淺談渠道防滲材料的應用

雒成遠

（甘肅省引大入秦工程管理局，甘肅蘭州730300）

我國是一個農業(yè)大國，農業(yè)用水占用水總量的2/3 左右，但人均水資源占有量僅為全球人均水資源占有量的1/4，因此要大力推廣節(jié)水技術。渠道防滲措施是減少水資源在輸送過程滲漏損失的重要途徑，也是節(jié)約用水的工程基礎。

1 渠道常用的防滲材料

目前普遍常用的防滲材料主要有土石料、混凝土、瀝青混凝土、防滲膜等作為渠道的防滲層，或者是上述材料的2 種及2 種以上聯(lián)合應用，形成復合防滲結構，以取得更好的防滲效果。在實際使用時，需要根據(jù)渠道所在地質地形條件、氣候類型、工程規(guī)模等級、設計流量大小、防滲要求、正常使用壽命等，結合當?shù)夭牧系馁Y源儲備及市場采購、運輸?shù)谋憷院侠磉x擇使用。

1.1 土料防滲

土料防滲分為兩種：一種是單純的將渠道基底基礎土進行機械或人工夯實，這種方式在農田灌溉小的農渠或者毛渠上比較常用，防滲效果一般；另一種是在渠床表面鋪填適當厚度的三合土、黏砂混合土、灰主等，然后碾壓夯實，起到一定的防滲作用。使用土料作為防滲層防滲，防滲作用有限，好處是施工簡便，易于操作，造價便宜；缺點是防沖抗凍和耐久性差，適用于氣候條件溫暖的地區(qū)和流量較小、坡降平緩的渠道。

1.2 石料防滲

常用的石料主要有塊石、卵石、條石等，多用于石料資源儲備豐富，便于采集運輸?shù)牡胤?，通過干砌石或漿砌石的形式砌筑于渠坡，起到防沖刷、抗耐磨的作用。優(yōu)點是使用期限長，耐久性好，防滲效果優(yōu)于土料防滲；缺點是無法機械作業(yè)，只能人工施工，需要投入大量的人工勞動力，施工期長，對施工人員的砌筑水平有一定要求。

1.3 混凝土防滲

混凝土防滲屬于最常見的一種防滲形式，一般有預制板、預制塊、“U”形槽、現(xiàn)澆混凝土、鋼筋混凝土等幾種。預制板或預制塊多鋪設在渠床或渠道邊坡，其下一般鋪設砂漿墊層過渡層、土工膜、聚苯乙烯泡沫塑料保溫板，綜合應用，兼具防滲、防凍脹破壞?！癠”形槽預制鋪設多用于流量較小的農田灌溉渠道，對渠道基底基礎一定要夯實，尤其是填方段，需要逐層鋪筑碾壓，再開挖成型，同時按照設計要求設置伸縮縫?；炷令A制板、預制塊、“U”形槽鋪設渠道根據(jù)工程規(guī)模大小需要考慮附近有預制廠或自行籌建預制廠。

現(xiàn)澆混凝土、鋼筋混凝土渠道適用范圍廣，可用于各類地質、地形、氣候條件的大中小型渠道，防滲性能優(yōu)良，防凍性、抗沖性、耐久性好，便于人工及機械化作業(yè)，但需要考慮砂石骨料的采集運輸便利性。

1.4 瀝青混凝土防滲

瀝青混凝土結構上有一定的柔韌性，適合各種渠道斷面結構形式和地形，防滲效果好，抗凍害性能良好，投資和混凝土接近，不足之處是施工和生產(chǎn)料源時對空氣環(huán)境有一定的污染，需要考慮附近瀝青料源的提供是否便利。瀝青混凝土防滲有兩種形式：一種是整平膠結層；另一種是無整平膠結層。在巖石地基或堅硬的砂巖、巖土地基上多考慮使用整平膠結層，按流量大小和工程規(guī)模一般選擇鋪設5～10 cm厚為宜，每隔5 米左右設置橫向伸縮縫；同時為了預防和降低瀝青老化，增強防滲效果，在瀝青混凝土表面涂刷2～3 mm厚度的瀝青瑪蹄脂作為封閉層。

2 新型渠道防滲材料

目前國內外涌現(xiàn)出的新型防滲材料體現(xiàn)了渠道防滲由單一材料向復合材料轉化的趨勢，新型材料主要有土壤固化劑、固化土、復合土壤膠結料等。

2.1 土壤固化劑

土壤固化劑是20 世紀90 年代我國從日本引進的土壤固化新材料，其與傳統(tǒng)的水泥、石灰、粉煤灰等固化材料不同，具有適用范圍廣、施工簡便、施工期短、造價低廉、質量有保證等優(yōu)點。其主要特點：適用范圍廣，可用于不同類型及粒徑的土壤，根據(jù)工程施工工序及工期要求可以調整固結時間；固結后土體的體積收縮變化小，抗?jié)B性能及抗裂和抗凍能力得以極大提高；便于開展機械化作業(yè)，施工速度快，有利于節(jié)約工期。

2.2 固化土

固化土作為一種新興的渠道防滲措施，在實際應用中取得了良好的防滲效果。其通過化學或生物技術在土體中摻入一定比例的水泥或其他凝膠材料達到固結土粒的目的，從而使其強度提升，增強土體的穩(wěn)定性和抗?jié)B性，在施工中可減少挖方及棄土，減少對周圍地質環(huán)境的擾動，有利于生態(tài)環(huán)境保護。

2.3 復合土壤膠結料

復合土壤膠結料是由氧化鈣、二氧化硅、三氧化二鋁、硫酸亞鐵、粉煤灰、礦渣等按比例混合后用球磨機磨碎，過120 目篩而成。作為一種高性能環(huán)保型新材料有以下幾方面特點：一是穩(wěn)定性能好；二是粉煤灰、礦渣等便于就地取材，工程造價低；三是適用范圍廣，基本上和水泥的適用范圍相同，廣泛用于堤防加固和渠道防滲；四是凝結快，比水泥快1 倍，養(yǎng)護時間縮短2/3；五是保質期長，比水泥長1 倍。通過調整組成改進配合比例，提高了固化土體的強度和耐久性，從而起到防滲的作用。

3 防滲膜

防滲膜一般指塑料薄膜、土工膜、瀝青玻璃纖維布或者其他高分子聚合物復合類薄膜，其性能穩(wěn)定，具有一定的抗凍性，防滲效果優(yōu)良，能適應一定的變形，在渠道防滲中廣泛使用。聚乙烯膜在各類土工合成防滲膜料中占據(jù)主導地位，其常用厚度一般為0.1～0.3 mm。

膜料防滲的特點：一是防滲性能好，一般可以減少滲漏量的90%左右。二是防滲膜質地柔軟，具備一定的延伸性和抗拉性，對地形變化的適應能力強，可用于各種形狀的斷面及可能發(fā)生沉陷和位移的渠道。三是耐腐蝕性強。其不受酸、堿和土壤微生物的侵蝕，穩(wěn)定性和耐腐蝕性能好，除廣泛用于各類引水渠道外，還可用于排污渠道及排堿渠道的防滲。

明鋪式膜料防滲的優(yōu)點是渠床糙率較小、工程量小、鋪設簡便；缺點是膜料直接受陽光、大氣的作用，容易老化和受到外力破壞，使用壽命短。因此，膜料防滲多用埋鋪式，其結構一般包括膜料防滲層、過渡層、保護層等。無過渡層防滲結構適用于土渠基和用素土、水泥作保護層的防滲工程；有過渡層的防滲結構適用于巖石、砂礫石、土渠基和用砂礫石、石料、現(xiàn)澆碎石混凝土、預制板、預制塊作保護層的防滲工程；當采用復合土工膜做防滲層時，可不再設過渡層。

4 結語

隨著科技水平的發(fā)展，渠道防滲新材料、新工藝、新技術不斷出現(xiàn)，需要人們在實際應用中進行嘗試和試驗，通過后期運行實踐檢驗其施工便利性、經(jīng)濟可行性和實際效果，科學合理選擇經(jīng)濟適用的防滲措施加以推廣應用。