渠道防滲技術(shù)在灌區(qū)的應(yīng)用

劉曉燕

【摘 要】本文針對高干渠末端灌區(qū)的特點(diǎn)，介紹了渠道防滲技術(shù)并提出了渠道防滲技術(shù)在灌區(qū)推廣應(yīng)用的意義、作用及效果。

【關(guān)鍵詞】灌區(qū)；防滲技術(shù)；應(yīng)用

一、灌區(qū)概況

高干渠末端灌區(qū)位于丘陵地帶。灌區(qū)土地面積5萬畝。灌區(qū)目前骨干渠道有干渠1條、設(shè)計(jì)流量46m3/s，加大流量47.5 m3/s，支渠1條、設(shè)計(jì)流量4.5m3/s，加大流量5.5 m3/s，長度10.4 km，田間工程有斗渠47條。

由于灌區(qū)工程建設(shè)受當(dāng)時經(jīng)濟(jì)社會條件限制，灌區(qū)支渠工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，建造質(zhì)量差，工程遺留問題較多，加之經(jīng)過三十年運(yùn)行，工程老化，渠道襯砌毀壞嚴(yán)重，輸水過程中滲漏較多，造成水量嚴(yán)重浪費(fèi)，且輸水能力不足，有效灌溉面積衰減。田間工程實(shí)際配套差，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，加之水毀、老化失修原因，水量浪費(fèi)大，畝均耗水定額高，不僅影響灌溉效益的發(fā)揮，而且阻礙農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收和灌區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

基于上述存在的問題，本著減少滲漏、提高效益的原則，我們有必要在續(xù)建配套項(xiàng)目中加強(qiáng)渠道襯砌改造，做好渠道防滲工程建設(shè)。

二、渠道防滲的意義和作用

1.渠道防滲的意義

渠道防滲是減少水量損失，發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)行之有效的主要節(jié)水技術(shù)，是大中型灌區(qū)實(shí)行節(jié)水灌溉的重要措施。渠道的滲漏不僅降低了渠系水的利用系數(shù)，減少了灌溉面積，浪費(fèi)了水資源，而且還會增加灌溉技術(shù)和農(nóng)民的水費(fèi)負(fù)擔(dān)，甚至?xí)＜肮こ痰陌踩\(yùn)行。為了減少渠道輸水損失，提高渠系水利用系數(shù)，一方面要加強(qiáng)渠系工程配套和維修養(yǎng)護(hù)，有計(jì)劃地引水和配水，不斷提高灌區(qū)管理工作水平；另一方面要采取渠道防滲工程措施，減少滲漏損失水量。因此實(shí)施渠道防滲技術(shù)很有必要。

2.渠道防滲的作用

渠道防滲工程措施除了減少渠道滲漏損失、節(jié)省灌溉用水量、更有效地利用水資源外，還有減小渠床糙率系數(shù)，加大渠道內(nèi)水流流速；提高渠道輸水能力。防止渠道長草；減少泥沙淤積，節(jié)省工程維修費(fèi)用；降低灌溉成本，提高灌溉效益的作用。

三、渠道防滲技術(shù)在灌區(qū)的應(yīng)用

多年來，我們在渠道防滲工程建設(shè)中也進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和推廣應(yīng)用，尤其在“十一五”期間的續(xù)建配套項(xiàng)目實(shí)施中，在干、支渠襯砌改造中我們采用了混凝土襯砌、使用U型渠道斷面等防滲措施，取得了很大效果，使灌區(qū)的工程面貌得到了改善，渠道的水利用系數(shù)得到了提高。

為進(jìn)一步提高渠水利用系數(shù)，節(jié)約有限的水資源，減輕農(nóng)民的負(fù)擔(dān)，擴(kuò)大灌溉面積，灌區(qū)要充分利用項(xiàng)目工程實(shí)施，推廣渠道防滲工作中取得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并采用新材料、新技術(shù)和新工藝，取得更好的防滲效果。

四、渠道防滲技術(shù)

1.渠道防滲斷面

灌區(qū)渠道防滲斷面結(jié)構(gòu)形式主要依據(jù)渠道流量大小并結(jié)合工程實(shí)際情況即工程附近回填土料來源、施工工期、回填土施工質(zhì)量等條件來確定。

由于 弧形坡腳梯形斷面或弧底梯形斷面由于其近似于最佳水力斷面，流速分布均勻，易于拉沙，減少淤積；同時也能改善防滲渠道凍脹變形分布的不均勻性，且渠底有一定的反拱作用，故可減輕砼板的凍脹破壞，減少裂縫和移位。在干、支渠道中應(yīng)用。一般干渠渠道選用弧形坡腳梯形斷面或梯形斷面，支渠依據(jù)流量大小設(shè)計(jì)流量大于3 m3/s，選用弧形坡腳梯形斷面或弧底梯形斷面，設(shè)計(jì)流量1-3 m3/s，選用弧底梯形斷面或U型斷面， 斗分渠〈1m3/s，選擇U型斷面，U型斷面較梯形斷面每公里輸水損失可減少3.7%，防滲效果最好，它近似于最佳水力斷面，水流條件好，流速大，輸水輸沙能力強(qiáng)；另外，其抗凍脹性能較高，凍脹程度僅為梯形的1/3-1/4，又便于管理，投資少、占地少，機(jī)械化施工程度較高。

2.防滲材料

采用復(fù)合土工膜防滲。即一布一膜土工布。由于其抗拉強(qiáng)度較高，抗穿透能力和抗老化性能好，可不設(shè)過渡層，另外，土工布表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或澆筑砼板。與塑料膜防滲相比，具有施工簡單，質(zhì)量可靠，提高工效等優(yōu)點(diǎn)干、支渠防滲工程大都采用這種板膜復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，即采用一布一膜土工布柔性材料做防滲層，其上再用C20砼剛性材料做為保護(hù)層，厚度一般7-10cm

3.伸縮縫止水材料

采用水利工程局生產(chǎn)的聚氯乙烯油膏，其施工方便，造價低，止水效果良好，在灌區(qū)已得到了廣泛應(yīng)用。

4.其它技術(shù)措施

（1）防滲渠道基槽的填筑與開挖

灌區(qū)近年來渠道襯砌均是在舊渠道上進(jìn)行，由于原渠道多為土渠梯形斷面，經(jīng)長期輸水運(yùn)用，在水面以下均已變成不規(guī)則的弧形斷面。對此應(yīng)采取了以下的處理方法：

①如渠基含水量很大，甚至為飽和狀態(tài)時，為了填筑施工，就提前停水，使基土風(fēng)干，或采用抽排、翻曬等方法，降低含水量。

②對于過流較大的重要干、支渠工程或有防凍要求的工程，采用換填土等方法。

③對于流量小于2.0m3/s的支渠及斗、分渠，首先進(jìn)行清淤和清基土，再進(jìn)行填筑。填筑時先將全渠槽填至設(shè)計(jì)高程（分層夯實(shí)，每層鋪土厚度，機(jī)械施工時，不大于30cm，人工施工時，不大于20cm），再用U形開渠機(jī)進(jìn)行開挖，最后再輔以人工檢查和反復(fù)的修整工作，直到滿足防滲層斷面設(shè)計(jì)要求。

④大于2.0m3/s的干、支渠工程，由于全渠槽填筑土方量較大，故往往采用局部填筑補(bǔ)齊的方法進(jìn)行填筑，填筑面的寬度一般應(yīng)較設(shè)計(jì)加寬50cm以上，以滿足一個蛙式電夯機(jī)的正常工作面。開挖時，僅開挖填筑時加寬的50cm的部分土體，然后按整修渠槽的方法修整渠道基槽，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。

（2）土工膜的加工和鋪設(shè)

該工序包括剪裁、接縫、鋪設(shè)等項(xiàng)工作。

經(jīng)理論計(jì)算，考慮到實(shí)際應(yīng)用的安全系數(shù)，灌區(qū)采用的復(fù)合土工膜規(guī)格為一布一膜，其中上面一層為100-150g/m2的土工布（根據(jù)渠道流量、斷面、水深等具體確定），其表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或澆筑砼板。下面一層為不小于0.25mm厚的聚氯乙烯膜，是主要的防滲材料。

①剪裁：成卷的土工膜料應(yīng)根據(jù)鋪膜基槽斷面尺寸的大小及每段長度剪裁。縱向鋪設(shè)時，首先按基槽的斷面尺寸計(jì)算所需膜料的幅數(shù)。橫向鋪設(shè)時，以鋪設(shè)基槽斷面的長度為一幅。剪裁的長度應(yīng)以其大塊膜料便于搬運(yùn)和鋪設(shè)為宜。小型渠道一般為50m-60m，大中型渠道可選用20m-40m。

②接縫：膜料連接處理的方法有搭接法，焊接法和粘接法等。灌區(qū)近年來多改簡單的搭接及粘接劑粘接為機(jī)器焊接。焊接時的搭接寬度一般不小于10cm，采用雙焊縫焊接。

③鋪設(shè)：基槽檢驗(yàn)合格后，在基槽表面灑水濕潤，以保證膜料能緊密地貼在基床上。縱向鋪設(shè)時，將按設(shè)計(jì)尺寸加工的大幅膜料疊成“琴箱”式，先橫向放在下游槽內(nèi)，再將一端與先鋪好的膜料或原建筑物在現(xiàn)場焊接，再向上游拉展鋪開。橫向鋪設(shè)時，由渠道一岸經(jīng)渠底向另一岸鋪設(shè)?？傊伳さ乃俣葢?yīng)和砼鋪砌或澆筑的速度相配合，當(dāng)天鋪膜，當(dāng)天澆筑好砼板，以免膜料裸露時間過長。

（3）砼板的安砌、澆筑

為確保砼防滲渠道的防滲效果及耐久性，除了正確合理的設(shè)計(jì)外，還必須提高施工技術(shù)水平，確保施工質(zhì)量，做到優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、安全。

五、渠道防滲技術(shù)應(yīng)用的效果

灌區(qū)在渠道防滲襯砌工程中，通過采用新材料、新技術(shù)、新工藝、將會大大提高了灌區(qū)渠系數(shù)利用系數(shù)及灌溉水的利用率及水分生產(chǎn)率，輸水能力將會逐年增加，可節(jié)約水量，擴(kuò)大灌溉面積，給灌區(qū)帶來了很大的的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，對提高灌區(qū)抗御自然災(zāi)害的能力、促進(jìn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源的合理配置，保障農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展起到一定的作用。另外，這些新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，對提高防滲工程質(zhì)量、加快施工進(jìn)度，降低工程造價和提高工程效益將起到良好的作用。