Revestimiento del canal: propósito, inconvenientes, tipos y selección

Lea este artículo para conocer el propósito, los inconvenientes, la economía, los tipos y la selección del revestimiento del canal.

Propósito del revestimiento del canal:

La implementación del esquema de riego que incluye un sistema de distribución extenso es una propuesta costosa. Por lo tanto, es muy necesario garantizar que no se produzcan grandes pérdidas en el tránsito debido a la filtración. En la práctica, sin embargo, se produce una considerable pérdida de agua debido a la filtración en los canales de tierra. Esta pérdida es inevitable a menos que el canal esté revestido. Se dice que un canal de irrigación está recubierto cuando el lecho y los lados de la sección transversal del canal están protegidos con material impermeable o bastante impermeable de suficiente resistencia.

Por lo tanto, el objetivo principal del revestimiento de los canales de riego con material impermeable es detener la filtración, ahorrando así agua valiosa para el riego. Cuando el canal está revestido, se puede ordenar un área adicional considerable con la ayuda del ahorro resultante del revestimiento de los canales.

Cuando se va a forrar un canal, el canal se puede construir a una sección transversal mucho más pequeña que a uno sin forro, ya que prácticamente no hay pérdida en los canales forrados debido a la filtración. La condición del canal también se ha mejorado mucho y, como resultado, requiere menos mantenimiento.

La experiencia ha demostrado que los canales revestidos controlan el registro de agua en las áreas adyacentes a los canales. Los canales existentes también pueden estar alineados, pero luego los trabajos de construcción pueden interrumpir los suministros de riego. El canal en cabeza no necesita forro. La razón obvia es que las filtraciones de agua no se pierden totalmente. Se remonta al río.

Sin embargo, a veces puede ser necesario alinear el canal en el alcance de la cabeza también. Entonces, el mantenimiento del canal se convierte en un problema importante ya que la tabla de aguas en el alcance de la cabeza es generalmente alta y el agua detrás del revestimiento puede crear condiciones inestables. El revestimiento del canal de riego existente o propuesto se justifica económicamente cuando el costo del revestimiento puede recuperarse del aumento de los beneficios monetarios en un período razonablemente corto.

Inconvenientes del revestimiento del canal:

Aunque los beneficios derivados del canal revestido son tan grandes, también existen algunas desventajas.

Son los siguientes:

yo. Una vez que el revestimiento está dañado es difícil repararlo.

ii. Los canales forrados se construyen sin bermas. Los vehículos en movimiento, peatones y animales pueden caer directamente en el canal en ausencia de bermas de seguridad.

iii. El canal revestido es una estructura permanente, por lo tanto, es difícil cambiar las salidas a menudo.

iv. El revestimiento de un canal se puede hacer solo después de incurrir en grandes gastos.

Economía del revestimiento del canal:

Aunque el revestimiento tiene ventajas en su haber, un canal revestido cuesta entre 2 y 2, 5 veces más que un canal sin revestimiento. Por lo tanto, es muy importante asegurarse antes de revestir el canal que el costo incurrido en el revestimiento es recuperable durante la vida útil del canal. Al considerar la economía de un revestimiento de canal, es necesario evaluar el beneficio real y compensarlo con el costo del revestimiento.

Si el valor de los beneficios anuales excede el costo anual del revestimiento, la construcción del revestimiento del canal puede considerarse una buena inversión. Los beneficios indirectos pueden considerarse como una adición adicional al ahorro que proporcionará una economía sólida a un proyecto de revestimiento.

El costo anual del revestimiento del canal incluye:

yo. El interés anual se cobra sobre la inversión promedio durante el tiempo de vida del revestimiento.

ii. Cambios en la depreciación anual.

Dejar

P sea el primer costo de revestimiento por km r sea la tasa de interés

n ser la vida útil estimada del canal en años (antes de que se requiera la renovación del canal)

d ser la depreciacion anual

Ser el interés anual promedio.

Entonces

Cargo anual de depreciación, d = P / n = Primer costo / Vida útil

y

Cargo medio anual por intereses, i = P / 2. r = costo promedio x tasa de interés

La razón obvia para tomar el costo promedio es que el primer costo se reduce cada año debido al proceso de cobro de la depreciación. La reducción en el costo cada año será igual al cargo por depreciación anual.

Entonces el costo promedio anual de revestimiento por km es

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

Los beneficios anuales realmente derivados del revestimiento del canal incluyen:

yo. Ahorro en pérdidas por infiltración.

ii. Ahorro en costos de mantenimiento y operación.

iii. Otros beneficios adicionales.

Dejar

A sea el ahorro en pérdidas de infiltración por km de longitud del canal B B, el ahorro en costos de mantenimiento y operación por km C son los beneficios adicionales.

Luego, los beneficios anuales totales por km = A + B + C .............................. (2)

Para una justificación económica, los beneficios anuales en (2) deben ser suficientemente superiores al costo anual en (1).

Aquí se puede mencionar especialmente que si se planea el revestimiento antes de construir el canal, sería posible un ahorro mucho mayor. Por lo tanto, debido a un mayor ahorro general, la necesidad de revestir el canal debe ponderarse cuidadosamente con mucha antelación y, si se requiere y se considera adecuado, debe incluirse en el programa de construcción original.

Tipos de revestimiento:

Los canales pueden hacerse bastante herméticos al revestir la sección del canal con varios materiales. Los materiales que se utilizan comúnmente para el revestimiento son cemento, ladrillos, arcilla de charco, bloques de piedra y carbonato de sodio, asfalto y aceites para carreteras. Los distintos tipos de revestimientos varían en el primer costo, procedimiento de construcción.

Revestimiento de hormigón de cemento:

Hay varios tipos de revestimiento en el que se utiliza el cemento para revestir el canal. Este término está reservado para el hormigón plástico simple o reforzado hecho con cemento, agregado grueso y fino y agua. La experiencia ha demostrado que este tipo de forro es muy duradero. Es capaz de reducir las pérdidas debidas a la filtración en un 90 a 95 por ciento. No se puede establecer una regla general para determinar el grosor de los revestimientos de concreto.

Sin embargo, se debe adoptar el grosor adecuado del revestimiento para cumplir con dos requisitos básicos, a saber:

yo. Estanqueidad al agua, y

ii. Resistencia estructural suficiente para resistir el agrietamiento.

Se ha demostrado por la experiencia que, para canales pequeños, el revestimiento de hormigón liso de 4 a 6 cm de espesor es satisfactorio. Mientras que para canales grandes se puede proporcionar un revestimiento de hasta 15 centímetros de espesor.

Para aliviar el canal de varias fuerzas no contabilizadas, es esencial limitar las pendientes laterales. Las pendientes adoptadas deben ser tales que para el relleno no se exceda el ángulo de la ficción interna. Entonces el relleno será estable y no ejercerá ninguna presión sobre el revestimiento. Por lo tanto, las pendientes laterales se limitan a un rango de 1.25: 1 a 1.5: 1. A veces pueden adoptarse pendientes laterales con una pendiente de 1: 1.

La figura 10.1 da los detalles de un revestimiento de hormigón.

Construcción de revestimiento de hormigón:

La primera fase en la construcción de revestimiento de hormigón es la preparación de sub-grado. Ordinariamente, el sub-grado debe ser suficientemente poroso para permitir el drenaje.

Cuando el sub-grado está formado por el suelo como arcilla en el que se producen grandes cambios de volumen debido a la humedad, es esencial controlar el contenido de humedad del suelo.

En segundo lugar, el subgrado debe ser lo suficientemente compacto. Cuando se debe colocar el revestimiento contra un subsuelo recortado en un suelo no perturbado, no se necesita compactación. Pero cuando el canal se está llenando, los bancos necesitan compactación. La compactación se puede realizar con éxito con un contenido óptimo de humedad con un rodillo de pie de oveja.

Se ve que cuando el concreto se coloca en el subsuelo directamente, el subgrado absorbe el agua del concreto. Como resultado, el concreto se vuelve débil debido a la deficiencia de humedad. Entonces el curado no es satisfactorio y el concreto se vuelve poroso.

Obviamente, es muy importante ver que cuando el subsuelo está hecho de un suelo muy seco, debe estar lo suficientemente mojado antes de colocar el concreto. Incluso esto no es suficiente en muchos casos. Entonces otros métodos también se utilizan como un suplemento.

(a) Colocación de una capa base de una mezcla de cemento y arena 1: 4:

La suspensión de 1: 4 de cemento y arena se puede aplicar al subsuelo para obtener una capa base de 3 mm de espesor. Esta suspensión generalmente se coloca pocas horas antes de colocar el concreto.

(b) Difundir papel de aceite en la subrasante:

Antes de colocar el aceite de concreto, el papel se extiende sobre el subsuelo. Se ha experimentado que da buenos resultados.

(c) Pulverización de petróleo crudo en la subrasante:

Antes de colocar el concreto, el petróleo crudo se puede rociar en el subsuelo para dar un buen recubrimiento.

(d) Aplicación de yeso de cemento 1: 6 en la subrasante:

Inicialmente, la subrasada se reviste con yeso de cemento 1: 6 antes de compactar el concreto. No es necesario alisar la superficie del yeso. Se ha experimentado que el método de aplicación de la suspensión de cemento-arena es el más barato. La segunda fase en la construcción del revestimiento es la colocación real del hormigón. La mezcla de concreto se puede hacer en el sitio o en una planta de mezclado y preparación de lotes ubicada centralmente. La proporción de hormigón Z puede ser 1: 3: 6 o 1: 5: 6 o 1: 4: 8, según los requisitos.

El hormigón puede ser colocado a mano o por maquinaria. Cuando se usan métodos manuales, el trabajo de forma temporal se construye y se coloca transversalmente a través del canal. El tamaño del trabajo de formulario debe ser igual al tamaño de los bloques que se proporcionarán. Los bloques generalmente se colocan alternativamente. El intervalo de tiempo entre dos ubicaciones adyacentes debe ser de aproximadamente 7 días.

Por los canales se puede colocar hormigón utilizando maquinaria. Las máquinas viajan sobre los raíles. Los carriles se colocan en las orillas del canal. La operación de recorte para sub-grado también se puede hacer con la ayuda de una máquina que viaja en los mismos rieles.

La tercera fase es el curado del hormigón y es de gran importancia. La curación adecuada se puede lograr de dos maneras. En primer lugar cubriendo el forro fresco con tierra húmeda. En segundo lugar, el concreto puede mantenerse húmedo continuamente durante unos 5 días. En los canales grandes, en las laderas laterales se proporcionan escaleras a intervalos adecuados a lo largo de la longitud de los canales alineados. La escalera sirve doble propósito. En primer lugar, ayuda durante la inspección del canal seco. En segundo lugar, proporciona medios fáciles para salir del canal que corre de manera segura a los seres humanos caídos.

Las escaleras se proporcionan en ambos bancos, dicen unos 250 a 300 m de distancia. En dos bancos están dispuestos de manera escalonada. Cuando el canal ingresa a cualquier estructura subterránea, las escaleras se proporcionan invariablemente a unos 30 metros aguas arriba del punto de entrada del canal. La escalera está hecha de barras de acero suave, redondas y suaves, y los peldaños de la escalera se construyen en el revestimiento del canal. Los peldaños de acero están galvanizados o recubiertos con alquitrán de hulla después de la instalación para evitar su oxidación.

Otros tipos de revestimiento con cemento:

1. Forro de hormigón proyectado:

Es un tipo de revestimiento en el que se aplica neumáticamente lodo de cemento Portland, arena procesada y agua pura a través de las boquillas en la superficie del subsuelo. Normalmente se utiliza una mezcla de cemento y arena (1: 4). El chorro de mortero de cemento se dispara en la subrasante y, por lo tanto, este tipo de revestimiento se llama hormigón proyectado.

El grosor de este tipo de revestimiento generalmente varía de 2, 5 cm a 6 5 cm. Este tipo de revestimiento proporciona una buena tasa de trabajo independientemente de la naturaleza o condición de la subrasante. Funciona con igual éxito en superficies de grado inferior lisas, desiguales o agrietadas.

Por supuesto, es cierto que para superficies de subgrado irregulares y agrietadas, la cantidad requerida es mayor. Este tipo es rico en cemento y por lo tanto su costo es alto. El curado satisfactorio del hormigón proyectado es un requisito muy importante para un revestimiento exitoso. Este tipo de revestimiento se ha encontrado para ser más exitoso.

2. Revestimiento de hormigón prefabricado:

Este tipo de revestimiento está construido con losas de hormigón prefabricado. Las losas se fabrican en un lugar central convenientemente ubicado. Las losas pueden ser llevadas al sitio en el momento de la construcción. El tamaño de la losa de concreto debe ser tal que pueda ser manejado por uno o dos hombres. El tamaño puede ser de 50 cm x 30 cm. El grosor de la losa puede variar de 5 a 6, 5 ​​cm. Los bloques están fabricados con algún arreglo de enclavamiento en los extremos.

La provisión de una junta adecuada asegura la continuidad del revestimiento. Luego, las losas se colocan en un subsuelo bien compactado. Las juntas se sellan después con asfalto o lechada de cemento para evitar fugas.

3. Revestimiento de mortero de cemento.

En este tipo de revestimiento es muy importante contar con arena bien graduada. La arena debe variar de fina a gruesa para cumplir con los requisitos de durabilidad y apariencia. La cantidad de cemento requerido es mayor y, por lo tanto, el costo también es mayor. El grosor de este tipo de revestimiento puede variar de 9 mm a 38 mm. El método de construcción es similar al del revestimiento de hormigón.

Este tipo no es duradero, por lo tanto, solo se puede utilizar junto con otro material de protección. Para dar un ejemplo, se puede colocar entre dos capas de ladrillos cuando más tarde se usa como material de revestimiento. Se ha demostrado que la capa de mortero de cemento de 25 mm de espesor reduce la filtración en aproximadamente un 75%.

4. Revestimiento de cemento del suelo:

Algunas veces el cemento puede mezclarse con el agua y el suelo disponible localmente. El suelo antes de su uso debe analizarse exhaustivamente en los laboratorios mediante la realización de varias pruebas. El suelo de agua y el cemento se mezclan para obtener una mezcla viable. Después de esparcir esta mezcla en el subrasante, se compacta para alcanzar la densidad máxima. Este tipo de revestimiento puede construirse con un mezclador móvil con forma de deslizamiento. Se ha experimentado que este tipo de revestimiento puede construirse rápidamente y tiene un bajo costo.

Revestimiento de ladrillo:

Se dice que el canal está revestido con ladrillos cuando los lados y la cama están protegidos con un revestimiento de ladrillo colocado en mortero de cemento.

Se ha experimentado que el revestimiento de ladrillo generalmente falla debido a:

(a) Derrame de agua:

Se puede verificar proporcionando suficiente francobordo.

(b) Liquidación de subgrado débil:

Puede prevenirse dando una compactación adecuada al relleno posterior.

(c) Presión del agua detrás del revestimiento:

La falla del revestimiento puede evitarse proporcionando un sistema de drenaje diseñado adecuadamente en los bancos.

Para que el revestimiento sea exitoso, el revestimiento puede construirse con dos capas de ladrillos colocados de manera plana en el mortero. La primera capa se coloca sobre una capa de 12 mm de mortero de cemento 1: 6. Esta capa de mortero de cemento de 12 mm de espesor se extiende sobre el subsuelo compactado y humedecido adecuadamente.

Luego, en la parte superior de la primera capa de ladrillo, se proporciona una capa de 12 mm de mortero de cemento 1: 3. Se deja curar durante dos días. Finalmente la segunda capa de ladrillos en mortero se coloca en la parte superior. Por lo tanto, una capa de 12 mm de rico mortero de cemento (1: 3) se coloca entre dos capas de ladrillos y esta capa es realmente responsable de hacer que el revestimiento sea prácticamente impermeable.

El tamaño de los ladrillos generalmente utilizados es de 30 cm x 15 cm x 6, 5 cm. Sin embargo, este tamaño de ladrillos no es estándar. Para dar estabilidad adicional al revestimiento, la mampostería se puede reforzar usando barras de acero suave. Este acero de refuerzo generalmente se coloca en la capa de mortero de cemento intercalada entre las dos capas de ladrillo.

Los ladrillos utilizados para el revestimiento deben ser fabricados con buena tierra. Good Earth es una que contiene alrededor de 10 a 20 por ciento de arcilla y en la que el carbonato de calcio es inferior al 2 por ciento y el contenido de sal no es superior al 0, 3 por ciento. Los ladrillos deben humedecerse completamente con agua antes de usarlos.

El revestimiento de ladrillos se ha realizado con éxito en varios canales en Punjab, por ejemplo, el canal Haveli y el canal Bhakra. El canal de Sarda en Uttar Pradesh también está revestido con ladrillos. El revestimiento del canal Haveli se dañó en muchos lugares dentro de un año después de su construcción. La principal razón del fracaso fue que el revestimiento no fue diseñado y construido para cumplir estrictamente los requisitos de seguridad. (Las principales razones fueron la compactación inadecuada, el material defectuoso y la falta de francobordo).

Varios tipos de revestimiento del canal:

(i) revestimiento de charco de arcilla:

El canal también puede estar revestido con un charco de arcilla. La arcilla de charco es bastante impermeable cuando está bien arrastrada y saturada con agua. Se puede colocar en el subsuelo para formar un recubrimiento bastante impermeable. La capa gruesa de arcilla de charco se protege con una capa gruesa de 30 cm de suelo limoso. Se ha visto que previene alrededor del 80% de pérdidas por filtración.

(ii) Forro con mampostería de piedra:

Este tipo de revestimiento se construye con bloques de piedra revestidos colocados en mortero. Las piedras bien vestidas no están disponibles en la naturaleza. Los bloques de piedra irregulares se visten y se desprenden según el requisito. Hace que el tipo sea costoso. Cuando se usan piedras aproximadamente vestidas para el revestimiento, la superficie se vuelve áspera, lo que puede poner mucha resistencia a bajo. Técnicamente el coeficiente de rugosidad será mayor. Por lo tanto, el revestimiento de piedra se limita a la situación en la que la pérdida de la cabeza no es una consideración importante y donde las piedras están disponibles a un costo moderado.

(iii) revestimiento de plástico:

Como técnica moderna, el uso de plásticos en el revestimiento de canales es una buena promesa.

Hay tres tipos de membranas plásticas que se utilizan en el revestimiento del canal, a saber:

yo. Polietileno de baja densidad (LDPE)

ii. Polietileno de alta densidad molecular alta (HM); y

iii. Cloruro de polivinilo (PVC)

El plástico como material para el revestimiento del canal ofrece ciertas ventajas características como un peso insignificante, fácil de manipular, extender y transportar, inmune a la acción química y la construcción rápida. La película de plástico se extiende sobre el subsuelo preparado del canal. Para anclar la membrana en las orillas se proporcionan zanjas en V. La película se cubre con una cubierta protectora del suelo.

Las películas de plástico están disponibles como tela en 3 m de ancho. El grosor de la membrana plástica varía según su calidad, por ejemplo, las calidades de LDPE, HM y PVC se utilizan con 250, 100 y 15 micrones de grosor respectivamente. Las láminas de plástico se pueden soldar juntas en el sitio para aumentar el ancho. Teniendo en cuenta factores como el costo de capital inicial, el costo de la instalación y la efectividad del revestimiento de plástico ayudará en gran medida a reducir la pérdida de agua en el sistema de transporte de agua.

Selección del tipo de forro:

La selección de un tipo particular de revestimiento debe basarse en las siguientes consideraciones:

1. El éxito funcional:

Los canales están forrados para evitar pérdidas por infiltración. Obviamente, debe elegirse el tipo que otorga la máxima estanqueidad requerida a la sección del canal.

2. Consideración económica:

Es muy importante asegurarse de que el tipo seleccionado sea tal que los beneficios derivados de él sean suficientes para equilibrar el costo anual del revestimiento con un margen seguro.

3. Estabilidad estructural:

El tipo de revestimiento seleccionado debe ser suficientemente fuerte para resistir las fuerzas dañinas. El revestimiento debe ser lo suficientemente flexible para permitir un asentamiento moderado de la subrasante sin agrietamiento.

4. Eficiencia hidráulica:

El forro seleccionado debe dar un acabado suave a la superficie. Si la superficie es rugosa, el coeficiente de rugosidad será alto. Reduce la velocidad de flujo y, por consiguiente, se reduce la capacidad de descarga del canal.

5. Durabilidad:

El tipo de revestimiento seleccionado debe tener suficiente vida útil o de trabajo. El revestimiento debe ser resistente al desgaste, a la intemperie y al ataque químico.