渠道防滲工程施工技術(shù)探討

嚴(yán)根明

【摘 要】渠道防滲技術(shù)是為減少渠床土壤透水性或建立不易透水的防護(hù)層而采取的各種工程技術(shù)措施。渠道防滲可提高水的有效利用系數(shù)，防止渠道沖刷、淤積和坍塌，縮小輸水時(shí)間和灌水周期，節(jié)省養(yǎng)護(hù)和管理費(fèi)用，節(jié)約耕地，防止土壤次生鹽漬化、沼澤化。本文對(duì)渠道被破壞的類型進(jìn)行了分析，并探討了防滲工程技術(shù)的選擇和施工方法。

【關(guān)鍵詞】渠道防滲；類型分析；技術(shù)選擇；施工方法

1.防滲渠道被破壞的類型分析

砼面板破裂，翹起，滑落，嚴(yán)重的渠道邊坡塌陷，在此類破壞過程中，砼本身的強(qiáng)度、抗凍、抗?jié)B等指標(biāo)改變很小或沒有發(fā)生改變，僅是砼面板的整體結(jié)構(gòu)受到破壞，這種破壞我們稱之為凍脹破壞。砼面板表面受到侵蝕，主要是砼與土壤水中的酸類、鹽類等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，然后由外向內(nèi)發(fā)展，最后板局部或整個(gè)砼板產(chǎn)生酥松，直到砼完全失去強(qiáng)度，我們稱之為渠道砼面板的侵蝕破壞。隨著渠道斷面輸水糙率不斷變大，渠道的過水能力也會(huì)大大降低，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致整個(gè)渠道喪失輸水功能。各因素間的關(guān)系：渠基土中含有土壤水，這些土壤水由土粒子間填充的自由水和吸附在粒子周圍的束縛水組成，自由水的多少與粒子間空隙的大小有關(guān)，束縛水的多少與土粒子總的表面積有關(guān)。渠道砼面板基土多為夯實(shí)土，粒子間隙小，其含水量的大小主要與粒子周圍束縛水有關(guān)。而束縛水的多少又與基土的性質(zhì)有關(guān)，粒子所吸附的水份也就是基土的含水量就越多。

2.渠道防滲工程技術(shù)的選擇

2.1渠道防滲工程措施選擇的基本要求

渠道防滲適用于所有的灌溉土渠，是我國(guó)目前應(yīng)用最廣泛的節(jié)水灌溉工程技術(shù)措施。用作渠道防滲的技術(shù)措施種類較多，選擇的基本要求是：防滲效果好，減少滲漏值一般應(yīng)達(dá)50%～80%；因地制宜，就地取材，施工簡(jiǎn)便，造價(jià)低廉；壽命長(zhǎng)，具有足夠的強(qiáng)度和耐久性；能提高渠道的輸水能力和抗沖能力，減少渠道的斷面尺寸；便于管理，養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用低。

2.2優(yōu)先考慮防滲襯砌的渠道類型

渠道防滲襯砌要整體規(guī)劃、統(tǒng)籌安排、科學(xué)論證。對(duì)以下類型的渠道要優(yōu)先考慮襯砌：水資源嚴(yán)重緊缺，用水供需矛盾十分突出地區(qū)的渠道；長(zhǎng)距離輸水，渠床滲漏損失比較嚴(yán)重的渠道；渠床不穩(wěn)定，如沙性土、濕陷性黃土、膨脹性土土質(zhì)渠床以及傍山渠道、高填方渠道；有土壤次生鹽漬化潛在威脅、土壤含鹽量較高、需要控制地下水位埋深的渠道；渠道縱坡坡降大、易產(chǎn)生沖刷危害的渠道；水源含泥沙較多、需要提高渠道水流挾沙能力、盡可能把泥沙帶到田間的渠道。

2.3渠道防滲工程措施的選擇

選擇防滲措施主要是考慮防滲效果，進(jìn)行各種可行方案的經(jīng)濟(jì)比較，最后合理選定防滲措施及其結(jié)構(gòu)型式。我國(guó)各地氣候、土質(zhì)、材料、水渠等條件不同，防滲措施及防滲體結(jié)構(gòu)也不盡相同。石料豐富的地區(qū)應(yīng)首先考慮用塊石、卵石或條石襯砌，沙、石料豐富的地區(qū)可采用混凝土防滲措施，這樣就地取材，節(jié)省工程費(fèi)用。

3.幾種渠道防滲施工方法

3.1土料防滲

土料防滲造價(jià)低、投資少，可就地取材，但存在耐久性差的問題，往往由于凍融的反復(fù)作用，使防滲層疏松剝蝕，從而失去防滲性能。盡管如此，隨著大型碾壓機(jī)械的應(yīng)用及防滲技術(shù)發(fā)展，土料防滲仍然廣為應(yīng)用。施工中土料的原材料應(yīng)粉碎、過篩，必須清除含有機(jī)質(zhì)多的表層土和草皮、樹根等雜物；施工中應(yīng)嚴(yán)格控制配合比和含水率；是混合土料宜先干拌后濕拌；鋪筑時(shí)灰土、三合土、四合土按先渠坡后渠底的順序施工；素土、粘砂混合土按先渠底、后渠坡的順序施工。當(dāng)防滲層厚度大于15cm時(shí)，應(yīng)分層鋪筑。鋪筑時(shí)應(yīng)邊鋪筑、邊夯實(shí)，夯實(shí)后土料的干容重應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值，不得小于設(shè)計(jì)容重。土料防滲層鋪筑完成后，要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，注意防風(fēng)、防曬、防凍。

3.2混凝土防滲

混凝土防滲的優(yōu)點(diǎn)是防滲抗沖效果好，輸水能力大，耐久、強(qiáng)度高，能減少渠道斷面尺寸，適應(yīng)性廣，便于管理。缺點(diǎn)是混凝土襯砌板適應(yīng)變形的能力差，在缺乏砂、石料的地區(qū)造價(jià)較高。混凝土襯砌適用于各種地形、氣候和運(yùn)行條件的大、中、小型渠道，附近應(yīng)有骨料來源。

施工方法：水泥用量要較普通碎石混凝土適當(dāng)增加，并直摻入減水劑、早強(qiáng)劑。石料應(yīng)采用1～2級(jí)級(jí)配。采用低流態(tài)混凝土，其坍落度以0～2cm為宜?？刹捎没顒?dòng)模板和分塊跳倉(cāng)法、滑模振搗器法施工。混凝土預(yù)制板初凝后即可拆模，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%方可運(yùn)輸，安砌應(yīng)平穩(wěn)、堅(jiān)固，砌縫應(yīng)用水泥砂漿填滿、壓平、抹光?，F(xiàn)澆完畢后，應(yīng)及時(shí)收面，及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

3.3砌石防滲

砌石防滲適用于石料來源豐富、有抗凍和抗沖刷要求的渠道。砌石防滲一般可減少滲漏量70%～80%，使用時(shí)限達(dá)20a～40a。砌石防滲具有就地取材、施工簡(jiǎn)單、抗沖刷、耐磨和耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定渠道的作用及能適應(yīng)渠道流速大等特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)大部分漿砌石防滲渠道沒有設(shè)墊層，直接砌筑在渠基上。因石板較薄，為使其與渠床緊密結(jié)合，常鋪一層2～3cm厚的砂料或低標(biāo)號(hào)砂漿作墊層。為提高砌石的防滲效果，也有在砌石下面加鋪粘土、三合土、塑料薄膜等墊層的。

3.4膜料防滲

膜料防滲具有防滲性能好，適應(yīng)變形能力強(qiáng)，材料質(zhì)輕，運(yùn)輸方便，耐腐蝕性強(qiáng)，施工簡(jiǎn)便，工期短、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是抗穿刺能力差，易老化，與土的摩擦系數(shù)小，不利于渠道邊坡穩(wěn)定。膜料防滲施工質(zhì)量的核心是在施工過程中保持膜層的完整和土保護(hù)層的邊坡穩(wěn)定。土渠層的鋪膜基槽可采用梯形、臺(tái)階形、五邊形和鋸齒形等斷面形式，當(dāng)渠槽開挖整平并進(jìn)行滅草處理后，根據(jù)渠道大小將膜料加工成大幅，自渠道下游向上游由渠道一岸向另一岸鋪設(shè)膜料，膜料應(yīng)留有小褶，并平貼渠基。

3.5瀝青材料防滲

瀝青防滲具有防滲效果好、耐久性好、投資少、對(duì)地基變形適應(yīng)性好、施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。其中以瀝青混凝土襯砌使用比較廣泛，它屬于柔性結(jié)構(gòu)，適應(yīng)變形性能好，具有較好的穩(wěn)定性、耐久性和良好的防滲效果。在瀝青混凝土襯砌正式施工前，必須首先進(jìn)行試鋪筑，以確定瀝青混合料的配合比、攤鋪厚度、施工溫度、碾壓遍數(shù)等工藝參數(shù)。瀝青混凝土襯砌施工的工序是鋪筑整平膠結(jié)層、鋪筑防滲層、涂刷封閉層。碾壓是瀝青混凝土襯砌施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)按選定的攤鋪厚度均勻攤鋪后，先靜壓1遍～2遍，再振動(dòng)壓實(shí)。

3.6水泥土防滲

水泥土具有較好的防滲效果，能就地取材，造價(jià)低，施工容易掌握，其水泥用量與低標(biāo)號(hào)混凝土的水泥用量相當(dāng)。缺點(diǎn)是允許流速小，抗凍性差。水泥土防滲因施工方法不同而分為干硬性水泥土和塑性水泥土兩種，北方多用前者，南方多用后者。水泥土防滲可減少渠道滲漏量70%～85%。施工中將水泥土所用土料風(fēng)干、粉碎，過5mm篩。鋪筑前灑水潤(rùn)濕渠基并做到配料準(zhǔn)確、拌和均勻、攤鋪平整、澆搗密實(shí)；將拌好的水泥土按先渠坡、后渠底順序均勻地鋪筑；初步抹平后，宜在表面撒一層厚2mm的水泥揉壓抹光；應(yīng)連續(xù)鋪筑，每次拌和料從加水至鋪筑宜在1.5h內(nèi)完成。設(shè)置保護(hù)層的塑性水泥土，其保護(hù)層應(yīng)在塑性水泥土初凝前鋪設(shè)完畢。當(dāng)保護(hù)層為水泥砂漿時(shí)，應(yīng)在水泥砂漿上刷一層水泥漿，用鋼板壓光，并且養(yǎng)護(hù)兩周以上。

【參考文獻(xiàn)】

[1]渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范.SL18-91.水農(nóng)水，1991.

[2]季仁保.渠道防滲襯砌技術(shù)發(fā)展中的若干問題與建議[J].2003.