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纤维与模袋混凝土在灌区中的应用比较(2)
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摘要：3 方案设计比选 为提高渠系水利用系数，节省水资源，根据一总引干近几年续建配套及节水改造护砌型式，选定pp 纤维混凝土板护砌和机制模袋混凝土护坡
3 方案设计比选
为提高渠系水利用系数，节省水资源，根据一总引干近几年续建配套及节水改造护砌型式，选定pp 纤维混凝土板护砌和机制模袋混凝土护坡进行分析。一总引干渠坡内边坡1.00∶1.75，平均边坡长6.13 m，总长16.767 km，为了便于分析，选100 m 渠段护砌工程量进行投资对比。
1）方案一PP 纤维混凝土板块护坡
采用8 cm 厚PP 纤维混凝土板护砌，规格尺寸为1 m×1 m，混凝土板下铺设无纺布，规格为400 g/m2。为防止冻胀破坏在混凝土板下铺30 cm 厚砂砾石垫层。渠坡坡脚设置现浇混凝土脚槽（顶宽0.3 m，底宽0.4 m，高0.5 m）；渠坡封顶采用混凝土压板（宽0.5 m，高0.2 m）。PP 纤维混凝土板块护坡方案投资见表1。
表1 PP 纤维混凝土板块护坡方案投资表（100 m）项目清坡PP纤维混凝土板8 cm封顶混凝土C25F200脚槽混凝土C25聚乙烯泡沫板2 cm模板制作及安装/m2无纺布400 g/m2砂砾料垫层合计数量98 m3 98 m3 20 m3 30 m3 205 m2 492 m2 1 626 m2 369 m3单价/元6.16 738.78 636.09 617.91 90.00 59.20 10.85 224.53投资/元604 72 400 12 722 18 537 18 450 29 126 17 642 82 627 252 109
2）方案二机制模袋混凝土护坡
采用机制模袋混凝土护坡，模袋厚12 cm，下铺无纺布。渠脚设现浇混凝土脚槽（顶宽0.3 m，底宽0.4 m，高0.5 m），渠坡封顶采用混凝土压板（宽0.5 m，高0.2 m）。机制模袋下铺一层无纺布，规格同上。垂直堤轴线方向每列模袋中放置一根?12 钢筋，通长布置，施工时把钢筋固设在模袋内，使其位置处于模袋中部。模袋混凝土坡面上需预留排水孔，排水孔应位于模袋凹坑处，排水孔孔径? 50 mm，距坡脚500 mm（垂直高度)开始布孔，孔距1.5 m 左右，行距1.5 m 左右，呈品字型布孔。机制模袋护坡方案投资见表2。
表2 模袋护坡方案投资表（100 m）项目清坡机制模袋混凝土厚120 mm钢筋制安无纺布400 g/m2封顶混凝土C25F200脚槽混凝土C25聚乙烯泡沫板2 cm模板制作及安装合计数量147 m3 147 m3 5.4 t 1 626 m2 20 m3 30 m3 9 m2 280 m2单价/元投资/元6.16 956.39 7 704.16 10.85 636.09 617.91 90.00 59.20 906 140 589 41 602 17 642 12 722 18 537 810 16 576 249 385
2 个方案施工地质条件、气候条件、工程任务及规模完全一致。因此，主要从工程投资、施工条件、材料特性本身进行比较。通过对比投资表1和表2 可知：
1）工程投资：方案一投资总额为252 109 元，方案二投资为249 385 元，方案二投资少于方案一，方案一投资较方案二投资高1.092%，差额较少，考虑到总长度16.767 km 上投资，方案一较方案二增加投资456 733 元，数目相对较大。采用方案二可节省大量投资。
2）施工条件：因渠道为半填半挖渠道，并且坡度相对较小，施工较为方便，方案一通常对渠坡修整完成后，保证足够的压实度，先铺设砂砾石防止冻胀，后铺设无纺布，再铺设PP 纤维混凝土板块，施工程序相对复杂，耗时较多，不利于工期相对较短的情况；方案二是对渠坡修整后，保证足够的压实度，先铺设无纺布，再铺设机制模袋混凝土，工序相对简单，耗时较少，工程量较少，可节约工期。因此方案二可节约工期，减少工程量。
3）材料特性：考虑到气候条件，灌区冬季时间较长，且温度普遍在零下10 ℃以下，护砌材料必须具有良好的抗冻性。有研究表明，模袋混凝土衬砌板块与普通混凝土衬砌板块相比，能够减少变形量，最大降低80.5%[9]。并且模袋混凝土护坡具有整体性强、稳定性好、施工速度快、可在水中作业的特点。
综上考虑，此次采用机制模袋护坡的方案。
4 结论
通过对前郭灌区一总引干渠道护砌方案的综合分析，涉及到工程投资、施工条件及材料特性3个方面，结合当地水文气候地质条件，选择方案二这一护砌方式，达到节省投资和工期，具有施工相对简单，适应性更强的特点。PP 纤维混凝土板较普通混凝土板块具有更高的强度，PP 纤维与混凝土的连接也紧密，适度添加PP 纤维还可以明显提高混凝土的抗裂性能，具有混凝土板块不具有的优势，2 种材料都有广泛的应用。随着科技及材料的不断发展，将会有更多的护砌材料和方式可供选择。
［1］高占义.我国灌区建设及管理技术发展成就与展望［J］.水利学报，2019，50（01）：88-96.
［2］水利部. 中国水资源公报2018［M］. 北京：中国水利水电出版社，2018.
［3］罗琳. 适应现代农业发展的现代化灌区发展对策研究［J］.中国农村水利水电，2016（08）：10-12.
［4］周铭华. 大型灌区节水技术的改造［J］. 河南水利与南水北调，2018，47（02）：23-24.
文章来源：《投资与创业》 网址: http://www.tzycyzz.cn/qikandaodu/2021/0727/2244.html