一種利用土壤固化材料修建蓄水設施的施工方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種利用土壤固化材料修建蓄水設施的施工方法，采用土壤固化劑和黃土、水制成干性混合料，然后在模板支護條件下將混合料夯實，形成水窖，該方法制備的水窖具有較高的強度和防滲性能，能夠滿足水窖對防滲和耐久性需求，且水質較好；干性施工工藝施工較為方便，施工成本低。本發(fā)明專利技術對推動水資源缺乏地區(qū)尤其是干旱半干旱地區(qū)的雨水集蓄利用技術發(fā)展具有重要的實用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬旱區(qū)農業(yè)生活、生產與生態(tài)環(huán)境建設節(jié)水、蓄水及保水
，主要涉及修建蓄水設施的材料與工藝，特別是一種利用土壤固化材料修建蓄水設施的方法，該方法適用于農村的蓄水設施，如水窖、水窯、水池、魚塘、塘壩等防滲處理。
技術介紹
我國是一個干旱缺水國家，人均水資源占有量2200m3，僅為世界人均占有量的1/4，現仍有2.5億人飲水困難，約占全國總人口的20％，其中部分人口位于劣質苦咸水地區(qū)，利用水窖收集的雨水是重要水源；我國旱地面積約11億畝，占我國耕地面積的60％左右，無灌溉設施與水源條件，只能依靠天然降水資源維持作物生長。實現旱作農田作物高產、穩(wěn)產的根本措施是如何有效的提高天然降水資源的利用率和利用效率。實踐證明，集雨補充灌溉農業(yè)是實現上述目標的有效途徑。不僅如此，我國由于受季風氣候影響，降雨過分集中，且時空分布不均，使得降雨與作物需水時間不同步，導致常年干旱和季節(jié)性干旱嚴重。理論和實踐證明，雨水集蓄利用技術是解決水資源缺乏地區(qū)尤其是干旱半干旱地區(qū)人們生產生活用水的有效途徑。蓄水設施如水窖是該技術體系的重要內容，也是其關鍵技術之一。目前，修建水窖材料多采用紅膠泥、水泥砂漿、混凝土或塑料布等。紅膠泥具有良好的防滲性能和較好的水質，但是材料難以獲得，而且施工工藝極為煩瑣，目前基本不采用；水泥砂漿和混凝土材料具有良好的耐久性和防滲性能，目前多采用，但是由于砂石等原材料的缺乏等原因使得成本較為昂貴，且水質不斷受到質疑；膜料防滲效果較好，但是耐久性較差。這些材料的缺點極大地限制了雨-->水集蓄利用技術的發(fā)展與利用。因此，尋求一種經濟、高效、環(huán)保，且便于施工的新型蓄水設施材料及其施工工藝一直是亟待解決的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種利用土壤固化材料修建蓄水設施的施工方法，該方法采用土壤固化材料，利用固化土干性施工技術，通過固化土代替水泥等材料防滲，達到防滲蓄水的目的。為了實現上述任務，本專利技術采取以下的技術解決方案：一種利用土壤固化材料修建蓄水設施的施工方法，其特征在于，該方法采用土壤固化劑和黃土、水制成干性混合料，然后在模板支護條件下將混合料夯實，形成水窖(蓄水設施)，其特征在于，至少包括以下步驟：1)將水窖按要求開挖成型，并將水窖的內表面處理成毛面；2)將窖底地基進行翻夯，翻夯后的干密度不小于1.8g/cm3，窖底厚度為20cm～25cm，并使窖底地基平整；3)按水窖用料重量的1.2倍準備土料，土料粉碎后過10mm土壤篩，并檢測土料的含水率，保持土料的含水率為(1.15wop+2)％，其中wop表示最優(yōu)含水量；4)在土料中加入土壤固化劑，土壤固化劑與土料的重量比為1∶10，然后攪拌均勻，得到固化土混合料；5)將固化土混合料按照松鋪系數1.2～1.3攤鋪窖底，然后將攤鋪后的固化土混合料夯實，夯實密度不小于1.8g/cm3，固化窖底厚度不小于30cm；6)窖底制成后，按照水窖形狀用模板和腳手架制作窖壁防滲層支護，使窖壁厚度不小于10cm；7)將固化土混合料層層填入模板內，分層制作窖壁，每層防滲層厚度不超過20cm，并進行夯實，夯實密度不小于1.7g/cm3，夯實過程中，層與層之間表面進行拉毛處理；-->8)水窖制作結束12h～18h后，先對窖底和窖壁灑水養(yǎng)護2d，以保持窖底和窖壁的表面濕潤，待固化土形成一定強度后，按水窖容積注入0.02倍～0.04倍體積的水，封閉水窖口部，繼續(xù)養(yǎng)護10d即可。采用本專利技術的方法修建的水窖，結合粘土水窖與混凝土水窖的優(yōu)點，滲透系數＜10-8cm/s，使用壽命可達15～20年，與混凝土水窖基本相同，而且對環(huán)境無污染，其建造成本僅為混凝土水窖建造成本的三分之一，且水質優(yōu)于混凝土水窖；具有較高的強度和防滲性能，能夠滿足水窖對防滲和耐久性的需求；施工較為簡便，降低了施工成本。特別適用于廣大黃土高原和其它無砂石料地區(qū)，對推動旱區(qū)集雨補灌農業(yè)的發(fā)展具有重要的實際意義。附圖說明圖1是土壤固化材料修建水窖示意圖；其中，(a)是主視圖，圖(b)是(a)圖的A處局部放大圖；圖2是施工流程示意圖；圖3是實施例的具體施工示意圖。以下結合附圖和專利技術人給出的具體實施例對本專利技術作進一步的詳細描述。具體實施方式本專利技術是利用專利技術人擁有的土壤固化材料專利技術修建蓄水設施的施工方法，其施工的原材料包括土壤固化材料、土壤、水等，主要設備為攪拌機、摸板、腳手架、鐵锨、泥刀、瓦刀、石夯等。以下是專利技術人給出的實施例：參見附圖，按照圖1給出的水窖在地面以下開挖水窖1，制作進水管1與沉淀池相連接。圖1(b)是圖1(a)圖的側壁A處局部施工放大圖樣。本實施例所采用的土壤固化劑是申請人專利技術的MBER土壤固化劑(中國專利，專利號：zL?200410073273.5)，土料采用楊凌黃土。-->按需求根據相關規(guī)范設計水窖2；按照圖3的施工示意圖進行：1)施工放樣：按照凈尺寸以及開挖尺寸進行施工放樣，應布設中線、邊線，在樁上應設標記，進行高程測量，標出水窖2的設計高度；2)開挖并翻夯窖底：將水窖開挖出來，并將水窖內表面處理成毛面。將窖底地基進行翻夯，翻夯后的干密度不小于1.8g/cm3，窖底厚度為20cm～25cm，并使窖底地基平整；3)混合料準備：粉碎土塊：按設計用料1.2倍重量將土塊進行粉碎，過10mm土壤篩；灑水悶料：檢測土中的含水率，宜在(1.15wop+2)％左右，其中，wop表示最優(yōu)含水量，當不能滿足要求時，應對土采取灑水或晾干處理措施。拌和混合料：計算土壤固化劑材料的用量，按固化劑與土重量1∶10用量，將土壤固化劑加入土中進行攪拌，使其均勻并使其含水量達到設計要求；4)將固化土混合料按照1.2～1.3的松鋪系數進攤鋪形成窖底地基5，將窖底地基5進行翻夯到設計厚度(不小于30cm)，固化窖底地基5的干密度不應小于1.8g/cm3，并使其較為平整。5)窖壁支護：采用模板和腳手架按不小于10cm窖壁厚度進行支護。6)夯實窖壁：將固化土混合料填入水窖模板內，按照每層不大于20cm的厚度進行夯實，層與層之間需要拉毛處理；7)養(yǎng)護：砌筑結束12～18h后及時養(yǎng)護，經常保持表面濕潤。灑水養(yǎng)護2d后，在蓄水設施中注入設計蓄水容積的(0.02～0.04)倍體積水，密封蓄水設施口，繼續(xù)養(yǎng)護10d即可。8)養(yǎng)護期間，在水窖頂部上方覆混凝土蓋板，混凝土蓋板縫之間采用水泥砂漿進行粘合處理，防止上層雜質落入水窖中。9)在混凝土蓋板上覆蓋約35cm的土層，要求密實。-->10)水窖的扶手及水管最好在施工工程中進行安裝到位。申請人對上述實施例制作的水窖進行了力學指標和抗?jié)B系數的測試，結果表明，固化后的土體7d無側限抗壓強度在1.72Mpa～278Mpa之間，滲透系數在n×10-7～n×10-8cm/s之間，屬于相對不透水層。說明土壤經過固化劑處理后，具有良好的防滲效果和強度，能夠滿足修建水窖等蓄水設施的要求。當然，也可以采用市售常規(guī)的高性能土壤固化材料，按照上述實施例的步驟，同樣也能夠滿足修建水窖等蓄水設施的要求。-->本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用土壤固化材料修建蓄水窖的施工方法，其特征在于，至少包括以下步驟：１）將水窖按要求開挖成型，并將水窖的內表面處理成毛面；２）將窖底地基進行翻夯，翻夯后的干密度不小于１．８ｇ／ｃｍ↑［３］，窖底厚度為２０ｃｍ～２５ｃｍ，并使窖底地基平 整；３）按水窖用料重量的１．２倍準備土料，土料粉碎后過１０ｍｍ土壤篩，并檢測的土料的含水率，保持土料的含水率為（１．１５ｗ↓［ｏｐ］＋２）％，其中ｗ↓［ｏｐ］表示最優(yōu)含水量；４）在土料中加入土壤固化劑，土壤固化劑與土料的重量比為１∶１０ ，然后攪拌均勻，得到固化土混合料；５）將固化土混合料按照松鋪系數１．２～１．３攤鋪窖底，攤鋪后的將固化土混合料夯實，使窖底部厚度不小于３０ｃｍ；６）窖底制成后，按照水窖形狀用模板和腳手架制作窖壁防滲層支護，使窖壁厚度不小于１０ｃｍ；７ ）將固化土混合料層層填入模板內，分層制作窖壁，每層防滲層厚度不超過２０ｃｍ，并進行夯實，夯實密度不小于１．７ｇ／ｃｍ↑［３］，夯實過程中，層與層之間表面進行拉毛處理；８）水窖制作結束１２ｈ～１８ｈ后，先對窖底和窖壁灑水養(yǎng)護２ｄ，以保持窖底 和窖壁的表面濕潤，待固化土形成一定的強度后，按水窖容積注入０．０２倍～０．０４倍體積的水，封閉水窖口部，繼續(xù)養(yǎng)護１０ｄ即可。...

【技術特征摘要】
1.一種利用土壤固化材料修建蓄水窖的施工方法，其特征在于，至少包括以下步驟：1)將水窖按要求開挖成型，并將水窖的內表面處理成毛面；2)將窖底地基進行翻夯，翻夯后的干密度不小于1.8g/cm3，窖底厚度為20cm～25cm，并使窖底地基平整；3)按水窖用料重量的1.2倍準備土料，土料粉碎后過10mm土壤篩，并檢測的土料的含水率，保持土料的含水率為(1.15wop+2)％，其中wop表示最優(yōu)含水量；4)在土料中加入土壤固化劑，土壤固化劑與土料的重量比為1∶10，然后攪拌均勻，得到固化土混合料；5)將固化土混合料按照松鋪系數1.2～1.3攤鋪窖底，攤鋪后的將固化土混合料夯實，使...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：高建恩，樊恒輝，孫勝利，王廣周，楊世偉，
申請(專利權)人：西北農林科技大學，中國科學院水利部水土保持研究所，國家節(jié)水灌溉楊凌工程技術研究中心，
類型：發(fā)明
國別省市：87[中國|西安]