摘要：山区的渠道工程建设，目前一般采用水泥砂浆砌条石防渗。该防渗工艺虽能就近取材，但防渗效果不理想，河砂运输困难，建设活动对环境影响大。四川省平昌县利用hec土体固结剂作为胶凝材料，在渠道防渗工程中进行了应用研究，取得了满意的效果，克服了前述防渗工艺的不足，为山区的渠道防渗提供了全新的施工方案，具有较大的推广应用价值。
关键词：水利 新技术 hec土体固结剂 防渗 应用
一、概述
hec土体固结剂全称“hec高强高耐水土体固结剂”，是武汉大学研制的一种新型胶凝材料，近年来广泛应用于包括三峡、黄河小浪底等工程中，被国家科学技术部列入“九五”国家科技成果重点推广计划项目。用其固结的材料范围广，尤其是可以充分利用当地各种土料作建材，能使工程总造价下降20%左右。并且具有早期强度高、后期强度稳定发展、水稳定性好、耐久性好等特点。hec产品目前在四川省水利工程建设中还处于试点应用阶段。平昌县选用适合水利项目及基础工程的hec-1产品，研究在川东丘陵区hec与不同土体，采用不同配比在渠道防渗工程中应用的可行性、技术优越性，总结了配合比方案、施工技术要点。
二、实验
项目实验设计指标为：防渗体强度≥c5，抗渗标号≥s5。
hec产品外观与水泥相近，同为粉末状材料，其固结对象为土体，与水泥固结砂砾石的施工工艺不一样。试验按sl237-1999《土工试验规程》、dl/t5150-2001《水工混凝土试验规程》的原则方法进行。实验方案为：
1、在当地取两种分布较广并具有代表性的土样作土工试验；得到土样的物理指标，对土样定名。该试验由四川省水利水电勘测设计研究院水电科研所承担。
2、无侧限抗压试验。取两种土样分别以10%、12%、15%的hec含量做抗压试件，模具为7.07cm×7.07cm×7.07cm标准试模，分二层夯筑成型，试件24小时脱模，洒水养护七天。该试验由平昌县建筑质量监督检验所承担。
3、取两种土样分别以12%、15%的hec含量做抗渗试件，试模尺寸为高15cm，上口直径17.5cm，下口直径18.5cm，分四层夯筑成型，试件24小时脱模，洒水养护七天。抗渗试验由四川省水利水电勘测设计研究院水电科研所承担。
4、取两种土样分别以15%的hec含量用振捣法在u型渠模具内预制渠槽，该试验由平昌县水槽预制构件厂承担。
5、取两种土样分别以15%的hec含量用u型渠液压成型机压制渠槽。该试验由平昌县水槽预制构件厂承担。
试验成果为：
1、两种土样分别定名为粘土、重壤土，同属粘性土，其物理指标如下表：
|
指 土 标 样 |
比 重
ds |
液 限 wl (%) |
塑 限 wp (%) |
塑性 指数 ip |
分散 度 (%) |
天 然 含水量 w (%) |
最 大 干密度 ρdmax (g/cm3) |
最 优 含水量 wo (%) |
|
粘 土 |
2.67 |
42.1 |
20.2 |
21.9 |
39.7 |
13.6 |
1.64 |
20.4 |
|
重壤土 |
2.69 |
37.0 |
21.7 |
15.3 |
43.6 |
14.9 |
1.69 |
17.7 |
项目
2、试件七天抗压强度如下表：
|
土 强 样 度(mpa) |
10% |
12% |
15% |
|
粘 土 |
4.08 |
4.62 |
5.89 |
|
重壤土 |
3.97 |
4.45 |
5.46 |
hec含量
两种土样掺和hec的含量越高，其抗压强度越高；按15%hec含量配制的试件其七天抗压强度能够达到设计抗压强度。
3、试件七天抗渗试验采用逐级加压法，经历时间16h-18h，终了水头20m-60m，成果如下表：
|
土 渗透系 样 数k(cm/sec) |
12% |
15% |
|
粘 土 |
0.53×10-8 |
0.27×10-8 |
|
重壤土 |
5.56×10-8 |
3.83×10-8 |
hec含量
两种配比制作的试件其渗透系数均远远小于设计渗透系数1×10-5cm/s，达到设计抗渗要求。
4、利用钢模用插入式振捣棒预制u型渠槽。钢模长100cm，设计预制件厚5cm，采用直连式单相振动棒(z1d-01-35)，功率0.60kw，振动棒直径3cm。利用该套模具制作“hec—土料”混凝土u型渠槽没有成功，其主要原因是由于土料的粒径细微，c值较砂大，与hec拌合后，其坍落度很低，流动性差，在机械振捣作用下拌合物迅速在振动棒周围结团，不能在模具内形成均匀密实的预制件。结论是仅靠振动施工无法完成预制构件的工作。
5、压制“hec—土样”混凝土u型渠槽。液压u型渠成型机的压力为50kg水压，能够生产长50cm的各型u型渠槽(安装不同型号的u型渠模具)，分层压制成型，立即脱模。该试验未能成功。其原因是虽然在模具表面抹了一层矿物油，但是土料的粘性大，脱模时“hec—土料”拌合物粘附在模具表面，不能形成一个完整的构件，而且需经五次压制才能达到设计密实度，工效低。
以上试验结论为：对我县分布较为广泛的粘土、重壤土按hec∶土料∶水为1∶(5—6)∶(0.4-0.5)的配合比配制“hec—土料”混凝土，采用夯筑方式制作的构件能够达到强度≥c5、渗透系数k≤1.0×10-5cm/s的设计要求，能够满足水利工程渠道防渗体的各项指标，其要点是土料含水量控制在20%以内，hec拌合料含水量控制在22%以内。
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