渠道防滲工程技術(shù)在東風(fēng)水庫灌區(qū)的推廣及應(yīng)用

張春萍 侯紅妮

（鳳翔縣東風(fēng)水庫灌溉管理處 陜西 鳳翔 721400）

東風(fēng)水庫灌區(qū)是鳳翔縣開發(fā)利用較早的三大中型國(guó)有灌區(qū)之一，1969年動(dòng)工興建，1972年開始受益。東風(fēng)水庫灌區(qū)位于鳳翔縣中南部，灌區(qū)由自流灌區(qū)和抽水灌區(qū)兩部分構(gòu)成，轄彪角、郭店、南指揮三鎮(zhèn)29個(gè)行政村，設(shè)施灌溉面積6.86萬畝，輸水干渠兩條長(zhǎng)14.3km。灌區(qū)地勢(shì)西北高，東南低，地勢(shì)較平坦，土壤為亞粘土和黃綿土。灌區(qū)總?cè)丝?.9萬人，農(nóng)業(yè)人口6.6萬人，糧食種植以小麥、玉米為主，經(jīng)濟(jì)作物以辣椒、蘋果、西瓜、大棚蔬菜為主。作為一個(gè)新老結(jié)合的中型灌區(qū)，工程布局、地質(zhì)和水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜。加之受原技術(shù)水平和施工時(shí)經(jīng)濟(jì)條件所限，工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不高、工程不配套、部分干渠和大部分支渠未進(jìn)行防滲處理，其中輸水渠道滲漏是浪費(fèi)水費(fèi)和水資源的主要因素。采用混凝土襯砌防滲的渠道經(jīng)幾十年運(yùn)行，原襯砌的混凝土板大部分遭到破壞，預(yù)制板勾縫大部分脫落、破裂、滑塌、渠底凍脹，漏水嚴(yán)重。渠道防滲能力大為下降，滲漏損失嚴(yán)重，渠系水利用系數(shù)在0.36左右，致使水源不能充分利用，浪費(fèi)大，直接影響著東風(fēng)水庫灌區(qū)的灌溉效益。隨著灌區(qū)續(xù)建配套工程的實(shí)施，渠道防滲工程技術(shù)在東風(fēng)水庫灌區(qū)得到進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用，節(jié)水效果有了明顯的提高，灌區(qū)效益日益凸顯。現(xiàn)將東風(fēng)水庫灌區(qū)渠道防滲工程技術(shù)中的一些主要問題做一簡(jiǎn)要闡述。

東風(fēng)水庫灌區(qū)渠道防滲工程主要考慮了以下四個(gè)方面的問題。

1 防滲斷面形式的選擇

按照明渠均勻流公式計(jì)算水力最佳斷面及允許流速，斷面一般分為以下幾種：

（1）設(shè)計(jì)流量大于9.0m3/s時(shí)，選擇弧形坡腳梯形斷面；

（2）設(shè)計(jì)流量在 3.0m3/s～9.0m3/s時(shí)，選擇弧形坡腳梯形斷面或弧形渠底梯形斷面；

（3）設(shè)計(jì)流量在 1.0m3/s～3.0m3/s時(shí)，選擇弧形渠底梯形斷面或U形斷面；

（4）設(shè)計(jì)流量小于1.0m3/s時(shí)，選擇U型斷面。

弧形渠底梯形斷面與U形渠道襯砌既可減少工程回填量，縮短工期，降低成本，又可改善水流條件，減少淤積量，減輕凍脹破壞，延長(zhǎng)工程壽命。U形混凝土渠道較梯形渠每公里輸水損失小3.7%，較土渠可以減少滲漏損失97%，防滲效果最好；它近似于最佳水力斷面，水流條件好、流速快、輸水輸沙能力強(qiáng)；抗凍害性能較高，凍害程度僅為梯形渠的1/3～1/4,且便于管理，投資少。

弧形渠底梯形斷面較梯形斷面流速分布均勻，近似于最佳水力斷面，流速較快；改善了防滲渠道凍脹變形分布的不均勻性，渠底有一定的反拱作用，故可以減輕凍害，減少裂縫和錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，邊坡穩(wěn)定性較高，同時(shí)造價(jià)較低，適用于中小型灌區(qū)的渠道防滲。

東風(fēng)水庫灌區(qū)渠道防滲改造工程主要是對(duì)輸水干渠渠道進(jìn)行改造，拆除原梯形襯砌預(yù)制板，采用了流速分布均勻的弧形渠底梯形斷面C15混凝土襯砌，襯砌面下鋪設(shè)PE防滲膜。

2 防滲材料的選擇

東風(fēng)水庫灌區(qū)原設(shè)計(jì)采用砼預(yù)制板襯砌，經(jīng)過幾十年的運(yùn)行，其很難達(dá)到預(yù)期的防滲效果和耐久性。隨著近年來防滲材料的不斷刷新，不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，東風(fēng)水庫灌區(qū)渠道防滲改造工程的防滲主要采用弧形渠底梯形斷面C15混凝土襯砌，襯砌下鋪設(shè)PE防滲膜（一布一膜土工布）。以柔性材料做防滲膜，其上用C15混凝土剛性材料作為保護(hù)層，厚度一般為10cm，此層主要起保護(hù)膜不被外力破壞和防止其老化，以延長(zhǎng)工程壽命的作用。兩種材料互相揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短，顯示了明顯的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能。PE防滲材料優(yōu)點(diǎn)較為突出：①防滲性能好，防滲效果是單純混凝土防滲材料的1/6，是砌石材料的1/13，是不防滲土渠的1/21；②質(zhì)輕、延伸性強(qiáng)，延長(zhǎng)了工程的使用壽命，同時(shí)膜料防滲層可以保溫，從而減輕了凍脹破壞，使混凝土保護(hù)層裂縫減少；③工程造價(jià)低，施工方便。

3 伸縮縫止水材料的選擇

以往在止水材料方面投資較少，剛性材料防滲渠道多采用瀝青砂漿或油氈，但其性能較差。這次渠道防滲改造過程中，采用聚氯乙烯膠泥作為伸縮縫止水材料，設(shè)縱向伸縮縫，間距6m，縫寬0.02m。聚氯乙烯膠泥的柔性和抗壓、抗拉性能都比較強(qiáng)，施工方便，造價(jià)低。

4 渠道防滲改造工程的施工

防滲改造工程設(shè)計(jì)中，采用了弧形渠底梯形斷面，在高填方渠段，為了適應(yīng)沉降變形破壞，均采用C15混凝土現(xiàn)澆，厚度為10cm。防滲渠道施工包括三個(gè)方面。

4.1 防滲渠道基槽的填筑和開挖

為了使防滲層經(jīng)久耐用，基槽在填筑與開挖中，務(wù)必達(dá)到堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定、平穩(wěn)和尺寸準(zhǔn)確的要求。東風(fēng)水庫原渠道為梯形斷面，但經(jīng)過長(zhǎng)期輸水運(yùn)行，水面以下的斷面均已變成弧形等不規(guī)則的斷面，要在此渠槽基礎(chǔ)上修建防滲工程，必須對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行填筑。填筑時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①如渠基含水量很大甚至達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，應(yīng)提前停水，使基土風(fēng)干。②舊渠運(yùn)用中往往長(zhǎng)草，泥土淤積或雜物堆積較多，填筑時(shí)應(yīng)按要求徹底清除。填筑時(shí)要使新老土結(jié)合緊密，一般應(yīng)盡量把全渠槽填滿至設(shè)計(jì)高程后，再按設(shè)計(jì)開挖至防滲層鋪筑斷面；渠道基槽的開挖應(yīng)按設(shè)計(jì)平整好基面，定好渠線中心樁，測(cè)量好高程、沿渠口尺寸，灑好兩側(cè)開挖灰線；先粗略開挖至渠底再將中心樁移至渠底，重新測(cè)量高程后，再精確開挖；將渠槽內(nèi)的大土基本挖完后，每10m長(zhǎng)按設(shè)計(jì)挖出標(biāo)準(zhǔn)開挖斷面，在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)斷面間拉緊橫線，按橫線從坡上至坡下邊挖邊刷坡，同時(shí)用斷面樣板逐段檢查，反復(fù)修整，直至符合設(shè)計(jì)要求時(shí)為止。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)澆筑

渠道防滲改造工程現(xiàn)場(chǎng)澆筑分為三個(gè)工序：①模板制作與安裝。②混凝土的拌制和運(yùn)輸。③混凝土的澆筑。混凝土襯砌渠道的施工順序，通常是先澆筑渠底，后澆筑渠坡。澆筑邊坡時(shí)，將拌好的混凝土倒入倉(cāng)板內(nèi)，隨倒隨平，使?jié){與骨料均勻分布。用插入式振搗器插搗，模板邊縫用人工搗實(shí)，直至出漿為止。

4.3 伸縮縫施工

伸縮縫施工分清縫、填縫材料制作、填充伸縮縫3個(gè)部分，膠泥制好后，用帶有V形缺口的小鐵桶趁熱向伸縮縫中灌注，邊灌邊用小木棍靠縫邊攪動(dòng)，使膠泥與縫壁、縫底充分粘結(jié)，并均勻地達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。

5 結(jié)語

東風(fēng)水庫灌區(qū)近幾年渠道防滲改造工程的實(shí)施，渠系水利用系數(shù)由原來的0.36提高到0.52，不僅節(jié)約了水量，而且提高了農(nóng)民收入。因此，渠道防滲工程技術(shù)的推廣及應(yīng)用非常重要，建好渠道防滲工程是提高現(xiàn)有水利工程的效益、提高渠系水利用系數(shù)、節(jié)約用水、時(shí)效較快的重要途徑。陜西水利