的败关键，在于施工质量，特别是砌石的质量。因此，施工组织必须加强，砌石工人必须经过训练，最好成立专业队。除对施工人员严格要求外，还必须强调质量检查工作。施工期间的检查大体分为：衬砌前对基础开挖的检查，衬砌时对垫层及衬砌方法的检查，衬砌后灌缝以前对卵石砌得紧密与否的检查和卡缝完毕后的检查。最重要的是衬砌后灌缝以前对砌石标准的检查，必须十分细致严格，最好逐块检查，凡不合标准者立即进行修正（过去有些渠道衬砌后未经检查立即进行灌缝或卡缝，使砌的质量无从检查，这种做法应禁止）。1.4灌缝与卡缝卵石衬砌完毕，经检查合乎标准后，为了增加其缝隙的密实程度，可再补行灌缝和卡缝工作。灌缝用的石子应尽量大一些，使水流不易淘走。灌缝不必灌满，一般要求灌半缝。但要求落实，不要架空在卵石中间。缝隙灌完后，再进行卡缝。卡缝用小石片，以长条形或薄片形为佳，用小木榔头或小石头轻轻打入，用力不可边猛，以防砌石震松。1.5工效分析干砌卵石的工效，与工人的熟练程度关系很大，其次也与卵石情况（如规格、大小及形状等）和技术要求有关。根据玛纳斯河总干渠水利专业施工队的资料分析，每平方米的工效定额,其中卵石衬砌一项，在施工初期因人工不熟练很难达到表列工效，但经过锻炼后则有超过。表1-5玛纳斯河总干渠干砌卵石渠道每平方米工效分析表项目日产量定额(m2/工)工日定额(工/m2)附注就地采集卵石4.80.2083(1)卵石厚度按250cm计。(2)砾石垫层按15cm厚一层石子计。300m运卵石6.40.1563卵石衬砌7.20.1389就地生产砂砾料4.80.2083筛垫层石子9.30.1076300m运垫层石子7.60.1316铺垫层148.00.0068灌卡卵石缝12.00.0833综合定额1.04102干砌卵石渠道防冲防渗的效果从新疆现有效好的干砌卵石渠道使用的情况看，如果施工质量得到严格控制，各方面都合乎标准，由干砌卵石渠道的效果是良好的。其抗冲能力一般可抵抗4.5--5m/s以内的流速而不致被冲坏。在新疆地形陡的戈壁地区上，要解决渠道的防渗，首先要解决防冲。干砌卵石即然能防冲，也就能起到一定的防渗作用。其所以能起防渗作用，有三个原因：第一，干砌卵石渠道有可能采用较大的流速，因而减少了渠道的断面，也减少了渗水湿周；第二，卵石本身对渠底和渠坡的投影面积减少了渠道湿周上的渗水面积；第三，卵石间缝隙，特别是在渠底，由于细颗粒的淤塞作用，防渗效能随渠道使用年限而增加。根据新疆经验，每千米输水损失，初期一般由原来河床或老渠道的7%~13%降低到2.0%左右；经过数年使用后，河水泥沙较多，缝隙淤塞较好，大都已降至1%左右。但是有些渠道，由于河水的细颗粒泥沙较少，卵石缝隙淤灌不多，渗漏损失每千米仍达2%以上。为了减少渗漏损失，有些渠道上采用人工淤塞的办法，即于渠道上游选择有土料的地区逐步向水流中抛土，其效果与自然淤灌差不多。根据乌鲁木齐青年渠的观察资料，输水损失的百分比还与渠道流量成反比。例如当流量为7m3/s时，每千米损失为0.2%；当流量为1m3/s时，每千米损失为2.28%。3对今后发展干砌卵石渠道的意见干砌卵石渠道适用于一般山溪性的、多砾石的中小型河道，以及地面坡度较陡的冲积平原。在当地水泥缺乏的情况下，可以就地取材，解决防冲、防渗，达到引水灌溉的目的。凡没有卵石的地方，如能开采块石或片石，亦可采用，且比卵石好砌。但必须注意挑选石料，凡易于风化的石料都不能用。如石质不很坚硬，须注意防止推移质入渠，以免磨损渠道衬砌。干砌卵石渠道，在水源特别宝贵的地区，对防止渗漏尚不够理想，特别是枯水期损失百分比最大，仅靠自然水淤缝或人工淤缝，还不能减少至最低限度，故还必须附加有效的防渗措施。目前在新疆所采用的，主要为干砌卵石渠道用水泥砂浆灌缝，比混凝土渠道节省水泥而又耐用。今后在接近产石油的地区将试办在衬砌卵石垫层下洒沥青油等方法。干砌卵石抗磨性比混凝土强，所以今后在水利建设上仍有它特殊应用的价值。