閆潭灌區(qū)輸水渠襯砌型式選擇的探討

郭瑞文

(菏澤市閆潭灌區(qū)水利管理處 274000)

菏澤市閆潭引黃灌區(qū)始建于1982年，位于菏澤市西南部，設(shè)計灌溉面積6.67萬 hm2，設(shè)計引水流量80m3/s，送水干線總長133km。灌區(qū)內(nèi)現(xiàn)有干、支渠68條，總長390.5km，干支級建筑物433座。灌渠內(nèi)的骨干渠道現(xiàn)大部分為土渠，襯砌率低，淤積嚴重，跑、冒、漏現(xiàn)象嚴重。渠床游蕩，沖刷嚴重，彎道多，險工時常發(fā)生。對渠道進行防滲不但可以杜絕群眾亂扒渠道引水澆地現(xiàn)象，而且有利于渠坡穩(wěn)定，減少滲漏，增大輸水能力，對渠道清淤、襯砌和護險是必要的。自2006年閆潭灌區(qū)進行續(xù)建配套與節(jié)水改造以來，共投入中央預(yù)算內(nèi)資金4861萬元，完成閆潭輸水渠防滲襯砌29km，改建建筑物26座。閆潭輸水渠經(jīng)過防滲襯砌，取得了較好的節(jié)水效果。

1 渠道襯砌防滲材料

目前渠道防滲的工程措施很多，按防滲材料可分為土料、水泥土、石料、混凝土和瀝青混凝土、瀝青玻璃纖維布油氈及塑料薄膜等，各種防滲材料的特點、適用條件、適用年限、防滲效果等都不相同。

1.1 土料防滲

土料防滲包括黏土夯實、灰土、三合土、黏砂混合土等防滲措施。土料防滲效果較好，技術(shù)較簡單，易于掌握且造價低，但抗凍性、耐久性、防沖性能差，允許流速低，質(zhì)量不易保證，不適宜機械、水力清淤及缺乏黏土資源的地區(qū)。

1.2 水泥土防滲

水泥土防滲是利用土料、水泥和水拌和而成作為防滲材料的一種防滲措施。其防滲效果較好，施工較簡單，造價較低，但早期強度和抗凍性較差，適于氣候溫和地區(qū)的3～5級渠道襯砌，對耐久性要求較高的明渠，宜用塑性水泥土，表面再用水泥砂漿、混凝土預(yù)制板、石板等作保護層。

1.3 砌石防滲

砌石防滲的抗凍、抗沖、耐磨、耐久性較好，使用年限較長，具有較強的穩(wěn)定渠道作用，施工較簡單，但不易采用機械化施工，施工質(zhì)量較難控制，會影響防滲效果，造價相對較高，適用于石材來源豐富的地區(qū)。

1.4 混凝土防滲

混凝土防滲是利用預(yù)制、現(xiàn)澆或噴射混凝土襯砌渠道的一種防滲措施，具有防滲效果好，抗凍、耐久性好，糙率小，允許流速大、強度高，便于管理，適用性廣泛的優(yōu)點，但適應(yīng)變形能力差。

1.5 塑膜防滲

塑膜防滲是利用塑料薄膜、復合土工膜等土工織物來減少或防止渠道滲漏損失的技術(shù)措施。其防滲效果好，適應(yīng)變形能力強，質(zhì)量輕，用量少，施工簡單，工期短，造價低，耐腐蝕性強，有保護層時，只要精心施工，確保質(zhì)量，保護層完好，其使用壽命可達30年以上。土工膜料防滲常用于地下水位較低且有保護層的防滲結(jié)構(gòu)，保護層一般采用土料、混凝土等。

2 閆潭輸水渠防滲襯砌型式

根據(jù)幾種防滲材料的適用范圍，針對閆潭灌區(qū)的具體特點，閆潭輸水渠主要采用漿砌塊石防滲、渠底水泥土渠坡砂漿墊層混凝土預(yù)制板防滲和渠底水泥土渠坡復合土工膜混凝土預(yù)制板防滲等三種型式。

a.漿砌塊石襯砌防滲，主要應(yīng)用于渠道沖刷較嚴重的彎道及節(jié)制建筑物部位。漿砌塊石襯砌就是將塊石直接砌筑在修整好的渠床上。其主要優(yōu)點有:抗沖流速大，耐磨能力強;抗凍和防凍脹能力較強;防滲效果好;在正常的情況下可運用25～40年。缺點是:施工質(zhì)量較難控制，不能就地取材。2009～2010年灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程施工中，趙王河彎道及黃蔡河彎道由于沖刷嚴重，采用了漿砌塊石防滲襯砌，有效地保證了彎道渠坡的穩(wěn)定性。

b.渠底水泥土防滲和渠坡復合土工膜混凝土預(yù)制板襯砌防滲。渠底是水泥土防滲，渠坡采用6cm厚混凝土預(yù)制板，下鋪復合土工膜。其主要優(yōu)點有:防滲效果好，一般能減少滲漏損失90%以上;耐久性好，在正常情況下，可運用20～30年以上;糙率小，一般為0.016～0.018，可減少沿程水頭損失，允許流速大;強度高，便于管理;適應(yīng)性廣泛，混凝土具有良好的模塑性，可根據(jù)設(shè)計要求制成各種形狀。閆潭輸水渠0+000～23+344段渠道屬地上渠，地下水位低，土壤滲透系數(shù)大。2006～2008年灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程施工中，采用渠底水泥土防滲和渠坡復合土工膜混凝土預(yù)制板襯砌防滲，大大提高了輸水效率，節(jié)約了水資源。

c.渠底水泥土防滲和渠坡砂漿墊層混凝土預(yù)制板襯砌防滲。渠底是水泥土防滲，渠坡采用6cm厚混凝土預(yù)制板，下鋪5cm厚水泥砂漿。其主要優(yōu)點有:防滲效果好，耐久性好，糙率小，強度高，便于管理;適用于地下水位較高，滲透系數(shù)較大的渠道。閆潭輸水渠23+334～133+058段渠道屬灌排兩用渠道，地下水位高，土壤滲透系數(shù)大，2010年灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程施工中，采用渠底水泥土防滲和渠坡砂漿墊層混凝土預(yù)制板襯砌防滲，大大提高了輸水效率，節(jié)約了水資源，又利于地下水較高時排滲，有效地保護了混凝土板護坡的穩(wěn)定。

3 襯砌防滲斷面構(gòu)造設(shè)計要點

干渠襯砌斷面型式均為梯形。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB 50288—99)和《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》(SL 18—2004)的有關(guān)要求，并結(jié)合項目區(qū)具體情況，經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較分析，閆潭輸水渠中、下游因承擔著排澇任務(wù)，計劃襯砌高度3m，東明總干渠襯砌高度2m，均采用長50cm、寬30cm長方形混凝土預(yù)制板襯砌，厚6cm，強度等級C25，抗凍等級F150，抗?jié)B等級W6，下鋪5cm厚水泥砂漿，每8m設(shè)伸縮縫，內(nèi)填3cm瀝青砂漿和3cmPT膠泥;在多年水位變化區(qū)設(shè)一排帶孔C25混凝土預(yù)制板排滲，板下鋪土工布和10cm厚砂石反濾層;襯砌段內(nèi)橋下因有柱不便施工，采用漿砌石襯砌，厚30cm;底部齒墻為500mm×500mm的M10漿砌石砌筑，頂部采用C15混凝土沿石封頂，尺寸為300mm×200mm;渠底采用10cm厚水泥土護底，每5m設(shè)一道PT膠泥縱、橫伸縮縫，內(nèi)填5cm瀝青砂漿和5cmPT膠泥。水泥土28天抗壓強度不小于3.5MPa，抗凍等級不低于F120，滲透系數(shù)不大于1×10-6cm/s，水泥用量為10%，含水率根據(jù)規(guī)范要求試驗確定。

為了方便群眾安放水管澆地和打藥取水，襯砌護坡段每隔500m設(shè)一道0.8m寬漿砌石踏步臺階。砌石踏步做法為30cm厚漿砌塊石基礎(chǔ)，上用20cm×80cm×50cm細料石砌筑踏步，踏步兩側(cè)為10cm×40cm細料石砌沿。砌石踏步路沿石上沿與渠道護坡面相平。

3.1 排滲設(shè)置

總結(jié)以往防滲襯砌工程經(jīng)驗，2009年灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程施工中，閆潭輸水渠在樁號35+509以下采用渠底水泥土防滲和渠坡砂漿墊層混凝土預(yù)制板襯砌防滲，在距離渠底0.5m處多年水位變化區(qū)設(shè)一排帶孔C25混凝土預(yù)制板排滲，板下鋪土工布和10cm厚砂石反濾層，取得了顯著效果。經(jīng)過兩個汛期雨水的洗禮，沒有出現(xiàn)混凝土板鼓脹滑脫現(xiàn)象。

3.2 伸縮縫布置

在以往防滲襯砌工程中，為節(jié)省費用，渠坡縱向伸縮縫一般18m設(shè)置一道，PT膠泥填實，由于受溫度變化的影響，加上混凝土本身的收縮，混凝土板沿縫鼓脹破壞。通過吸取以往教訓，2009年以來，在混凝土板防滲襯砌中，護坡每8m設(shè)一道伸縮縫，內(nèi)填3cm瀝青砂漿和3cmPT膠泥，水泥土護底每5m設(shè)一道縱、橫伸縮縫，內(nèi)填5cm瀝青砂漿和5cmPT膠泥，這樣有效地解決了混凝土板和水泥土因伸縮縫設(shè)置不合理導致的破壞。

3.3 預(yù)制澆混凝土板防滲襯砌施工

混凝土板防滲襯砌施工工藝包括:施工準備、鋪工放線、混凝土板安裝、勾縫、養(yǎng)護。

a.施工準備:渠道防滲工程施工前，應(yīng)進行詳細的施工組織設(shè)計，充分做好施工場地的布置以及施工用電、用水、道路及排水等準備工作。

b.渠道襯砌放樣:施工前應(yīng)根據(jù)高程及坡度要求做好平面控制、高程控制等有關(guān)測量放樣，應(yīng)設(shè)置牢固的中心樁和高程點，中心樁在直線段每50m一個，彎道處20m一個，高程點每300m一個。為確保襯砌滿足要求，施工放樣應(yīng)在一岸設(shè)主控線，另一岸襯砌頂肩設(shè)副控線，并設(shè)坡角線及腰線共6條控制線。

c.坡面整理:徹底清除渠道內(nèi)草皮、腐殖土、垃圾及隱藏的暗管、磚石等。閆潭輸水渠沿線土質(zhì)多為砂壤土或粉細砂，應(yīng)嚴格將土壤含水量控制在適宜范圍內(nèi)，在土壤比較干燥時可以采用灑水的方法調(diào)節(jié)土壤含水量，對于含水量較大的土質(zhì)可采用排水、灑水、換土或者摻入灰土的辦法達到調(diào)節(jié)土壤含水量的目的。

d.混凝土板安裝:混凝土板運至施工現(xiàn)場后應(yīng)組織安裝。安裝前先鋪5cm砂漿，找平后按控制線安裝混凝土板，上下錯縫，縫寬2～2.5cm。安裝過程中應(yīng)用標尺嚴格控制坡面平整度。

e.勾縫及養(yǎng)護:混凝土板安裝完成后，應(yīng)把表面清掃干凈及時勾縫。采用細砂和較小的水灰比，灰砂比控制在1∶1～1∶2之間。勾縫寬度為20～25mm，勾縫前必須將槽縫沖洗干凈，不得殘留灰渣和積水，并保持縫面濕潤。勾縫砂漿必須單獨拌制。當勾縫完成和砂漿初凝后，砌體表面應(yīng)刷洗干凈，至少用浸濕物覆蓋保持21天，在養(yǎng)護期間應(yīng)經(jīng)常灑水，使砌體保持濕潤，避免碰撞和振動。

4 結(jié)語

閆潭輸水渠混凝土板防滲襯砌是渠道提高輸水能力和農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的有效途徑，研究、改善混凝土渠道防滲襯砌的設(shè)計和施工工藝是灌區(qū)節(jié)水改造的重點。在今后的工作中，我們將密切關(guān)注國內(nèi)外先進的渠道防滲襯砌設(shè)計經(jīng)驗和灌溉管理模式，努力消化吸收，把閆潭灌區(qū)的節(jié)水灌溉技術(shù)提高到一個新臺階，力爭達到國內(nèi)先進水平。?