灌區(qū)渠道防滲修復(fù)技術(shù)措施研究

呂格亞

(咸陽市羊毛灣水庫管理局，陜西咸陽713300)

灌區(qū)渠道輸水是我國農(nóng)田灌溉、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的主要輸配水模式。但由于受當(dāng)時建設(shè)技術(shù)水平和投資資金等因素的制約，加上渠道長期檢修維護(hù)措施不完善和不到位，渠道渠系水利用系數(shù)比較低，渠道輸配水過程中造成的滲漏損失量大，每年發(fā)生的水資源浪費量驚人。如果采取合適的渠道防滲修復(fù)技術(shù)，一方面可以大大減少渠道水資源浪費量，提供灌區(qū)渠道的綜合運行經(jīng)效益;另一方面，渠道滲漏量減少，可以減少渠道滲漏水對周圍農(nóng)作物生長環(huán)境的破壞，給農(nóng)作物營造一個良好的生產(chǎn)環(huán)境，同時可以提高渠道周期的生態(tài)環(huán)境性能水平。

從大量文獻(xiàn)資料和實際工作經(jīng)驗可知，我國渠系水資源利用系數(shù)在0.45左右的渠道約占全國所有渠道總長的85%以上，也就是灌區(qū)渠道防滲節(jié)水節(jié)能的潛力還很大，防滲節(jié)水節(jié)能加固修復(fù)已成為灌區(qū)渠道優(yōu)先考慮的優(yōu)化經(jīng)濟(jì)效益的重要技術(shù)措施。從一些成功的灌區(qū)渠道防滲節(jié)能修復(fù)工程應(yīng)用效果數(shù)據(jù)可知，混凝土防滲渠道具有非常良好的防滲節(jié)能加固效果，其一般可以獲得85%及以上的節(jié)能效果，可以有效提高渠道的輸配水能力，提高渠道渠系水資源的綜合利用效率，同時減小了渠道的斷面尺寸，增大了渠道內(nèi)水資源的流速，改善了輸配水的運行環(huán)境，提高了渠道的耐久性能，對灌區(qū)渠道防滲節(jié)能節(jié)水修復(fù)加固工程中得到了廣泛的推廣應(yīng)用。

1 灌區(qū)渠道運營現(xiàn)狀

1.1 渠道渠系缺乏完整性與合理性

我國灌區(qū)渠道由于缺乏有效的規(guī)劃設(shè)計，加上當(dāng)時建設(shè)技術(shù)水平條件的局限性，很多灌區(qū)灌溉渠系不是十分明晰，缺乏渠道渠系完整性和灌溉水輸配水防滲合理性。有些渠道由于缺乏有效的管理和檢修維護(hù)措施，渠道中很多骨干渠系建筑物已出現(xiàn)大量老化毀壞、田間渠系配套設(shè)施不健全不完善、灌區(qū)尾部和末級提灌區(qū)域存在嚴(yán)重供水可靠性保證率低、灌溉運營成本較高、綜合運營管理措施制度不完善、渠道自動化系統(tǒng)缺乏或落后等問題，渠系運行狀況不是很理想等問題。

1.2 渠道輸配水利用效率低

據(jù)一些統(tǒng)計文獻(xiàn)數(shù)據(jù)可知，我國絕大部分土渠其平均灌溉水利用系數(shù)僅為42.89%～45.31%，水資源浪費現(xiàn)象十分嚴(yán)重?？紤]到在渠道在灌溉期間由于其他非水損的社會經(jīng)濟(jì)用水量等外部因素的影響(按引入水資源總量的10%來進(jìn)行估算分析)，渠系輸配水利用效率由現(xiàn)在的初步測算估計值增大10%，再除以渠道田間水資源綜合利用系數(shù)，則可以獲得非?？捎^的節(jié)水節(jié)能潛力。若灌區(qū)田間水資源綜合利用效率采用 0.80，而輸配水綜合利用效率才只能達(dá)到52.35%。也就是說我國渠道渠系輸配水利用效率低，造成渠道中大量水資源的損失是我國渠道面臨的主要問題，采取防滲節(jié)水節(jié)能修復(fù)技術(shù)措施，有效提供灌區(qū)渠道水資源綜合利用效率，其所獲得的節(jié)水節(jié)能效益十分可觀。

2 渠道防滲節(jié)水節(jié)能加固技術(shù)措施

目前在我國渠道防滲節(jié)水節(jié)能加固修復(fù)工程中主要使用的防滲材料包括現(xiàn)澆(或預(yù)制)混凝土、水泥砂漿、黏性土、漿砌毛條石、漿砌毛塊石、以及復(fù)合土工膜等。

2.1 混凝土防滲措施

混凝土防滲加固修復(fù)方案是渠道節(jié)水節(jié)能工程中常用的技術(shù)措施。從多年的實踐應(yīng)用經(jīng)驗可知，混凝土防滲加固修復(fù)方案非常適用于山區(qū)渠道的特點，而且防滲加固應(yīng)用效果十分良好?；炷练罎B加固材料主要包括現(xiàn)澆和預(yù)制兩種模式?，F(xiàn)澆混凝土其防滲效果十分好，大致可以減少渠道原滲漏量的85%以上，而且其結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定經(jīng)久耐用，使用綜合壽命也比較長。

現(xiàn)澆混凝土板防滲加固修復(fù)具體應(yīng)用又可以根據(jù)渠道工程的實際情況劃分為3種形式:

1)是在渠道巖石開挖或土渠直接開挖成型后，直接在開挖渠道內(nèi)采用現(xiàn)澆模式澆筑防滲混凝土板，此種防滲模式在灌區(qū)渠道配套工程中施工較為方便，但由于現(xiàn)澆混凝土板容易出現(xiàn)地基沉陷、凍脹等原因出現(xiàn)混凝土板裂縫問題，且該類裂縫滲漏沒有很好的處理措施。

2)是漿砌塊石現(xiàn)澆混凝土板防滲方案，此種防滲加固方案在渠道防滲節(jié)水節(jié)能改造工程中應(yīng)用較廣泛，且防滲效果較好，耐久性也比較強，但是該防滲加固方案其綜合投資較大，應(yīng)根據(jù)渠道工程的實際情況合理選擇。

3)是干砌塊石后灌注混凝土，此種防滲方案其綜合造價相對較低，但是其綜合使用壽命較短，其綜合防滲加固效果不夠明顯。

2.2 水泥砂漿防滲

水泥砂漿防滲加固修復(fù)方案由于其綜合造價較低，技術(shù)性也相對較低，因此其在20世紀(jì)70—80年代中在我國渠道中作為主要的防滲加固方案。水泥砂漿防滲加固方案中大部分采用在漿砌塊石基礎(chǔ)上直接利用1∶2的水泥砂漿進(jìn)行抹面。但是這種防滲加固模式中，水泥砂漿的收縮率較高，易產(chǎn)生干縮裂縫等不利運行工況，因此其防滲加固效果、耐久性等相對混凝土等防滲方案，目前在我國渠道防滲加固工程中已很少選用。

2.3 漿砌塊石勾縫防滲

對于山區(qū)渠道而言，其防滲原材料獲取、運輸?shù)认鄬^為困難。漿砌塊石勾縫防滲加固方案是結(jié)合山區(qū)渠道的實際情況，因地獲得防滲材料的一種防滲加固方案。這種防滲加固方案雖然其防滲材料因地較易獲得，但是其防滲時砌體很難進(jìn)行密實處理，勾縫部位的耐久性較差，容易發(fā)生裂縫滲漏問題。，此防滲方案效果不理想，除非受到工程總體投資的影響，否則不易采用。

2.4 復(fù)合土工膜防滲

復(fù)合土工膜防滲材料能渠道防滲節(jié)水節(jié)能工程中得以廣泛應(yīng)用，主要由其自身具有的優(yōu)良功能特性所決定。復(fù)合土工膜具有防滲作用、濾層作用、以及排水防護(hù)等功能，防滲效果較為明顯，且具有非常好的防凍脹性能，在寒冷灌區(qū)渠道防滲加固改造中應(yīng)用效果比較好。

3 現(xiàn)澆混凝土防滲加固方案施工技術(shù)要點

利用現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行梯形渠道防滲節(jié)水節(jié)能加固施工時，應(yīng)嚴(yán)格按照先坡后底，最后澆筑壓沿的施工工藝工序進(jìn)行施工。通過先澆的渠底混凝土板作為渠道坡面澆筑的支撐體，避免上端澆筑的混凝土板出現(xiàn)滑動變形等不利工況。在進(jìn)行渠底和壓沿混凝土澆筑過程中，應(yīng)按照一定的方向進(jìn)行連續(xù)澆筑，同一塊混凝土板的澆筑不應(yīng)出現(xiàn)間歇，如因施工機(jī)械設(shè)備故障等原因造成的施工間歇，其時間≤60～90 min。否則應(yīng)該去除已經(jīng)澆筑完的混凝土板進(jìn)行重新澆筑。混凝土板澆筑前應(yīng)在精削后的渠床上按照施工組織設(shè)計要求，安放好鋼模板并固定閉孔密實泡沫塑料進(jìn)行伸縮縫處理。對于渠床有干燥起土現(xiàn)象時應(yīng)先灑水進(jìn)行充分濕潤，以避免渠道澆筑好的防滲混凝土板因水分過度流失而出現(xiàn)表面細(xì)裂紋等不利現(xiàn)象。澆筑過程中使用的現(xiàn)澆混凝土必須采用機(jī)械拌和，且其攪拌機(jī)容積≥0.4 m3，以確保整個澆筑過程連續(xù)可靠的進(jìn)行。現(xiàn)場混凝土拌合施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計要求控制好混凝土的水灰比和坍落度，必須按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范和設(shè)計要求保證混凝土標(biāo)號，確保水泥的正確用量。

4 結(jié)語

新防滲材料、新防滲技術(shù)、新施工設(shè)備在渠道防滲節(jié)水節(jié)能加固工程中應(yīng)用，對提高灌區(qū)渠道防滲工程的施工質(zhì)量水平、加快施工進(jìn)度、以及降低工程總體造價和提高渠道防滲工程社會經(jīng)濟(jì)效益等方面起到非常良好的作用。灌區(qū)渠道防滲節(jié)水節(jié)能加固修復(fù)技術(shù)升級改造，可以大大提高渠道水資源綜合利用效率，有效提高了灌區(qū)的綜合運行經(jīng)濟(jì)效益，為今后灌區(qū)渠道工程向先進(jìn)自動化方向奠定了堅實的發(fā)展基礎(chǔ)。

［1］ 鄭文群.渠道防滲措施探討［J］.商品與質(zhì)量，2010(16):120－121.

［2］ 何武全.我國渠道防滲工程技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與研究方向［J］.防滲技術(shù)，2002，8(1):31－33.