第二节 新工艺、新技术、新材料和新设备应用 一、引黄渠道远距离输沙技术 东营市沿黄地区人口稠密,缺少建设沉沙条渠的自然条件,长期以来,各引黄渠 道都是土渠断面,设计流量较小,挟沙能力低,大部分泥沙淤积在输水干渠内,只能 采取以挖待沉的办法被动地解决泥沙问题,时间一长,各引黄渠道上、中游段沿岸清 淤泥沙堆积如丘,不但占压大片土地,而且带来严重的环境问题。引黄渠道远距离输 沙技术就是在这种情况下提出来的,引黄渠道远距离输沙技术,就是通过调整渠道比 降,结合护面,加大设计流速,提高挟沙能力,把泥沙分散输送到田间,配合土地改 良消化解决泥沙问题的一整套技术措施。东营市水利勘测设计院近几年结合东营市大 型灌区续建配套与节水改造工程,分别在王庄灌区、胜利灌区和麻湾灌区成功地运用 该项技术,取得很好效果,通过在多次实践的基础上不断完善,该项技术日臻成熟, 并多次获得省、市优秀设计奖。 二、渠道和水库围坝护坡技术 东营市的引黄事业起步较早,为解决渠道、水库的渗漏、冲刷问题,需要对渠道、 水库进行衬砌改造。在不断总结实践经验的基础上,逐步形成以砼预制板衬砌为核心 的一整套渠道、水库围坝衬砌技术。该项技术的基本特点是以砼预制板为护面材料, 起防冲、消浪、护坡作用;以聚苯乙烯板起保温抗冻胀作用;以土工布起反滤排水作 用;以土工膜起防渗作用。渠道衬砌砼预制板以0.38×0.58×0.06米尺寸为主要 板型,砼板预制采用震动平台和翻转模新工艺。砼预制板一般都设有消浪坎,分实体 板和带孔的天龙板2种型式,砌筑分干砌和勾缝2种型式, 勾缝分干硬性水泥砂浆或膨 胀水泥砂浆勾缝2种型式。 聚苯乙烯保温板区分阴阳坡,阴坡较厚,一般为2.5~3.3 厘米;阳板较薄,一般为1.5~2.0厘米。土工布(膜)区分地下水的作用,在地下水位 高的地段,以排水反滤为主,在土坡或砂层上铺设土工布;在地下水位低的地段,以 防渗为主,在土坡或砂层上铺设土工膜。一般在土坡上铺10~15厘米厚的砂垫层,起 导水和保护土工膜(布)作用。该项技术护坡效果好,造价省,在各大灌区和多座水库 中得到很好的应用。 三、粉喷桩技术的应用 粉喷桩普遍地运用在建筑工程的地基加固中,实践证明,粉喷桩非常适应于东营 地区滨海粉砂土地基和地下水位较高的地区,用于地基加固、截渗墙和基坑支护。东 营市水利勘测设计院设计的中心城水系金水桥和防潮堤多座涵闸都采用粉喷桩加固地 基。小清河王道拦河闸地基中沿闸中心线北侧有一条顺河沙槽,宽15米,厚0.5~1.5 米, 透水性极强,设计中在上游铺盖下设置一条粉喷桩截渗墙,长38米,深7.4米, 双排套桩,水泥掺入量为15%(重量比) ;从运行情况看,截渗效果良好。广饶县高店 水库泵站基坑开挖深度达5.5米,设计中采用粉喷桩墙作支护,节省投资10万余元。 四、潜水轴流泵的引用 潜水轴流泵是水利部推广的传统轴流泵更新换代产品。由于电机与水泵构成一体, 潜入水中运行,具有传统机组无法比拟的一系列优点。如省去在安装现场复杂的轴线 对中装配工序,现场安装十分方便;水流从电机周围通过,噪声低,电机冷却条件好; 适应水位变化大的环境,省去机泵间连接长轴,提高运行安全可靠性;维护保养方便 等。东营市水利勘测设计院在新泵站建设和老泵站技术改造设计中广泛引入潜水轴流 泵,如广饶县高店水库泵站、傅窝泵站、同兴分干泵站和河口泵站、闫家泵站改造中 都采用潜水轴流泵,运行情况良好。 五、复合纤维布(FRPS)在水工建筑物加固中的应用 复合纤维布(FRPS)加固技术是利用纤维复合材料抗拉强度高、水稳定性好的特点, 通过专门的环氧树脂等粘结剂将其缠绕包裹于需加固的结构表面,起到加固的作用。 该项技术还具有施工快速简便、几乎不增加结构重量、不改变结构外形、投资较省的 优点。河口泵站和闫家泵站的技术改造都是以潜水轴流泵替代传统的轴流泵,设备恒 载增大,原泵室框架结构经多年运行,局部出现剥蚀、裂缝等现象。设计中成功地运 用碳纤维和玻璃纤维进行加固,取得较好的经济和使用效果。应用此项技术,河口泵 站原地改造比易位新建节约投资200多万元。 六、双向预应力及双面扇形斜拉结构在大跨度渡槽中的应用 这项技术借鉴斜拉桥的原理,与渡槽工作特点相结合,在槽身纵向施加预应力形 成倒T型暗主梁的基础上, 通过施加横向预应力的托梁,有效降低了主梁高度,实现 输送较大流量渡槽的大跨度跨越;同时通过施加双向预应力解决渡槽槽身裂缝控制的 难题,基本保证渡槽槽身不会出现裂缝。秦家渡槽是胜利干渠跨越广利河的枢纽建筑 物, 设计流量40立方米每秒,过水断面净宽7.5米,为避开原渡槽桩基对施工的 影响,中跨需30米。设计中采用双向预应力及双面扇形斜拉结构,取得预期的效果。 经过市科技局组织专家鉴定,认为该项技术达到国内领先水平。 七、橡胶坝技术引用 橡胶坝是把胶布锚固于底板上成封闭状,用水(气)充胀形成的袋式挡水坝,是随 着高分子合成材料的发展而出现的一种新型水工建筑物。与传统水坝(闸)相比,具有 结构简单、节约三材、运行维修方便、抗震能力强、泄洪不阻水、易做成大跨度、对 地基要求不高、造价低等优点。1998年东营市水利勘测设计院设计的东营市第一座橡 胶坝,位于支脉河上东(营)辛(店)公路桥下游400米处,为螺栓锚固枕式橡胶坝,1孔, 坝袋长60米,坝高3.7米。比建同样规模的拦河闸节约投资50%以上。 八、聚碳酸酯PC耐力板采光顶的引用 聚碳酸酯PC耐力板采光顶较传统的玻璃采光顶具有强度高 (抗冲击强度>17.6千 克/平方厘米) 、重量轻、挠度大、易安装等优点,透光率≥92%,是一种较理想的屋 顶采光材料。广利河明海挡潮闸机房设计中首次采用聚碳酸酯PC耐力板做采光顶,厚 4.5毫米,跨度4.6米,总面积600平方米, 九、垂直铺塑防渗技术 垂直铺塑是利用铺塑机边开槽边垂直铺设塑膜的技术,塑膜常用的有聚乙烯膜和 聚氯乙烯膜2种, 塑膜具有良好的隔水、粘接和适应变形的能力,渗透系数为5×10- 11厘米/秒, 是一种理想的水工防渗材料,塑膜插入地基中的相对不透水层,起到防 渗、截渗的作用。东营市南郊水库、胜利油田孤东水库等多座水库都采用垂直铺塑防 渗技术,垂直铺塑的塑膜通过围坝护坡镇脚与坝坡防渗膜粘接起来,坝体与坝基形成 一个以塑膜为主体完整的防渗体。实践证明,该项技术防渗效果十分明显。 十、钢闸门牺牲阳极防锈技术 牺牲阳极防锈是利用腐蚀电池的原理,将需要被保护的金属作为阴极,用电位比 被保护金属结构低的金属或合金(如镁合金、锌合金、铝合金等)作为阳极,通过阳极 向阴极不间断地提供电子,使被保护结构表面富集电子,不易产生离子,从而减缓腐 蚀的速度,在阴极被保护的同时,阳极不断地被消耗,故称为牺牲阳极防锈技术。这 种技术较传统的涂料、敷层、电镀等隔离防腐技术具有许多优点,安装施工简便,运 行及维护费用低,一次投资长期受益等。东营市水利勘测设计院设计的支脉河西马楼 拦河闸、小清河王道拦河闸和广利河明海挡潮闸钢闸门均采用牺牲阳极防锈技术,多 年运行实践证明,防锈效果非常好。