Rivestimento del canale: scopo, svantaggi, tipi e selezione

Leggi questo articolo per conoscere lo scopo, gli inconvenienti, l'economia, i tipi e la selezione del rivestimento del canale.

Scopo del rivestimento del canale:

L'implementazione di uno schema di irrigazione che include un esteso sistema di distribuzione è una proposta costosa. Quindi è molto necessario garantire che non si verifichino perdite ingenti durante il trasporto a causa di infiltrazioni. In pratica, tuttavia, si verificano notevoli perdite di acqua a causa di infiltrazioni nei canali di terra. Questa perdita è inevitabile a meno che il canale non sia rivestito. Si dice che un canale di irrigazione è rivestito quando il letto e i lati della sezione trasversale del canale sono protetti da materiale impermeabile o abbastanza impervio con sufficiente resistenza.

L'obiettivo principale di rivestire i canali di irrigazione con materiale impermeabile è quello di fermare le infiltrazioni, risparmiando così preziose acque di irrigazione. Quando il canale è rivestito, una notevole area aggiuntiva può essere comandata con l'aiuto del risparmio risultante dal rivestimento dei canali.

Quando un canale deve essere rivestito, il canale può essere costruito in sezioni molto più piccole rispetto a quello sfoderato in quanto non vi è praticamente alcuna perdita nei canali allineati a causa di infiltrazioni. Anche la condizione del canale è migliorata molto e, di conseguenza, richiede meno manutenzione.

L'esperienza ha dimostrato che i canali allineati controllano il water-logging nelle aree adiacenti ai canali. Canali esistenti possono anche essere allineati, ma poi i lavori di costruzione possono interrompere le forniture di irrigazione. Il canale in testa non necessita di rivestimento. La ragione ovvia è che l'acqua di infiltrazione non è completamente persa. Torna al fiume.

Tuttavia, a volte può rendersi necessario allineare il canale anche alla testa. Quindi il mantenimento del canale diventa un problema importante in quanto il livello delle acque nella zona della testa è solitamente alto e l'acqua dietro il rivestimento può creare condizioni instabili. Il rivestimento del canale di irrigazione esistente o proposto è giustificato economicamente quando il costo del rivestimento può essere recuperato dall'aumento dei benefici monetari in un periodo ragionevolmente breve.

Inconvenienti del rivestimento del canale:

Sebbene i benefici derivati ​​dal canale foderato siano così grandi, ci sono anche alcuni svantaggi.

Sono i seguenti:

io. Una volta che il rivestimento è danneggiato è difficile ripararlo.

ii. I canali allineati sono costruiti senza berme. I veicoli in movimento, i pedoni, gli animali sono soggetti a cadere nel canale direttamente in assenza di barriere di sicurezza.

iii. Il canale rivestito è una struttura permanente, quindi è difficile spostare spesso le prese.

iv. Il rivestimento di un canale può essere effettuato solo dopo aver subito forti spese.

Economia del rivestimento del canale:

Anche se il rivestimento presenta vantaggi per il suo credito, un canale rivestito costa da 2 a 2, 5 volte tanto quanto un canale non rivestito. Quindi, è molto essenziale assicurarsi prima di rivestire il canale che il costo sostenuto per il rivestimento sia recuperabile durante la vita del canale. Considerando l'economia di un rivestimento del canale è necessario valutare il beneficio effettivo e compensarli con il costo del rivestimento.

Se il valore dei benefici annuali supera il costo annuale del rivestimento, la costruzione del rivestimento del canale può essere considerata un buon investimento. I benefici indiretti possono essere considerati come un'ulteriore aggiunta al risparmio che fornirà una sana economia a un progetto di rivestimento.

Il costo annuale del rivestimento del canale comprende:

io. Interessi annuali sull'investimento medio durante la vita del rivestimento.

ii. Variazioni annue del deprezzamento.

Permettere

P essere il primo costo di rivestimento per km r essere il tasso di interesse

n essere la vita utile stimata del canale in anni (prima che sia necessario il rinnovo del canale)

d essere il deprezzamento annuale

Sarò l'onere medio annuale degli interessi.

Poi

Spesa annua di ammortamento, d = P / n = Primo costo / Vita utile

e

Interesse medio annuo per interessi, i = P / 2. r = costo medio x tasso di interesse

La ragione ovvia per prendere il costo medio è che il primo costo viene ridotto ogni anno a causa del processo di addebito dell'ammortamento. La riduzione del costo ogni anno sarà pari alla tassa di ammortamento annuale.

Quindi il costo medio annuo di rivestimento per km è

d + i = P / n + P / 2. r ................................. .. (1)

I benefici annuali effettivamente derivati ​​dal rivestimento del canale includono:

io. Risparmio nella perdita di infiltrazione

ii. Risparmio nei costi di manutenzione e di funzionamento

iii. Altri vantaggi aggiuntivi

Permettere

A essere il risparmio in perdita di infiltrazione per km di lunghezza del canale rivestito B essere il risparmio in costi di manutenzione e funzionamento per km C essere i benefici aggiuntivi.

Quindi benefici annui totali per km = A + B + C ..................... .. (2)

Ai fini della giustificazione economica, i benefici annuali di cui al punto (2) dovrebbero essere sufficientemente superiori al costo annuale in (1).

Può essere menzionato qui specialmente che se il rivestimento è pianificato prima di costruire il canale, sarebbe possibile un risparmio molto maggiore. Pertanto, a causa di maggiori risparmi complessivi, la necessità di rivestire il canale dovrebbe essere attentamente ponderata con largo anticipo e, se necessario e considerato opportuno, dovrebbe essere inclusa nel programma di costruzione originale.

Tipi di rivestimento:

I canali possono essere resi abbastanza impermeabili rivestendo la sezione del canale con vari materiali. I materiali che vengono comunemente utilizzati per il rivestimento sono cemento, mattoni, argilla pozzanghera, blocchi di pietra e carbonato di sodio, asfalto e oli stradali. I vari tipi di rivestimenti variano nel primo costo, procedura di costruzione.

Rivestimento in calcestruzzo di cemento:

Ci sono vari tipi di rivestimento in cui viene utilizzato cemento per rivestire il canale. Questo termine è riservato al calcestruzzo plastico normale o rinforzato realizzato con cemento, aggregati grossolani e fini e acqua. L'esperienza ha dimostrato che questo tipo di rivestimento è molto resistente. È in grado di ridurre le perdite dovute a infiltrazioni di circa il 90-95%. Non è possibile stabilire una regola generale per determinare lo spessore dei rivestimenti in calcestruzzo.

Tuttavia, lo spessore adeguato del rivestimento dovrebbe essere adottato per soddisfare due requisiti di base, vale a dire:

io. Impermeabilità, e

ii. Sufficiente resistenza strutturale per resistere al cracking.

È stato dimostrato dall'esperienza che per i canali di piccole dimensioni il rivestimento in calcestruzzo liscio da 4 a 6 cm di spessore è soddisfacente. Mentre per i grandi canali di rivestimento può essere fornito fino allo spessore di 15 centimetri.

Per alleviare il canale di varie forze disperse è essenziale limitare le pendenze laterali. Le pendenze adottate dovrebbero essere tali che per il recupero non venga superato l'angolo di finzione interna. Quindi il rinterro sarà stabile e non eserciterà alcuna pressione sul rivestimento. Pertanto, le pendenze laterali sono limitate a un intervallo da 1, 25: 1 a 1, 5: 1. A volte possono essere adottate pendenze laterali ripide come 1: 1.

La Figura 10.1 mostra i dettagli di un rivestimento in calcestruzzo.

Costruzione del rivestimento in calcestruzzo:

La prima fase nella costruzione del rivestimento in calcestruzzo è la preparazione del sottofondo. Normalmente il sottofondo deve essere sufficientemente poroso per consentire il drenaggio.

Quando il sottofondo è costituito dal terreno come argilla in cui si verificano grandi cambiamenti di volume a causa dell'umidità, diventa essenziale controllare il contenuto di umidità del terreno.

In secondo luogo, il sottotitolo dovrebbe essere sufficientemente compatto. Quando il rivestimento deve essere posizionato contro un sottosuolo tagliato in un terreno non disturbato, non è necessaria alcuna compattazione. Ma quando il canale si sta riempiendo, le banche hanno bisogno di una compattazione. La compattazione può essere eseguita con successo a un contenuto di umidità ottimale con un rullo da montone.

Si vede che quando il calcestruzzo viene posizionato direttamente sul sottofondo, il sottofondo assorbe l'acqua dal calcestruzzo. Di conseguenza il calcestruzzo è reso debole a causa della mancanza di umidità. Quindi la cura non è soddisfacente e il calcestruzzo diventa poroso.

Ovviamente è molto importante vedere che quando il sottofondo è fatto di terreno molto asciutto, dovrebbe essere sufficientemente bagnato prima di posizionare il calcestruzzo. Anche questo non è sufficiente in molti casi. Poi altri metodi sono anche usati come supplemento.

a) Posa di una mano di fondo di poltiglia di cemento e sabbia 1: 4:

La sospensione di sabbia cementizia 1: 4 può essere applicata al sottofondo per ottenere uno strato di base spesso 3 mm. Questo liquame viene generalmente posizionato poche ore prima di posizionare il calcestruzzo.

(b) Diffusione di carta oleata sul sottofondo:

Prima di posare la carta per olio di cemento si spalma sul sottofondo. È stato sperimentato che dà buoni risultati.

(c) Irrorazione di petrolio grezzo sul sottosuolo:

Prima di posizionare l'olio di cemento grezzo può essere spruzzato sul sottofondo per dare un buon rivestimento.

(d) Applicazione di intonaco cementizio 1: 6 sul sottofondo:

Inizialmente il sottotitolo è intonacato con intonaco cementizio 1: 6 prima di cementare il calcestruzzo. Non è necessario rendere liscia la superficie dell'intonaco. È stato sperimentato che il metodo di applicazione della sospensione di sabbia di cemento è più economico. La seconda fase nella costruzione del rivestimento è l'effettiva collocazione del calcestruzzo. La miscelazione del calcestruzzo può essere effettuata sia in loco che in impianti di miscelazione e miscelazione situati centralmente. La proporzione del calcestruzzo Z può essere 1: 3: 6 o 1: 5: 6 o 1: 4: 8 a seconda dei requisiti.

Il calcestruzzo può essere posizionato a mano o con macchinari. Quando si usano i metodi a mano, il lavoro temporaneo viene costruito e collocato trasversalmente attraverso il canale. La dimensione del modulo dovrebbe essere uguale alla dimensione dei blocchi da fornire. I blocchi sono generalmente disposti alternativamente. L'intervallo di tempo tra due posizionamenti adiacenti dovrebbe essere di circa 7 giorni.

Per i canali il calcestruzzo può essere posato facendo uso di macchinari. Le macchine viaggiano sui binari. Le rotaie sono poste sulle rive del canale. L'operazione di rifinitura per sottofondo può anche essere eseguita con l'aiuto di una macchina che viaggia sulle stesse guide.

La terza fase è la cura del calcestruzzo ed è di grande importanza. La corretta polimerizzazione può essere eseguita in due modi. In primo luogo coprendo il rivestimento fresco con terra umida. In secondo luogo, il calcestruzzo può essere tenuto bagnato continuamente per circa 5 giorni. Nei canali di grandi dimensioni, sulle scale laterali pendii sono forniti a intervalli suitale lungo la lunghezza dei canali foderati. La scala ha un duplice scopo. In primo luogo, aiuta durante l'ispezione del canale asciutto. In secondo luogo, fornisce mezzi facili per uscire in sicurezza dal canale in corsa verso gli esseri umani caduti.

Le scale sono fornite su entrambe le banche e distanziano tra 250 e 300 metri. Su due banche sono disposte in modo sfalsato. Quando il canale entra in qualsiasi struttura sotterranea, le scale sono sempre fornite a circa 30 metri a monte del punto di ingresso del canale. La scala è composta da barre di acciaio dolce rotondo liscio e i pioli di scala sono costruiti nel rivestimento del canale. I pioli in acciaio sono zincati o rivestiti con catrame di carbone dopo l'installazione per evitare la sua ruggine.

Altri tipi di rivestimento con cemento:

1. Fodera per calcestruzzo proiettato:

Si tratta di un tipo di rivestimento in cui la sospensione di cemento Portland, sabbia trattata e acqua pura viene applicata pneumaticamente attraverso gli zoccoli sulla superficie del sottofondo. Normalmente viene utilizzata una miscela di cemento e sabbia (1: 4). Il getto di malta cementizia viene sparato al sottofondo e quindi questo tipo di rivestimento è chiamato shotcrete.

Lo spessore di questo tipo di rivestimento varia generalmente da 2, 5 cm a 6 5 cm. Questo tipo di rivestimento offre una buona velocità di lavoro indipendentemente dalla natura o dalle condizioni del sottofondo. Funziona in modo altrettanto efficace su superfici sub-grade lisce, irregolari o screpolate.

Ovviamente è vero che per superfici di sottofondi irregolari e screpolate la quantità richiesta è maggiore. Questo tipo è ricco di cemento e quindi il suo costo è elevato. L'indurimento soddisfacente del calcestruzzo spruzzato è un requisito molto importante per il rivestimento di successo. Questo tipo di rivestimento è stato trovato avere più successo.

2. Rivestimento in calcestruzzo prefabbricato:

Questo tipo di rivestimento è realizzato con lastre di cemento prefabbricato. Le lastre sono prodotte in un luogo centrale opportunamente posizionato. Le lastre possono quindi essere portate al sito al momento della costruzione. La dimensione della lastra di cemento deve essere tale da poter essere maneggiata da uno o due uomini. La dimensione può essere di 50 cm x 30 cm. Lo spessore della lastra può variare da 5 a 6, 5 ​​cm. I blocchi sono fabbricati con alcune disposizioni ad incastro alle estremità.

La fornitura di un giunto adatto garantisce la continuità del rivestimento. Le lastre vengono quindi posate su un sottofondo ben compattato. I giunti sono sigillati in seguito con l'asfalto o cemento malta per evitare perdite.

3. Fodera di malta di cemento:

In questo tipo di rivestimento è molto importante avere sabbia ben calibrata. La sabbia dovrebbe variare da fine a grossolana per soddisfare i requisiti di durata e aspetto. La quantità di cemento richiesta è maggiore e quindi anche il costo è maggiore. Lo spessore di questo tipo di rivestimento può variare da 9 mm a 38 mm. Il metodo di costruzione è simile a quello del rivestimento in calcestruzzo.

Questo tipo non è durevole quindi può essere utilizzato solo in combinazione con altri materiali protettivi. Per fare un esempio, può essere inserito tra due strati di mattoni quando in seguito viene utilizzato come materiale di rivestimento. È stato dimostrato che lo strato di malta cementizia da 25 mm riduce le infiltrazioni di circa il 75 per cento.

4. Rivestimento in cemento del suolo:

A volte il cemento può essere miscelato con l'acqua e il terreno localmente disponibile. Il terreno prima dell'uso deve essere accuratamente analizzato nei laboratori effettuando vari test. Il terreno dell'acqua e il cemento vengono miscelati per ottenere una miscela lavorabile. Dopo aver diffuso questa miscela sul sottofondo, viene compattato per raggiungere la massima densità. Questo tipo di rivestimento può essere costruito con un miscelatore mobile con una forma scivolosa. È stato sperimentato che questo tipo di rivestimento può essere costruito rapidamente e ha un costo basso.

Rivestimento in mattoni:

Si dice che il canale sia rivestito di mattoni quando i lati e il letto sono protetti con rivestimenti in mattoni posati in malta cementizia.

È stato sperimentato che il rivestimento del mattone generalmente fallisce a causa di:

(a) Fuoriuscita d'acqua:

Può essere controllato fornendo un bordo libero sufficiente.

(b) Liquidazione del sottofondo debole:

Può essere prevenuto dando un adeguato compattamento al riempimento posteriore.

(c) Pressione dell'acqua dietro il rivestimento:

Il fallimento del rivestimento può essere prevenuto fornendo un sistema di drenaggio progettato correttamente nelle banche.

Per rendere il rivestimento di successo la fodera può essere costruita con due strati di mattoni distesi in malta. Il primo strato viene posato su uno strato di 12 mm di malta cementizia 1: 6. Questo strato di malta cementizia spessa 12 mm viene steso sul sottofondo opportunamente compattato e bagnato.

Quindi sulla parte superiore del primo strato di mattoni viene fornito uno strato di 12 mm di malta cementizia 1: 3. È permesso curare per due giorni. Finalmente il secondo strato di mattoni in malta è posto in cima. Così uno strato di 12 mm di malta cementizia ricca (1: 3) viene inserito tra due strati di mattoni e questo strato è effettivamente responsabile di rendere il rivestimento praticamente impermeabile.

La dimensione dei mattoni generalmente utilizzati è di 30 cm x 15 cm x 6, 5 cm. Tuttavia, questa dimensione dei mattoni non è standard. Per conferire maggiore stabilità al rivestimento, la muratura può essere rinforzata usando barre di acciaio dolce. Questo acciaio di rinforzo viene generalmente deposto nello strato di malta cementizia inserito tra i due strati di mattoni.

I mattoni usati per il rivestimento dovrebbero essere fabbricati con una buona terra. La terra buona è quella che contiene circa il 10-20% di argilla e in cui il carbonato di calcio è inferiore al 2% e il contenuto di sale non supera lo 0, 3%. I mattoni devono essere completamente bagnati con acqua prima dell'uso.

Il rivestimento in mattoni è stato eseguito con successo su vari canali nel Punjab, ad esempio il canale Haveli e il canale Bhakra. Anche il canale di Sarda nell'Uttar Pradesh è fiancheggiato da mattoni. Il rivestimento del canale di Haveli è stato danneggiato in molti punti entro un anno dalla sua costruzione. Il motivo principale per il fallimento era che il rivestimento non era progettato e costruito per soddisfare rigorosamente i requisiti di sicurezza. (La ragione principale è stata la compattazione impropria, il materiale difettoso e il bordo libero insufficiente).

Tipi diversi di rivestimento del canale:

(i) rivestimento per pozzanghera in argilla:

Il canale può anche essere rivestito con una pozzanghera di argilla. L'argilla della pozzanghera è abbastanza impermeabile se correttamente carenata e satura di acqua. Può essere posato sul sottofondo per formare un rivestimento abbastanza impermeabile. Lo spesso strato di argilla per pozzanghere viene quindi protetto con uno strato di terreno siltoso spesso 30 cm. Si è visto che impedisce circa l'80% di perdita di infiltrazione.

(ii) Rivestimento con muratura in pietra:

Questo tipo di rivestimento è costruito con blocchi di pietra rivestiti posati in malta. Le pietre adeguatamente vestite non sono disponibili in natura. I blocchi di pietra irregolari sono vestiti e tagliati via secondo le necessità. Rende il tipo costoso. Quando si usano pietre approssimativamente vestite per il rivestimento, la superficie viene resa ruvida, il che può mettere molta resistenza al minimo. Tecnicamente il coefficiente di rugosità sarà più alto. Quindi il rivestimento di pietra è limitato alla situazione in cui la perdita della testa non è una considerazione importante e dove le pietre sono disponibili a costi moderati.

(iii) rivestimento in plastica:

Come tecnica moderna l'uso della plastica nel rivestimento del canale è una buona promessa.

Esistono tre tipi di membrane in plastica che vengono utilizzate nel rivestimento del canale, vale a dire:

io. Polietilene a bassa densità (LDPE)

ii. Politene ad alta densità molecolare (HM); e

iii. Cloruro di polivinile (PVC)

La plastica come materiale per il rivestimento del canale offre alcuni vantaggi caratteristici come il peso trascurabile, facile da maneggiare, diffondere e trasportare, immune all'azione chimica e alla costruzione rapida. Il film plastico è distribuito sul sottofondo preparato del canale. Per ancorare la membrana sulle trincee V delle banche sono forniti. Il film viene quindi coperto con una copertura protettiva del suolo.

Le pellicole di plastica sono disponibili come un tessuto di 3 m di larghezza. Lo spessore della membrana in plastica varia in base alla sua qualità, ad esempio, le qualità di LDPE, HM e PVC sono utilizzate rispettivamente con uno spessore di 250, 100 e 15 micron. I fogli di plastica possono essere saldati insieme al sito per aumentare la larghezza. Considerare fattori come il costo iniziale del capitale, il costo di installazione e l'efficacia del rivestimento in plastica contribuiranno notevolmente a ridurre la perdita di acqua nel sistema di trasporto dell'acqua.

Selezione del tipo di rivestimento:

La selezione di un particolare tipo di rivestimento dovrebbe essere basata sulle seguenti considerazioni:

1. Successo funzionale:

I canali sono allineati per prevenire la perdita di infiltrazione. Ovviamente dovrebbe essere scelto il tipo che dà la massima tenuta all'acqua necessaria per la sezione del canale.

2. Considerazione economica:

È molto importante assicurarsi che il tipo selezionato sia tale che i benefici che ne derivano siano sufficienti per bilanciare il margine annuale del rivestimento con un margine di sicurezza.

3. Stabilità strutturale:

Il tipo di rivestimento selezionato dovrebbe essere sufficientemente forte da resistere alle forze dannose. Il rivestimento deve essere sufficientemente flessibile per consentire un moderato assestamento del sottofondo senza incrinature.

4. Efficienza idraulica:

Il rivestimento selezionato dovrebbe dare finitura liscia alla superficie. Se la superficie è ruvida, il coefficiente di rugosità sarà alto. Riduce la velocità del flusso e di conseguenza riduce la capacità di scarico del canale.

5. Durata:

Il tipo di rivestimento selezionato dovrebbe avere una vita lavorativa o una vita utile sufficiente. Il rivestimento deve essere resistente all'usura, agli agenti atmosferici e all'attacco chimico.