南水北调东线渠道工程防渗衬砌结构应用-研究

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1、山东大掌硕士掌位论文技术标准。美国对渠道防渗效果要求高，并认为混凝土防渗具有防渗性能好，能适应高流速，占地少，清草、清淤及管理费用低和寿命长等优点，故多采用混凝土防渗，要求其渗漏损失不能大于20L／(m2·d)。混凝土防渗多采用梯形或弧形坡脚梯形断面，同时通过设置排水设施达到削除防渗层扬压力的目的。日本也十分重视渠道防渗，为了减少占用土地，便于工厂化、机械化生产，提高质量，加快速度，渠道已多采用矩形断面；在防治冻害方面，日本则主要采用“抵抗”冻胀的观点，改素混凝土为钢筋混凝土，同时大量地采用砂砾料换填层，并加固基础、增设排水设施。为保证施工质量，加快进度，基本上全部采用机械化施工方法。上

2、世纪70年代以前，我国调水工程较注重渠道防渗技术为主的研究，而对防渗层的减扬压、抗冻胀技术缺乏系统的研究，故渠道防渗后多发生扬压、冻胀破坏。80年代起，尤其是山东省引黄济青工程的建设，研究应用板膜为主的防渗衬砌工程技术，并试验研究出与之相适应的防冻胀、防扬压措施，较好地解决了三者之间的关系；但受当时经济条件、施工工艺水平和原材料的限制，以人工施工为主的混凝土强度及性能均不高。随着我国经济的发展，在施工技术方面，我国现已开始改变人工施工的局面，逐渐向机械化施工方向迈进，但与发达国家相比，尚有一定差距，特别是在适应机械化施工的防渗衬砌型式和施工技术方面的研究尚处于探索阶段。1．3研究内容以确

3、保现浇素混凝土衬砌大块薄板防裂为前提，以多元功能排水设旌为关键，根据不同土质、侧渗及气温等条件，研究提出既能适应机械化衬砌施工高效率、连续性强等特点，又同时满足渠道防渗漏、防冻胀、防扬压、防湿陷等综合目标，且经济、耐久的防渗衬砌新结构型式，以及支撑衬砌结构型式的新材料、新技术。主要内容有：(1)济平干渠工程概况：介绍济平干渠工程概况、自然地理概况及工程地质与水文地质概况。(2)衬砌技术措施与新材料研究：根据济平干渠不同工程地质、水文地质、气温影响和运行条件，研究提出适合机械化施工的防渗漏、防冻保温和排水减压的新材料、新技术措施，以达到四防(防渗漏、防冻胀、防扬压、防湿陷)目的的创新的研究

4、方案。(3)机械化衬砌结构型式研究：根据渠道不同工程地质、水文地质、气温影响和运行条件，以及渠道走向和运行条件，结合输水渠断面成果及挖填方平衡情况，2山东大学硕士掌位论文组合防渗漏、防扬压、防湿陷、防冻胀的各种衬砌技术措施，同时考虑不同的施工方法，研究提出既满足防渗、防冻胀、防扬压等综合功能，又能适应机械衬砌设备高效率施工、连续性作业要求的新型结构型式。(4)结论：对工程应用效果及防渗、防扬压、防湿陷、防冻胀、机械化衬砌结构型式应用效果进行分析，研究综合效益。1．4研究指导思想及技术路线1．4．1研究指导思想为保证工程质量，满足工程规模及水质、水量的要求，对济平干渠衬砌工程研究提出了以下

5、指导思想：(1)针对渠床的地层岩性，确保衬砌坚固稳定，满足规范规定的防渗效果；(2)分析地下水动态埋深与设计水位或设计渠底的关系，研究地下水对各项设计防护目标的影响，将排水、降水工程研究放在优先考虑的位置；(3)依据工程所处地理位置，分析不利的气象参数、设计冻结深度，研究削减冻胀量的有效措施；(4)借鉴国内外渠道防渗衬砌和结构材料的最新研究成果，拓展研究思路和方法，求实与创新并举；(5)充分发挥机械化衬砌设备施工的优质高效性能，以及人工半机械化施工的特点，并从经济性、耐久性和施工条件考虑，研究并提出既能满足设计标准要求，又能充分发挥机械化衬砌设备优质高效特点的型式新颖，结构周密，安全可靠

6、，造价低廉的防渗衬砌型式。山东大学硕士学位论文1．4．2技术路线4【边界条件的分析研究上【新材料的分析筛选土【研究提出新衬砌结构型式土■【现场试验土【观测上【修改完善1Lf推广应用图1．1技术路线图山东大掌硕士掌位论文第二章济平干渠工程概况2．1工程概况南水北调东线一期工程东平湖～济南段输水工程(以下简称“济平干渠工程’’)是南水北调胶东输水干线的首段工程，其输水线路位于山东省西部，北临黄河，与海河流域的聊城市、德州市隔河相望，南靠泰山，西接东平湖，东至山东省省会城市——济南，途经泰安市的东平县、济南市的平阴县、长清区和槐荫区，至济南市的小清河源头睦里跌水下，输水线路全长90．055km

7、。线路布置详见附图。济平干渠工程设计输水流量为50m3／s，加大输水流量为60m3／s；渠首引水闸按远期供水规模建设，设计水位为39．30m，设计输水流量为90m3／s，校核流量为100m3／s。南水北调第一期工程向济南、滨州、淄博、东营、潍坊、青岛、烟台、威海8市的47个县、市、区送水，输水时间为10月份至翌年的5月份，95％保证率时渠首设计引水天数为243天，年引水10．26亿m3。输水渠采用梯形明渠全断面防渗衬砌型式，设计渠底