Tecnología anti-filtración Baojixia en Baojixia
El distrito de riego de Baojixia está situado en la parte central y occidental de Guanzhong, Shaanxi. La principal fuente de agua es la escorrentía del río Wei, con un caudal de desvío de 95 metros cúbicos/segundo. condados (distritos) de Baoji, Yangling, Xianyang y Xi'an 2,916 millones de tierras de cultivo. El área de riego cuenta actualmente con 6 canales troncales principales con una longitud de 421,6 km; 77 canales ramales con una longitud de 680,08 km y 1956 canales de cangilones con una longitud de 1191,669 km; Los canales y edificios están básicamente completos.
Desde la apertura del riego en la zona irrigada, se han utilizado un total de 27,4 mil millones de metros cúbicos de agua del río Weihe y se han irrigado 220 millones de acres de tierra. Las condiciones de producción agrícola en la zona irrigada. han mejorado mucho y desempeñan 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 lo antiguo y lo nuevo, el diseño del proyecto es largo y ancho, y las condiciones geológicas e hidrogeológicas son muy complejas, además, debido a las limitaciones del nivel técnico original. Las condiciones económicas durante la construcción, los estándares de diseño de ingeniería no son altos y el proyecto no es compatible, algunos canales principales y la mayoría de los canales secundarios no han sido tratados con prevención de filtraciones. Después de décadas de funcionamiento en canales revestidos con hormigón para evitar filtraciones, 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 ahorro de agua y apoyo a la continuación del distrito de riego, el proyecto del Banco Mundial de los nueve principales distritos de riego en Guanzhong, provincia de Shaanxi, y el proyecto de desarrollo agrícola integral, el distrito de riego utilizó nuevos materiales y tecnologías en el trabajo de prevención de filtraciones de canales y las ha desarrollado. Los nuevos equipos han logrado resultados muy notables. La zona de riego ha adquirido un aspecto completamente nuevo y el efecto de ahorro de agua es muy significativo. Ahora analicemos algunos problemas técnicos con usted. El distrito de riego de Baojixia tiene una gran cantidad de canales principales, canales secundarios y canales de cangilones con diferentes tamaños de flujo, y todos los revestimientos de los canales se basan en proyectos existentes. Por lo tanto, elegir una forma de sección transversal razonable no sólo puede reducir la cantidad de relleno en el proyecto, acortar el período de construcción y reducir los costos, sino también mejorar las condiciones del flujo de agua, reducir la sedimentación, reducir el daño por heladas y extender la vida útil de el proyecto. La forma estructural de la sección anti-filtración del canal en el área de riego se determina principalmente en función del tamaño del flujo del canal y las condiciones reales del proyecto, es decir, la fuente de tierra de relleno cerca del proyecto, el período de construcción. , la calidad de la construcción del suelo de relleno y otras condiciones, así como años de experiencia práctica en proyectos de reconstrucción de canales. Generalmente se divide en las siguientes cuatro situaciones:
1. metros cúbicos/segundo, elija una sección trapezoidal en el pie del talud del arco o una sección trapezoidal
2 El caudal de diseño es entre 3-9.0 metros cúbicos m/s, elija una sección trapezoidal con un arco; fondo o una sección trapezoidal con un fondo en forma de arco;
3. Cuando el flujo de diseño sea de 1 a 3 metros cúbicos/segundo, elija una sección trapezoidal con un fondo en forma de arco o una sección en forma de U;
4. Cuando el caudal de diseño sea inferior a 1,0 metros cúbicos/segundo, elija una sección en forma de U.
La sección trapezoidal con pie inclinado en forma de arco o la sección trapezoidal con fondo de arco se usa ampliamente en canales principales y secundarios debido a que está cerca de la sección hidráulica óptima, la velocidad del flujo se distribuye uniformemente y es fácil de extraer arena. y reduce la sedimentación al mismo tiempo, también puede mejorar la distribución desigual de la deformación por heladas en los canales anti-filtración, y el fondo del canal tiene un cierto efecto anti-arco, por lo que puede reducir el daño del hormigón por heladas; losas y reducir grietas y desplazamientos.
En comparación con la sección trapezoidal, la pérdida de transmisión de agua por kilómetro de la sección en forma de U se puede reducir en un 3,7 y el efecto antifiltración es el mejor. 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, su rendimiento contra las heladas es alto, el grado de agitación por heladas es solo 1/3-1/4 del trapezoide; Es de fácil gestión, requiere menor inversión, ocupa menos espacio y tiene un mayor grado de mecanización de construcción. Se utiliza ampliamente en proyectos de canales secundarios más pequeños y proyectos de canales de cangilones y desvíos en áreas de riego. El diseño original del distrito de riego de Baojixia utilizaba un único material antifiltración, como hormigón o mampostería. Aunque tiene ciertas propiedades antifiltración, también puede adaptarse a caudales elevados. Sin embargo, años de práctica operativa han demostrado que es difícil lograr el efecto antifiltración y la durabilidad esperados. Posteriormente, se colocó material de membrana de cloruro de polivinilo debajo de la losa de concreto. Aunque jugó un cierto papel en la prevención de filtraciones, esta forma de antifiltración requirió colocar una capa de transición de 2 a 3 cm de espesor de tierra de cal o mortero de cemento de baja calidad encima. La membrana plástica actúa como un dieléctrico para proteger la película de daños. En la construcción real, la relación de pendiente dentro del canal es generalmente entre 1:1 y 1:1,25. La capa de transición de 2 a 3 cm de espesor no es fácil de operar, y cuando el canal tiene agua corriente, la capa de transición a menudo falla en canales con. Muchas juntas serán arrastradas o ahuecadas por el flujo de agua, causando daños generales a la losa de concreto superior o 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 antifiltración. Es decir, un geotextil de tela y un geotextil de membrana. Debido a su alta resistencia a la tracción, buena capacidad antipenetración y rendimiento antienvejecimiento, no hay necesidad de una capa de transición. Además, la fricción superficial del geotextil es grande y el efecto antideslizante es bueno, lo que lo hace fácil. para instalar o verter 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, a excepción de algunos cubos y subcanales en áreas de riego, la mayoría de los proyectos antifiltración de canales principales y secundarios adoptan esta estructura compuesta de placa y membrana, es decir, se utiliza una tela y un material geotextil flexible de membrana como antifiltración. y encima se utiliza material rígido de hormigón C15. El material se utiliza como capa protectora, con un espesor generalmente de 7 a 10 cm. Esta capa protege principalmente el material de la película contra daños por fuerzas externas y evita que envejezca. para extender la vida del proyecto. Los dos materiales aprovechan las fortalezas de cada uno y evitan sus debilidades, mostrando un desempeño económico y técnico obvio. En la actualidad, ha sido muy utilizado en zonas de regadío. Sus principales ventajas son las siguientes:
1. Buen efecto antifiltración. Su cantidad de fuga es 1/6 de la de los materiales antifiltraciones de hormigón simple, 1/13 de la de los materiales de mampostería y 1/21 de la de los canales de tierra no antifiltraciones.
2. Ampliar la vida útil del canal. El material de la membrana abierta es antifiltración y tiene una vida útil corta debido al envejecimiento severo. Sin embargo, si se coloca bajo una capa protectora, su vida útil es de más de 30 años según estudios experimentales. Al mismo tiempo, la capa antifiltración del material de la 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 de la capa antifiltración del material de la membrana, su espesor se puede reducir de 10 a 14 cm cuando el hormigón es antifiltración a 7 a 10 cm. Aunque la inversión en la compra de geotextiles es ligeramente mayor que la inversión ahorrada al diluir el concreto, reduce los daños por heladas y puede 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 existe una contradicción común entre la construcción y el tiempo de flujo de agua. Se adopta una estructura compuesta de placa-membrana y el fondo del canal se moldea en el lugar. La losa de la pendiente se puede prefabricar con anticipación durante el período de riego y construir durante el período sin riego, lo que no solo evita el conflicto entre. construcción y flujo de agua, pero también acorta el período de construcción y reduce la inversión. 1. Relleno y excavación de zanjas de cimentación de canales anti-filtración
En los últimos años, el revestimiento de canales en el Distrito de Riego de Baojixia se ha realizado sobre canales antiguos, ya que los canales originales son en su mayoría canales de tierra con secciones trapezoidales. Se han utilizado para el transporte acuático a largo plazo y se han convertido en secciones irregulares en forma de arco debajo de la superficie del agua. Nuestro método de tratamiento para esto es el siguiente:
① Si el contenido de agua de la base del canal es muy grande o incluso está saturado, para la construcción de relleno, se debe detener el agua con anticipación para permitir que el suelo de la base se seque. , o use drenaje. Reduzca el contenido de humedad volteándolo y secándolo.
② Para proyectos importantes de canales troncales y ramales con gran desbordamiento o proyectos con requisitos anticongelantes, se deben utilizar métodos como el reemplazo y el relleno del suelo.
③ Para canales secundarios, cangilones y subcanales con un caudal inferior a 2,0 metros cúbicos/segundo, primero se debe realizar el dragado y la base del suelo y luego rellenarlo. Al llenar, primero llene toda la zanja del canal hasta la elevación de diseño (laminada en capas, el espesor de cada capa de suelo, durante la construcción mecánica, no más de 30 cm, durante la construcción manual, no más de 20 cm), y luego use una U Zanjadora en forma de excavación, y finalmente complementada con inspección manual y trabajos de recorte repetidos hasta que se cumplan los requisitos de diseño de la sección de la capa antifiltración.
④ Para proyectos de canales troncales y ramales con una capacidad superior a 2,0 metros cúbicos por segundo, debido a la gran cantidad de movimiento de tierras a rellenar en toda la zanja del canal, a menudo se utiliza un relleno parcial para el relleno. 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 un compactador eléctrico tipo rana. Durante la excavación, solo se debe excavar la parte de 50 cm del suelo que se ensanchó durante el llenado, y luego se debe recortar la zanja de cimentación del canal de acuerdo con el método de recorte de zanjas hasta que se cumplan los requisitos de diseño.
2. Procesamiento y colocación de geomembrana
Este proceso incluye corte, unión, colocación y otros trabajos.
Después del cálculo teórico y considerando el factor de seguridad de la aplicación práctica, las especificaciones de la geomembrana compuesta utilizada en el Área de Riego de Baojixia son una tela y una película, siendo la capa superior un geotextil de 100-150 g/ Metro cuadrado (según el flujo del canal, la sección transversal, la profundidad del agua, etc. se determinan específicamente. Su fricción superficial 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 película de cloruro de polivinilo de al menos 0,25 mm de espesor, que es el principal material antifiltración.
①Corte: El material de geomembrana enrollado debe cortarse de acuerdo con el tamaño de la sección transversal de la zanja base de la membrana y la longitud de cada sección. Al realizar la colocación vertical, primero calcule la cantidad requerida de materiales de membrana de acuerdo con el tamaño de la sección transversal de la zanja de cimentación. En la colocación horizontal, la longitud de la sección transversal de la zanja de cimentación se considerará como un marco. La longitud de corte debe ser tal que la pieza grande de material de membrana sea cómoda de manipular y colocar. 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 membranas incluyen uniones traslapadas, soldadura y unión. En los últimos años, el Distrito de Irrigación de Baojixia ha reemplazado en gran medida las uniones de solape simples y las uniones adhesivas con soldadura mecánica. El ancho de superposición durante la soldadura generalmente no es inferior a 10 cm y se utiliza soldadura de doble costura.
③Colocación: después de que la zanja de cimentación haya pasado la inspección, rocíe agua sobre la superficie de la zanja de cimentación para humedecerla y garantizar que el material de la membrana se pueda unir firmemente al lecho de cimentación. Cuando se colocan verticalmente, los materiales de membrana a gran escala procesados de acuerdo con las dimensiones diseñadas se apilan en forma de "caja de piano", y primero se colocan horizontalmente en el canal aguas abajo, y luego se suelda un extremo a los materiales de membrana previamente colocados o al edificio original en el sitio, y luego estirar y extender aguas arriba. Cuando se coloca horizontalmente, se coloca de una orilla del canal a la otra orilla a través del fondo del canal. En resumen, la velocidad de colocación de la película debe coincidir con la velocidad de colocación o vertido del hormigón. La película debe colocarse el mismo día y la losa de hormigón debe verterse el mismo día para evitar que el material de la membrana quede expuesto durante demasiado tiempo.
3. Instalación y vertido de losas de hormigón
Para garantizar el efecto antifiltración y la durabilidad de los canales antifiltración de hormigón, además de un diseño correcto y razonable, el nivel También se debe mejorar la tecnología de la construcción, garantizar la calidad de la construcción y lograr alta calidad, economía y seguridad.
El Distrito de Irrigación de Baojixia ha otorgado gran importancia a este trabajo en los últimos años, hasta ahora, ha desarrollado una serie de maquinaria y equipos de construcción para garantizar la calidad y el progreso del proyecto. Los proyectos de filtración se han desarrollado hacia la semimecanización y la mecanización.
①Parte de los proyectos de revestimiento de canales secundarios y de cangilones y canales secundarios
La máquina de revestimiento de canales en forma de U desarrollada por la Administración ha sido ampliamente utilizada. Su estructura es simple y fácil de operar. , el progreso de la construcción es rápido y el concreto es de alta calidad, superficie del canal lisa, gran capacidad de suministro de agua y buena resistencia a las heladas. Los productos están disponibles en diez especificaciones desde D80 a D200. En 1992, la Oficina de Administración desarrolló la máquina de revestimiento de hormigón con canales CU4 basándose en la experiencia resumida. Es un producto actualizado de la máquina de revestimiento en forma de U que supera las deficiencias de la máquina de revestimiento original (primero, las máquinas de tracción y revestimiento). están separados, hay dos equipos y dos conjuntos de energía, es inconveniente de operar y controlar durante la construcción, y la inversión en equipo es relativamente grande, en segundo lugar, no hay un mecanismo de corte de costuras y prensado de bordes, lo que requiere procesamiento manual. que consume mucho trabajo, mucho tiempo y tiene poca integridad, etc.). En la actualidad, los productos desarrollados y producidos en especificaciones como CU4-30, CU4-40, CU4-50 y CU4-60 se han utilizado ampliamente en muchos proyectos pequeños de revestimiento de canales en áreas de riego y áreas de riego externo. Puede completar continuamente los procesos de corrección del moho del suelo, vertido y moldeado, compactación por vibración, corte de costuras y prensado de bordes de canales al mismo tiempo, lo que aumenta la velocidad del revestimiento de canales y reduce el costo del proyecto.
Además, en algunos proyectos de cucharones y desvíos también se utilizó una máquina de producción de componentes de hormigón de alta resistencia -mesa vibratoria de placas prefabricadas de revestimiento- desarrollada por la Administración. Esta tecnología utiliza un interior de doble capa de cloruro de polivinilo. membrana El proceso realiza la producción en fábrica de varios componentes, como paneles planos en forma de U completa y en forma de media U, asegurando la calidad y resistencia de los componentes prefabricados antifiltración del canal, mejorando la eficiencia de producción, reduciendo la intensidad de mano de obra de los trabajadores y los costos de producción. , y más destacado Reduce la rugosidad de los paneles prefabricados y acelera la velocidad de construcción del proyecto.
②Proyecto de canal secundario
La capacidad de flujo del proyecto del canal secundario en el distrito de riego de Baojixia es principalmente de entre 2 y 5 metros cúbicos/segundo, y la sección trapezoidal de fondo de arco se utiliza en el diseño. En muchas secciones de canales de alto relleno, para adaptarse a la deformación y los daños por asentamiento, se utiliza hormigón C15 para los fondos de los arcos colados in situ, y las losas de pendiente son losas prefabricadas. El espesor es generalmente de 7-8 cm. Los paneles prefabricados se pueden prefabricar con anticipación utilizando la producción en fábrica durante el período de suministro de agua del canal, lo que no solo acorta el período del proyecto, garantiza la calidad del proyecto, alivia la contradicción entre la construcción y el suministro de agua de riego, sino que también resuelve el problema del asentamiento desigual de Hormigón colado en obra. Grietas inevitables por motivos. Al instalar paneles prefabricados, se utilizan guías para colocarlos. Los trabajadores de la construcción deben usar zapatos con suela de goma o zapatos con suela blanda. Está estrictamente prohibido usar zapatos con púas. No está permitido descargar paneles de concreto sobre la membrana. y utilizar taladros de acero puntiagudos como herramientas para proteger la geomembrana de daños. En el tramo del canal con una base estable, el hormigón se vierte integralmente.
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. Esta máquina llena el vacío en la maquinaria de conformado de una sola pasada para el revestimiento de canales de sección grande. Es una máquina de revestimiento de hormigón combinada móvil que integra vibración, moldeado y moldeado de hormigón basándose en un resumen de los tipos actuales de máquinas de revestimiento de hormigón manuales y mecánicas. Resuelve los defectos que durante mucho tiempo han preocupado a las personas en los proyectos de revestimiento, como la deshidratación del concreto, la vibración desigual, la mala densidad, la formación de concreto no estándar, la fácil deformación, las juntas de expansión que requieren construcción secundaria y otros defectos causados por la vibración retardada del concreto en el almacén. Tiene funciones sobresalientes como recorrido corto del flujo de concreto que ingresa al silo, vibración suficiente y uniforme, especificaciones de formación de placas de concreto, cierre de lechada de placas de concreto, incrustación densa simultánea de juntas de expansión, ahorro de mano de obra, ahorro de material y fácil operación. Es adecuado para el revestimiento de hormigón de varios canales con una relación de pendiente interna de entre 1:1 y 1:1,25. Desde la aplicación de la construcción antifiltración, ha sido plenamente reconocido por líderes y expertos de todos los niveles debido a su alta calidad y rapidez. rapidez y fácil operación.
③Proyecto del canal principal
La capacidad de flujo de los canales principales en el área de riego del desfiladero de Baoji es superior a 20 metros cúbicos por segundo. El diseño adopta secciones trapezoidales y trapezoidales con patas de arco. la mayoría de sus revestimientos son de construcción mecanizada. La maquinaria de revestimiento es la máquina de revestimiento SDQTZ (trapezoide) desarrollada y producida por nuestra oficina. Para trapecios con patas arqueadas, solo se pueden aplicar ligeros cambios en el marco del tubo horizontal del panel de la máquina de revestimiento.
En resumen, el Distrito de Irrigación de Baojixia ha logrado cierta experiencia y resultados en la adopción activa de nuevos materiales, nuevas tecnologías, nuevos procesos e investigación y desarrollo de nuevos equipos en proyectos de revestimiento antifiltración de canales en los últimos años. El número total de proyectos de revestimiento ha sido de 148 kilómetros de canales secundarios, 43 campos de rendimiento medio y bajo, más de 200 canales de cangilones revestidos y una longitud total de 316 kilómetros. La implementación del proyecto ha mejorado enormemente el coeficiente de utilización de los canales en el área de riego, 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 volumen anual de ahorro de agua es de aproximadamente 7 millones. Metros cúbicos El efecto de ahorro de agua es muy significativo. *** Mejoró el área de riego en 1,94 millones de acres y amplió el área de riego en más de 30,000 acres, lo que ha traído enormes beneficios sociales al área de riego, mejoró la capacidad del área de riego para resistir desastres naturales, promovió el ajuste del estructura agrícola de la zona de riego, aumento de la producción agrícola y aumento de los ingresos de los agricultores, y logrado La asignación racional de los recursos hídricos en las zonas de riego 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 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- La tecnología de ingeniería de filtración en el área de riego del desfiladero de Baoji se ha vuelto más mecanizada. Ha sentado una base sólida para la futura lucha contra la filtración de canales e incluso la realización de una modernización de la conservación del agua en las zonas de riego.