對(duì)當(dāng)前水利工程防滲施工處理技術(shù)應(yīng)用分析

張彬 崔理哲 李金 韓世鵬

【摘要】水利工程防滲施工處理技術(shù)具有多種類(lèi)型，在防滲處理中運(yùn)用具有重要意義。文章結(jié)合工程實(shí)例，探討分析水利工程防滲施工處理技術(shù)運(yùn)用，包括合理確定渠道設(shè)計(jì)流量、優(yōu)化渠道縱橫斷設(shè)計(jì)、伸縮縫處理、采用先進(jìn)施工工藝等方面。實(shí)際運(yùn)用表明，這些技術(shù)措施效果良好，類(lèi)似水利工程防滲處理可從中得到借鑒與參考。

【關(guān)鍵詞】水利工程；防滲施工；處理技術(shù)；施工工藝

Abstract： The construction technology of water conservancy anti-seepage has many kinds， in anti-seepage treatment applied significance. Combining engineering example， analysis of water conservancy project construction of seepage control technology are used， including the rational determination of design flow， channel optimization canal off design， expansion joints， the use of advanced construction technology etc.. In this paper， results of these measures are good， for reference in similar water conservancy anti-seepage treatment.

Keywords： water project； anti-seepage construction； treatment technology；construction technology

1、引言

滲漏是水利工程常見(jiàn)問(wèn)題，為防止?jié)B漏現(xiàn)象發(fā)生，必須根據(jù)工程實(shí)際情況，采用有效的技術(shù)措施。人們?cè)趯?shí)際工作中探索出多種技術(shù)措施，在工程運(yùn)用中取得良好效果。下面將結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行探討分析，希望能夠?yàn)樗こ谭罎B施工處理提供指導(dǎo)。

2、水利工程防滲施工處理技術(shù)的種類(lèi)

水利工程防滲施工處理技術(shù)類(lèi)型多種多樣，例如，灌漿技術(shù)、防滲墻技術(shù)、新型防滲工藝等。對(duì)于灌區(qū)渠道來(lái)說(shuō)，砼防滲、漿砌石防滲、土工膜防滲等，這些技術(shù)措施各有自己的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，為促進(jìn)其最大效能發(fā)揮，必須結(jié)合工程實(shí)際情況合理選用。

3、水利工程防滲施工處理技術(shù)的意義

根據(jù)工程實(shí)際情況，合理選擇防滲施工處理技術(shù)措施，能有效預(yù)防滲漏問(wèn)題出現(xiàn)，提高灌溉水利用系數(shù)，保證灌區(qū)正常用水需求，滿(mǎn)足農(nóng)作物對(duì)水資源需要。對(duì)促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，提高單位面積農(nóng)作物產(chǎn)量都具有積極作用。

4、工程概述

石津灌區(qū)位于河北省中南部，為國(guó)有大型灌區(qū)，耕地面積29萬(wàn)hm2，設(shè)計(jì)灌溉面積13.34萬(wàn)hm2，受益范圍包括石家莊、邢臺(tái)、衡水3個(gè)地級(jí)市的14個(gè)縣（市、區(qū)）、114個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、968個(gè)村。石津灌區(qū)擴(kuò)建于上世紀(jì)60年代，受當(dāng)時(shí)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)條件的限制，工程標(biāo)準(zhǔn)偏低，大部分渠道為土質(zhì)較差，經(jīng)多年運(yùn)行，滲漏問(wèn)題嚴(yán)重，水的有效利用率低，輸水能力不足，周期長(zhǎng)，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。在當(dāng)前不能開(kāi)辟新水源的情況下，緩解水源供需矛盾的主要途徑就是節(jié)水。因此，搞好渠道砼防滲工作是十分必要的。

1997年，在部、省各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，灌區(qū)開(kāi)始實(shí)施續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目，至今共完成國(guó)家投資8.3億元，完成骨干渠道砼襯砌431km，建筑物配套及改造1464座。在很大程度上改善了灌區(qū)工程條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，一批骨干渠道的安全輸水能力明顯提高，輪灌周期縮短，為農(nóng)田適時(shí)灌溉提供了保障。同時(shí)也促進(jìn)了灌區(qū)基層管理體制和投入機(jī)制改革的深入進(jìn)行，推動(dòng)了灌區(qū)內(nèi)群眾投資水利工程的積極性，群眾集資投勞熱情高漲的良好局面已經(jīng)形成。

5、水利工程防滲施工處理技術(shù)的運(yùn)用

本著提高工程質(zhì)量，樹(shù)立工程形象，增加科技含量，降低工程造價(jià)，提高工程效益的目的。在渠道設(shè)計(jì)、施工工藝、工程管理等方面采取有效措施，具體來(lái)說(shuō)，主要采取包括以下幾個(gè)方面的技術(shù)措施。

5.1 合理確定渠道設(shè)計(jì)流量。續(xù)建配套項(xiàng)目中的渠道防滲工程多在舊有土渠上進(jìn)行，這些土渠的原設(shè)計(jì)流量多是在六、七年代規(guī)劃確定的，運(yùn)行實(shí)際較長(zhǎng)，難以滿(mǎn)足當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉用水消需要。目前，該區(qū)域的自然條件、作物種植比例、輪作制度等，與原來(lái)相比都出現(xiàn)了了很大的變化。因此，續(xù)建配套項(xiàng)目中通過(guò)調(diào)查研究，總結(jié)灌區(qū)多年來(lái)的灌溉經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合有關(guān)試驗(yàn)資料，重新確定了更為科學(xué)、合理的渠道流量，以更好滿(mǎn)足灌溉農(nóng)作物的用水需求。

5.2 優(yōu)化渠道縱橫斷設(shè)計(jì)。渠道縱斷設(shè)計(jì)是以保證自流灌溉為目的。在對(duì)原土渠運(yùn)行水位銜接情況進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)不適宜的渠道縱坡進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，正確處理好渠道與建筑物、渠道上下級(jí)和上下游的水位銜接問(wèn)題，以保證水流平穩(wěn)過(guò)度，滿(mǎn)足水位和田間灌水要求，經(jīng)過(guò)改造后，90%均能平澆，能夠更好對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行灌溉。在渠道橫斷面型式選取上，除梯形斷面為主外，部分分干渠和支渠采用拋物線(xiàn)型斷面。該種斷面水流條件好，流速分布均勻，不易淤積，且抗凍脹和適應(yīng)地基變形能力較強(qiáng)，在工程運(yùn)用中具有良好效果。

純拋物線(xiàn)型渠道斷面的確定，主要如下：

濕周： 根據(jù)公式，經(jīng)試算確定p值。確定p值的依據(jù)是：在水深為設(shè)計(jì)值時(shí)，水力半徑R接近最大，這樣確定的拋物線(xiàn)斷面接近水力最佳，水力條件好，濕周短，節(jié)省砼用量；初步選定了p值后，還綜合考慮渠道流量、土質(zhì)、挖填土方量及施工難易程度等因素，并對(duì)p值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。例如，對(duì)流量較大、填方取土較為困難的渠道，可使斷面趨于寬淺；渠道斷面形狀盡量貼近邊坡系數(shù)1：1.5--1：2.0，采用這樣的設(shè)計(jì)能夠更加方便砼澆筑，有利于施工順利進(jìn)行。

5.3 伸縮縫處理。伸縮縫處理時(shí)，主要采用油膏---砂漿伸縮縫，并以新型防水油膏---806樹(shù)脂油膏代替瀝青油膏。該油膏與瀝青油膏相比，具有韌性好，粘結(jié)力強(qiáng)，低溫不易裂，使用壽命長(zhǎng)，施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。自1997年灌區(qū)續(xù)建配套工程使用以來(lái)，806樹(shù)脂油膏已經(jīng)在灌區(qū)得到了全面推廣及應(yīng)用，并且取得了很好的止水效果。此外，在軍干徐灣分干上，布設(shè)閉孔泡沫板伸縮縫、切割縫試驗(yàn)段。閉孔泡沫塑料具有密度小、吸水率低、耐溫、抗凍、抗?jié)B、耐腐蝕、柔性好等優(yōu)點(diǎn)，是較好的填縫材料，并且施工工藝簡(jiǎn)單，可兩邊同時(shí)澆筑或單邊澆筑施工。而切割縫試驗(yàn)段的設(shè)置，主要針對(duì)砼襯砌渠道因凍脹而產(chǎn)生的裂縫，在裂縫易產(chǎn)生的部位，一般在設(shè)計(jì)水深的1/3--1/2處，采用切縫機(jī)切割出一道縱縫，縫的深度一般為襯砌厚度的一半。通過(guò)采取這種處理方式，從而方便凍脹應(yīng)力的釋放，可避免裂縫的恣意產(chǎn)生，提高整個(gè)渠道工程質(zhì)量。

5.4 采用先進(jìn)施工工藝。在砼襯砌施工過(guò)程中，為取得更好效果，施工單位還重視先進(jìn)工藝的運(yùn)用，該工程中采用了電抹子施工和真空吸水技術(shù)。電抹子的應(yīng)用主要起到了節(jié)省人工、加快工程進(jìn)度、提高砼面平整度等方面的作用。真空吸水技術(shù)是利用真空原理，對(duì)砼進(jìn)行機(jī)械脫水的一種新工藝，在改善砼物理、力學(xué)性能、節(jié)約能源、加快工期等方面十分有效，是一項(xiàng)先進(jìn)的工藝措施。該灌區(qū)在渠道砼襯砌工程中引入這兩項(xiàng)工藝后，實(shí)踐表明，不僅有效加快了施工進(jìn)度，還提高了渠道工程質(zhì)量，有效防止渠道出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。另外，續(xù)建配套項(xiàng)目施工過(guò)程中開(kāi)展的蓬蓬勃勃的“創(chuàng)建文明建設(shè)工地”活動(dòng)，也在很大程度上推動(dòng)了各方面管理水平的提高，促進(jìn)了施工的安全、優(yōu)質(zhì)、高效，對(duì)整個(gè)渠道工程防滲處理產(chǎn)生積極作用。

5.5 做好砼防滲工程的試驗(yàn)研究工作。實(shí)際運(yùn)行表明，續(xù)建配套項(xiàng)目中的砼襯砌渠道基本上都取得了較好的防滲效果。但是，由于受北方寒冷氣候影響，在個(gè)別渠段依然存在凍脹裂縫問(wèn)題。對(duì)于這一問(wèn)題，灌區(qū)技術(shù)人員正著手進(jìn)行專(zhuān)題試驗(yàn)。試驗(yàn)共設(shè)六種襯砌結(jié)構(gòu)型式。首先根據(jù)渠道原設(shè)計(jì)襯砌型式，設(shè)置基礎(chǔ)斷面試驗(yàn)段，再分別從“防”、“抗”、“導(dǎo)”等方面出發(fā)，設(shè)置不同結(jié)構(gòu)型式的試驗(yàn)段，研究不同防凍脹手段的實(shí)際效果?！胺馈奔床扇”?、降低土壤含水率等措施，防止土壤凍結(jié)，設(shè)兩種斷面型式：保溫板試驗(yàn)段、復(fù)合土工膜試驗(yàn)段?！翱埂奔刺岣咭r砌強(qiáng)度，抵抗凍脹破壞力，也設(shè)兩種斷面型式：加肋試驗(yàn)段、變厚度試驗(yàn)段?！皩?dǎo)”即增加襯砌體的位移能力，引導(dǎo)并緩解凍脹力，設(shè)一種斷面型式：中心縱縫試驗(yàn)段。通過(guò)該專(zhuān)題試驗(yàn)，力爭(zhēng)找到解決凍脹裂縫的較好辦法，使灌區(qū)砼襯砌工程發(fā)揮出更大的效益。相信在不久的將來(lái)，隨著研究成果的出現(xiàn)和推廣應(yīng)用，這些試驗(yàn)研究成果對(duì)整個(gè)渠道防滲工作會(huì)產(chǎn)生重要的影響。

6、水利工程防滲施工處理技術(shù)的運(yùn)用效果

在渠道防滲處理過(guò)程中，通過(guò)采取上述措施，不僅順利完成的施工任務(wù)，還取得了良好的效果。目前，渠道砼防滲在續(xù)建配套項(xiàng)目中發(fā)揮了重要作用，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

6.1 擴(kuò)大了灌溉面積，保障了糧食增產(chǎn)。續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目的實(shí)施共恢復(fù)灌溉面積21.25萬(wàn)畝，改善灌溉面積137萬(wàn)畝，糧食單產(chǎn)從1998年的767公斤增加到2010年的962公斤，糧食生產(chǎn)能力由1998年的84700萬(wàn)公斤增加到2010年的150264萬(wàn)公斤。

6.2 提高了水的利用率，節(jié)約了水資源。渠道防滲率的提高和建筑物的不斷配套，有效提高了渠系水利用率，灌區(qū)渠系水有效利用系數(shù)由0.48提高到了0.55，灌溉水利用系數(shù)由0.38提高到0.48；年節(jié)水量5630萬(wàn)m3；節(jié)水效果顯著。此外，灌區(qū)以節(jié)水改造為契機(jī)，在灌區(qū)大力宣傳節(jié)約用水，增強(qiáng)群眾的節(jié)水意識(shí)，引導(dǎo)群眾走向主動(dòng)節(jié)水，對(duì)區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)節(jié)水產(chǎn)生了積極的促進(jìn)作用。

6.3 縮短輸水時(shí)間，提高適時(shí)灌溉能力。項(xiàng)目的實(shí)施，提高了渠道的安全輸水能力，縮短了輪灌周期，據(jù)近年的運(yùn)行結(jié)果，全灌區(qū)輪灌周期由原來(lái)的30天縮短到目前的25天，提高了灌區(qū)農(nóng)作物適時(shí)灌溉的保證率；渠道的混凝土防滲還為長(zhǎng)時(shí)間的小流量輸水、利用節(jié)制工程調(diào)蓄水量提供了可能，從而為大灌區(qū)實(shí)施局部灌溉、為經(jīng)濟(jì)作物的小流量灌溉創(chuàng)造了條件。

6.4 帶動(dòng)了社會(huì)投資水利的積極性。項(xiàng)目的實(shí)施，促進(jìn)了農(nóng)村穩(wěn)定，帶動(dòng)了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。同時(shí)，灌水條件的改善，也帶動(dòng)了地方政府和受益群眾投資水利的積極性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997年以來(lái)，受益鄉(xiāng)村及群眾投資投勞約4500萬(wàn)元，用于斗農(nóng)渠防滲配套及末級(jí)渠道秋冬整修。

6.5 改善了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。項(xiàng)目區(qū)屬黑龍港流域，中淺層地下水礦化度高，鹽堿化及次生鹽堿化極易發(fā)生。通過(guò)對(duì)渠道進(jìn)行混凝土防滲，有效減少了渠水的滲漏量，避免了次生鹽堿化的發(fā)生；同時(shí)，經(jīng)過(guò)多年的地表水灌溉，還改良了絕大部分鹽堿地，明顯改善了區(qū)內(nèi)生產(chǎn)、生活和生態(tài)環(huán)境。

7、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水利工程防滲施工處理技術(shù)具有多種類(lèi)型，其運(yùn)用具有重要現(xiàn)實(shí)意義。今后在水利工程防滲處理過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)具體工作需要，合理選擇相應(yīng)的技術(shù)措施，提高防滲處理效果，促進(jìn)水利工程有效運(yùn)行。上述防滲處理技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中取得良好效果，類(lèi)似工程可從中得到啟示與借鑒。

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作者簡(jiǎn)介：

張彬：性別：男 出生年月：1979.09 籍貫：河北省棗強(qiáng)縣 工作單位：河北省石津灌區(qū)管理局主要 研究方向：水利工程施工 現(xiàn)有職稱(chēng)：副高級(jí)工程師 學(xué)歷：本科

崔理哲：性別：女 出生年月：1978.09 籍貫：河北省欒城縣 工作單位：河北省石津灌區(qū)管理局 主要研究方向：水利工程造價(jià) 現(xiàn)有職稱(chēng)：副高級(jí)工程師 學(xué)歷：本科

李金：性別：女 出生年月：1981.07 籍貫：河北省高陽(yáng)縣 工作單位：河北省石津灌區(qū)管理局 主要研究方向：水利工程施工 現(xiàn)有職稱(chēng)：工程師 學(xué)歷：本科

韓世鵬：性別：男 出生年月：1985.05 籍貫：河北省青縣 工作單位：河北省石津灌區(qū)管理局 主要研究方向： 水利工程施工 現(xiàn)有職稱(chēng)：助理工程師 學(xué)歷：本科。