土渠防滲襯砌技術(shù)初探

摘 要：引青灌區(qū)是以農(nóng)業(yè)灌溉供水為主的全國大型灌區(qū)，1980年通水后，成為全縣農(nóng)業(yè)的“命脈工程”。但是，由于先天不足和年久失修，漏水現(xiàn)象嚴(yán)重，工程效益衰減。近幾年，引青灌區(qū)實(shí)施了一系列節(jié)水改造工程，其中以土渠防滲襯砌工程尤為重要。改造后，通過灌溉放水對比及原來滲漏比較嚴(yán)重的渠段的輸水狀況進(jìn)行觀測，防滲段渠道輸水基本無滲漏現(xiàn)象，僅此渠段可節(jié)約輸水量的9.5%，渠道輸水時(shí)間由原來的近半個(gè)月縮短到現(xiàn)在的7天。提高渠道水利用系數(shù)0.11。減少輸水損失1420m3，可新增、恢復(fù)灌溉面積2.4萬畝，改善灌溉面積28萬畝，水利工程經(jīng)濟(jì)效益490萬元。該文以引青灌區(qū)節(jié)水改造四期工程為例，從土渠防滲襯砌的工程設(shè)計(jì)、施工材料選擇及施工程序、襯砌效果等方面進(jìn)行闡述，為大型灌區(qū)渠道節(jié)水提供了一種比較成熟的、有效的方法。

關(guān)鍵詞：灌區(qū) 防滲 襯砌 施工

中圖分類號：TV91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（b）-0068-01

1 概述

引青灌區(qū)是一個(gè)以農(nóng)業(yè)為主兼具防洪、養(yǎng)殖等多項(xiàng)功能的水資源綜合利用工程，是區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展的命脈。自1980年投入運(yùn)行以來，已發(fā)揮了較大的效益。但是由于修建時(shí)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有限，資金匱乏，致使灌區(qū)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低，施工質(zhì)量較差；工程運(yùn)行近20年來，已造成工程老化失修，嚴(yán)重影響工程效益的發(fā)揮，因此積極推行節(jié)水灌溉，努力提高渠系水的利用系數(shù)。

渠道防滲工程技術(shù)是節(jié)水灌溉各個(gè)環(huán)節(jié)中的重要一環(huán)。灌區(qū)經(jīng)過調(diào)查研究和充分論證，在現(xiàn)有渠道上采用漿砌石護(hù)坡，混凝土板護(hù)底的方法進(jìn)行防滲，取得了明顯的效果。筆者從近幾年的施工實(shí)踐中總結(jié)出一些方法和經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)以引青灌區(qū)節(jié)水改造四期工程中土渠防滲襯砌工程為例加以說明。

2 主要設(shè)計(jì)形式和技術(shù)參數(shù)

引青灌區(qū)主干渠土渠防滲襯砌四期工程位于河北省盧龍縣下寨鄉(xiāng)北，全長4365m。原斷面形式為梯形，兩側(cè)邊坡1：1，土渠結(jié)構(gòu)，過水能力10 m3/s。改造前滲漏嚴(yán)重，常年觀測每km的輸水損失0.082m3/s.km，渠系水的綜合利用系數(shù)不足0.32。灌區(qū)管理處于2006年4月對該段明渠進(jìn)行了土渠防滲襯砌處理。其斷面結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)如下：

主干渠渠道斷面為梯形，設(shè)計(jì)邊坡依工程現(xiàn)狀選用1：1，主干渠設(shè)計(jì)流量為10 m3/s，設(shè)計(jì)水深2.2m，渠道縱坡1/8000。采用的防滲形式為40cm厚漿砌石護(hù)坡，護(hù)坡伸縮縫為瀝青木板；8cm厚漿砌混凝土預(yù)制板護(hù)底，渠底混凝土板沿縱向每隔15米設(shè)一干縫。為防止凍脹破壞，渠底鋪設(shè)10cm粗砂墊層，渠底中部設(shè)碎石排水盲溝，排水盲溝為30cm×30cm正方體，盲溝材料為400g無紡?fù)凉げ及槭?，盲溝?nèi)的水再按地形情況，用DN300混凝土排水管排出，排水管間距不大于1000m。為有利于地下水的排出，在渠道邊坡距渠底0.5m、1.0m處設(shè)2排排水管，排水管間距4.0m，呈梅花形分布，管頭用400g土工布包裹后插入粗砂反濾中。

3 材料的選擇

3.1 石料的選擇

石材選用堅(jiān)硬花崗巖石，毛石料厚度大于25cm長度比高度不大于3，石料重量大于25kN/m3，材質(zhì)應(yīng)堅(jiān)實(shí)新鮮，無風(fēng)化剝落或裂紋，石材表面無污垢、水銹等雜質(zhì)。

3.2 砂的選擇

砂料要要求粒徑為0.15～0.5mm，砌筑毛石砂漿的砂，其最大粒徑不大于5mm，砌筑料石砂漿的砂，最大粒徑不大于2.5mm。

3.3 選擇水泥品種的原則

有抗凍要求的防滲工程，優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；無抗凍要求的工程，可選用礦渣硅酸鹽水泥或粉煤灰硅酸鹽水泥。

3.4 混凝土板的選擇

采用預(yù)制混凝土板護(hù)底，混凝土板結(jié)構(gòu)尺寸為0.5m×0.5m×0.08m，混凝土標(biāo)號為C20。

4 主要施工程序及質(zhì)量控制

4.1 土方開挖及修整

由于渠道長年運(yùn)行，淤積嚴(yán)重，土方開挖量較大，故采用機(jī)械開挖，配以人工進(jìn)行輔助開挖。挖掘機(jī)削坡和挖渠底土方，要預(yù)留20cm原狀土不受擾動(dòng)，然后用人工挖至設(shè)計(jì)高，以保證地基穩(wěn)定。

4.2 漿砌石砌筑

砌筑程序?yàn)閺牡偷礁?，均勻上升。漿砌石采用鋪漿法，砌筑前石料用水沖洗，石料表面濕潤充分但不留積水，先鋪一層砂漿再放塊石用錘輕擊，使平穩(wěn)牢固，巖石面朝下，先表面后腹石，表石之間縫寬2～3cm，砂漿填縫飽滿，無架空。上下相鄰石塊，錯(cuò)縫搭接，分層砌筑，不留通縫。砌筑完成24小時(shí)后，用M15水泥砂漿勾平縫。砌體外露面，在砌筑后12～18小時(shí)之間應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，在養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)經(jīng)常灑水，使砌體保持濕潤，避免碰撞和振動(dòng)。

4.3 盲溝施工

盲溝挖好后，把土工布鋪開，里面裝滿碎石，碎石級配要良好，選用2cm厚的碎石。并且碎石填筑高度要比盲溝低2cm，以保證鋪預(yù)制板平整穩(wěn)定。

4.4 混凝土預(yù)制板鋪設(shè)

在混凝土預(yù)制板鋪設(shè)前，要先進(jìn)行粗砂墊層鋪設(shè)，墊層材料要顆粒級配良好的粗砂；鋪板時(shí)要鋪平鋪實(shí)，不能有翹角，板與板之間施工縫2～3cm，砂漿灌縫要嚴(yán)密，不能有漏縫處。

5 襯砌效果

5.1 防滲效果好

一般能減少滲漏損失90%以上。極大地提高了渠系水的利用系數(shù)。經(jīng)測算，渠道經(jīng)防滲襯砌后，滲水量由原來的0.2～0.3m3/s降到0.05m3/s以下。

5.2 耐久性好

在正常情況下，可運(yùn)行50年以上。

5.3 糙率小

n=0.017，流速增大，輸水時(shí)間可縮短50%以上。可縮短輪灌周期，大大緩解灌水緊張局面，對于大型灌區(qū)以及干旱季節(jié)，其意義尤為重要。

5.4 強(qiáng)度高，便于管理

襯砌強(qiáng)度高，能防止動(dòng)植物穿透或其它外力的破壞，便于養(yǎng)護(hù)管理和降低管理費(fèi)用。

5.5 防止土壤鹽堿化、沼澤化及降低外坡滑坡的可能

渠道采用防滲措施后，滲透水量明顯減小，地下水位降低，可防止土壤鹽堿化、沼澤化，由滲漏引起的滑坡可以避免。另外，也免去或減少了排水工程所需要的投資。

5.6 防止渠道沖刷、淤積及坍塌

渠道防滲工程，除防滲作用外，還有防沖、防淤、防坍塌，穩(wěn)定渠道，保證輸水安全的作用。

6 結(jié)論

土渠防滲襯砌可減少滲漏損失，是提高輸水能力的有效途徑，不僅技術(shù)成熟，防滲效果好，而且可以起到加固渠道的作用，既便于養(yǎng)護(hù)管理又可降低管理費(fèi)用，是值得大中型灌區(qū)節(jié)水改造項(xiàng)目推廣運(yùn)用的主要措施。

參考文獻(xiàn)

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