灌區(qū)渠道防滲修復(fù)技術(shù)措施研究

周建寶

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對于灌溉區(qū)的渠道工程需求越來越多,為了滿足貫徹區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展要求,各地都將渠道工程建設(shè)作為重點(diǎn)工程來抓,推動(dòng)了農(nóng)田水利工程的快速發(fā)展。但是由于受到技術(shù)等條件的限制,在渠道工程建設(shè)中渠道防滲問題一直沒有得到有效的解決,渠道投入使用以后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)滲漏問題,不僅影響了渠道的使用壽命,還浪費(fèi)了大量的水資源,如何解決渠道滲漏問題是擺在水利工作者面前的一道難題。而隨著科研和實(shí)踐的進(jìn)步,各種防滲修復(fù)技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用到渠道防滲工作當(dāng)中,一些修復(fù)技術(shù)較好的解決了滲漏問題,可以說為徹底解決防滲問題提供了相應(yīng)的技術(shù)條件。

1 工程簡介

XXX隱患灌溉工程是八十年代XX省重點(diǎn)水利建設(shè)工程,該工程自1980年建成以后,就成為XX省西北部重點(diǎn)灌溉工程,該灌區(qū)涉及三個(gè)縣城、23個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、312個(gè)自然村,灌溉面積為88萬畝。該灌溉區(qū)是高揚(yáng)程灌區(qū),渠道主要是以梯形的填方渠道為主,總干渠的起點(diǎn)為XX縣XX村,終點(diǎn)為XX縣XX村,全場45km,填方渠段和挖方渠段分別為39km和6km。工程在防滲設(shè)計(jì)上在不同的渠段采用了不同的方案,其中填方段以80cm×70cm×8cm或80cm×70cm×10cm混凝土板鋪襯、水泥勾縫作為防滲層,襯砌高度為2.9m。工程縣管設(shè)計(jì)流量為4m3/s。該灌溉渠道投入使用三十多年以后,由于年久失修滲漏非常嚴(yán)重,已經(jīng)影響到了工程整體使用壽命,此種情況下開始利用防滲修復(fù)技術(shù)解決滲漏問題。

2 渠道滲漏形成的類型和主要原因

2.1 渠道防滲層毀損的類型

從實(shí)踐情況來看,渠道防滲層毀損的原因是多種多樣的,但是總體上來說可以分為兩類,也就是物理毀損和化學(xué)毀損。所謂的物理毀損主要指由于物理因素造成的防滲層毀損,主要是渠堤凍脹以后,在水的冷脹作用下形成防滲層混凝土板拱起、滑落、錯(cuò)臺(tái)和水流沖蝕等物理變化,所導(dǎo)致的勾縫脫落而產(chǎn)生的防滲層混凝土板表面坡面、麻面、散架引起滲漏。此外,混凝土不合格也容易在流水及外力的作用下使防滲層產(chǎn)生裂縫、滲漏問題。所謂的化學(xué)毀損相對來說比較復(fù)雜,一般來說混凝土結(jié)構(gòu)的防滲層不容易在化學(xué)作用下?lián)p壞,但是隨著一些不法企業(yè)一些違法排放,導(dǎo)致水的質(zhì)量不斷下降,水中的化學(xué)物質(zhì)對防滲層的侵蝕越來越嚴(yán)重。渠道防滲層的破壞,不及直接影響到渠道工程整體防滲功能,還增加了渠道輸水損失,降低了輸水過程中的效率和安全性,浪費(fèi)了珍貴的水資源。

2.2 渠道防滲層毀損的主要原因

渠道在自然環(huán)境當(dāng)中,除了因?yàn)樽陨砦锢?、化學(xué)方面的原因?qū)е掠捕鹊刃阅芟陆抵?還可能因?yàn)橥饬Φ确矫娴囊蛩仄茐姆罎B層,綜合來說導(dǎo)致防滲層毀損的原因主要有以下幾點(diǎn):

2.2.1 凍脹破壞混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

由于該水利工程位于北方黃河地區(qū),冬季溫度比較低、時(shí)間比較長,渠道在使用過程中很容易發(fā)生凍脹破壞作用。從實(shí)地考察的情況來看,該渠道凍脹主要發(fā)生在總干渠、深挖方渠段,這是因?yàn)檫@些渠段冬季存水量較多,在溫度較低的情況下結(jié)冰以后產(chǎn)生的凍脹對防滲層的破壞非常明顯。以總干渠深挖渠段為例,該渠段主要采用的是自噴井向干渠噴水設(shè)計(jì)方案,在這一渠段土壤的含水量較多,凍脹現(xiàn)象比較突出,多出混凝土防滲層出現(xiàn)了暴起、脫落等現(xiàn)象。主要原因是,土壤含水量較多的情況下,如果當(dāng)?shù)貧鉁亻L期處在0℃以下,土壤水分結(jié)冰以后會(huì)膨脹0.09倍,雖然膨脹系數(shù)不高,但是產(chǎn)生的破壞性、尤其是對襯切混凝土板的外向推力足夠破壞脆弱的防滲層,導(dǎo)致混凝土板翹起、滑落、勾縫脫落。

2.2.2 人為因素也是導(dǎo)致防滲層破壞的重要原因

人為因素也是導(dǎo)致防滲層破壞的重要原因,該渠道始建于上世紀(jì)七十年代,當(dāng)時(shí)并沒有專業(yè)的水利施工隊(duì)伍,施工過程中所需要的混凝土預(yù)制板都是周圍村民從工地領(lǐng)料以后,回家預(yù)制好以后再運(yùn)到工地的,而不是專門的預(yù)制板生產(chǎn)單位生產(chǎn)的。由于村民沒混凝土預(yù)制板制作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),因此很難保證混凝土預(yù)制板的質(zhì)量,很多預(yù)制板根本達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命,在施工過程中出現(xiàn)了勾縫砂漿強(qiáng)度低、施工擠壓不實(shí)等問題。從該渠道工程目前的現(xiàn)狀來看,襯砌板麻面、散架、勾縫脫落較為嚴(yán)重,成段出現(xiàn)的地方不少,這些都是混凝土板質(zhì)量問題導(dǎo)致的防滲問題。

3 灌區(qū)渠道防滲修復(fù)技術(shù)措施

對于灌區(qū)渠道防滲修復(fù)應(yīng)該根據(jù)其形成的原因采取針對性的措施,主要是依托現(xiàn)有的技術(shù)和能力來滿足渠道防滲修復(fù)的需要。就筆者在這一方面的經(jīng)驗(yàn)來說,主要有以下幾種措施。

3.1 勾縫脫落修復(fù)技術(shù)

勾縫脫落是防滲層毀損最常見、最普遍的現(xiàn)象,也是防滲修復(fù)技術(shù)措施的重點(diǎn)內(nèi)容,為了減少勾縫脫落對防滲層的破壞和影響,渠道管理人員應(yīng)該勤檢查、勤修復(fù),具體要求是在每次灌溉結(jié)束以后,要組織管理、技術(shù)人員對總干渠、干渠進(jìn)行全面細(xì)致的檢查,對檢查中發(fā)現(xiàn)的大面積的勾縫脫落現(xiàn)象進(jìn)行修復(fù)。修復(fù)技術(shù)要求是先清除板縫內(nèi)的雜草、泥沙和松動(dòng)的水泥塊,用混凝土填實(shí)板后的空隙,然后用高壓水槍將板縫沖洗干凈,再用1∶2的水泥砂漿將板縫填補(bǔ)、搗實(shí),壓成平縫和凸縫后找平。為了增強(qiáng)勾縫混凝土填充材料的強(qiáng)度和粘結(jié)性,可以適當(dāng)?shù)募右恍┠z凝材料。

3.2 混凝土板麻面修復(fù)技術(shù)

對于混凝土板麻面的修復(fù)一般有兩種選擇,第一種,對于已經(jīng)形成麻面但是混凝土板的強(qiáng)度依然較好的可以采用混凝土砂漿修補(bǔ)法,具體就是先用水將混凝土板清洗干凈,然后用1∶1的水泥砂漿進(jìn)行罩面,厚度保持在2mm左右,然后進(jìn)行14d以上的保濕養(yǎng)護(hù),保證罩面混凝土強(qiáng)度。第二種,對于已經(jīng)形成的麻面切混凝土板的強(qiáng)度一般的,可以使用專門的修補(bǔ)材料進(jìn)行修補(bǔ),如維修速補(bǔ)膠,與混凝土一塊使用,依靠這種材料良好的粘結(jié)性、柔韌性和高防滑性,提高麻面修復(fù)的效果,增強(qiáng)混凝土板的強(qiáng)度。

3.3 混凝土板酥松散架修復(fù)技術(shù)

混凝土板酥松散架一般情況不可能單純使用填充材料就能解決的,這種現(xiàn)象主要出現(xiàn)在總干渠上,XXX渠道當(dāng)中出現(xiàn)的比較多一些。為了徹底解決這一問題,施工技術(shù)人員采用了整體更換混凝土板的方法,也就是先清除掉原來已經(jīng)毀損的混凝土板,對于板后濕度過大影響混凝土板的使用的,采用深挖換土的方法,重新?lián)v實(shí)削平之后,在更換相同尺寸的混凝土板。需要注意的是伸縮縫的處理,由于瀝青砂漿法在伸縮縫的處理上效果并不是很明顯,現(xiàn)在在處理過程中多使用焦油塑料膠泥進(jìn)行修復(fù),使用過程中要先將伸縮縫清理干凈,在填充密實(shí)。

總之,灌區(qū)渠道防滲修復(fù)技術(shù)應(yīng)該根據(jù)混凝土板破壞類型和原因采取針對性的修復(fù)措施,運(yùn)用各種先進(jìn)的修復(fù)技術(shù)和修復(fù)材料增強(qiáng)修復(fù)的效果,只有這樣才能較好的解決這一問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 李保平.漿砌石襯砌在渠道防滲中的應(yīng)用及對策[J].山西建筑,2008,34(4):357～358.