淺談灌區(qū)渠道防滲加固措施

何翠萍 蒲春霞

西充縣升鐘水利工程建設(shè)管理局

摘要：渠道防滲加固是灌區(qū)節(jié)水節(jié)能的重要技術(shù)措施，是提高灌區(qū)運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，本文對(duì)灌區(qū)渠道防滲加固工程中的防滲加固技術(shù)進(jìn)行了分析。以供參考。

關(guān)鍵詞：灌區(qū)渠道；防滲加固；節(jié)能；改造

我國(guó)于20 世紀(jì)60 年代就開(kāi)始使用混凝土進(jìn)行水利工程防滲處理，混凝土在渠道防滲修復(fù)工程中具有多種特點(diǎn)，主要包括：防滲效果較好，一般可以減少渠道運(yùn)行過(guò)程中滲漏損失水資源的85% ～ 90%；混凝土防滲修復(fù)材料具有經(jīng)久耐用的特點(diǎn)，在渠道修復(fù)加固工作中，只要結(jié)合工程實(shí)際情況，合理設(shè)計(jì)修復(fù)加固方案，注重施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)督控制以及后期運(yùn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土渠道其一般使用壽命均可以達(dá)到50 年以上，渠道混凝土防滲修復(fù)加固材料其糙率小，據(jù)一些統(tǒng)計(jì)資料表明混凝土渠道其一般糙率僅在0.012 ～ 0.018 之間，其可以大大提高渠道的過(guò)流能力，渠道允許流速大多可以達(dá)到3.5 ～ 5m/s，而且混凝土自身具有很強(qiáng)的耐沖刷能力，普通混凝土可以承受的沖刷流速基本可以達(dá)到15 ～40m/s。另外，渠道混凝土防滲節(jié)能修復(fù)加固技術(shù)在我國(guó)水利工程中使用較為完善，其施工技術(shù)也較成熟，綜合投資經(jīng)濟(jì)效益較高，在渠道防滲節(jié)能修復(fù)加固工程中具有非常強(qiáng)大的研究意義。

1 渠道防滲常用防滲材料優(yōu)缺點(diǎn)分析

從大量文獻(xiàn)資料和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)可知，目前無(wú)論是農(nóng)業(yè)、工業(yè)還是城市供水渠道中，最為常見(jiàn)的防滲材料為漿砌石、預(yù)制混凝土板以及現(xiàn)澆混凝土3 種，工程中使用的不同防滲材料具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，現(xiàn)結(jié)合自我工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)上述3 種防滲材料的綜合防滲性能進(jìn)行簡(jiǎn)單歸納總結(jié)。

1.1 漿砌石防滲材料

灌區(qū)渠道防滲修復(fù)工程中常采用的漿砌石防滲材料，其具有抗凍脹、抗沖刷、抗磨、耐久性好、施工操作較為簡(jiǎn)便容易等優(yōu)點(diǎn)，但從大量工程實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，漿砌石的綜合防滲效果較其他防滲材料較差，其防滲效果很難滿(mǎn)足相關(guān)技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，渠道防滲修復(fù)加固后很難達(dá)到最大滲漏量0.09～0.25m3 /（m2·d）的技術(shù)要求。同時(shí)漿砌石防滲修復(fù)加固方案還受到原材料取材的制約，也就是說(shuō)該防滲方案主要適用于石料來(lái)源豐富、有抗凍脹、抗沖刷、耐磨以及工程地質(zhì)條件較為優(yōu)越的灌區(qū)渠道防滲節(jié)能修復(fù)加固襯砌工程中。

1.2 預(yù)制混凝土板

預(yù)制混凝土板是根據(jù)渠道截面要求預(yù)先進(jìn)行混凝土板制作，其優(yōu)點(diǎn)是修復(fù)材料可以在異地制作，且施工技術(shù)也較為簡(jiǎn)單。但是預(yù)制混凝土板其需要根據(jù)渠槽原模型進(jìn)行制造，不僅會(huì)造成大量的渠槽模型資源浪費(fèi)，同時(shí)該類(lèi)防滲方案是否能夠達(dá)到較好的防滲效果，其修復(fù)后渠道最大滲漏量是否能夠滿(mǎn)足0.06～0.17m3 /（m2·d）的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，主要取決于渠槽原模型制造和現(xiàn)場(chǎng)安裝技術(shù)水平的高低。

1.3 現(xiàn)澆混凝土

從大量工程實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，現(xiàn)澆混凝土不僅具有綜合防滲性能好、抗沖刷和耐久性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且采用現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行渠道防滲節(jié)能修復(fù)加固，其很容易達(dá)到灌區(qū)渠道修復(fù)加固后最大滲漏量在0.04～0.14m3 /（m2·d）的技術(shù)要求，同時(shí)現(xiàn)澆混凝土在施工過(guò)程中不會(huì)像漿砌石或預(yù)制混凝土板那樣受外部因素影響，也就是說(shuō)現(xiàn)澆混凝土防滲修復(fù)方案適用于各類(lèi)地區(qū)和各種運(yùn)營(yíng)環(huán)境條件下的各級(jí)渠道的防滲節(jié)能修復(fù)加固襯砌改造。但是單一采取上述某種防滲方案，其可能在剛修復(fù)后具有較高的防滲效果，但是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)營(yíng)后，就會(huì)出現(xiàn)裂縫、鼓起破壞等不利工況。因此，工程中常將上述幾種防滲方案相互結(jié)合起來(lái)，利用優(yōu)點(diǎn)間的相互彌補(bǔ)加深，從而有效提高渠道防滲節(jié)能修復(fù)加固改造效果。

2 復(fù)合防滲修復(fù)加固方案

目前，渠道防滲修復(fù)工程中廣泛推廣使用預(yù)制混凝土板、現(xiàn)澆混凝土和聚乙烯土工膜復(fù)合梯形斷面防滲節(jié)能修復(fù)加固襯砌方案。此種復(fù)合方案由于其具有較好的防滲效果，在舊渠防滲修復(fù)加固改建工程中得到廣泛推廣使用。采用工廠生產(chǎn)好的土工膜料和預(yù)制好的混凝土板，可以在渠道處于停水期工況條件下進(jìn)行施工，不會(huì)影響渠道的正常行水功能。采用現(xiàn)澆混凝土作為土工膜料的防滲層的保護(hù)層，其厚度可以由單一的現(xiàn)澆混凝土防滲襯砌的10～14cm 厚度減薄為4～8cm，這樣可以有效減少渠道防滲修復(fù)改造過(guò)程中的混凝土使用量，達(dá)到節(jié)約投資成本，提高渠道防滲修復(fù)加固改造總體經(jīng)濟(jì)效益的目的。

3 復(fù)合防滲節(jié)能修復(fù)加固方案應(yīng)用效益分析

3.1 工程概況

某大型灌區(qū)屬于水庫(kù)引水重力自流明渠灌區(qū)，其設(shè)計(jì)可控灌溉面積約為390000hm2，但該渠道實(shí)際可控灌溉面積僅為178000hm2，也就是該渠道的渠道水利用系數(shù)僅為0.456。該灌區(qū)渠道按總干渠、分干渠以及支渠三級(jí)渠道進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于渠道已經(jīng)運(yùn)營(yíng)了20 余年，加上渠道日常檢修養(yǎng)護(hù)措施的不到位，灌區(qū)渠道和很多水工建筑物均發(fā)生較為嚴(yán)重的破損，其中干渠破損率高達(dá)18.92%，分干渠破損率高達(dá)22.81%，支渠破損率高達(dá)45.67%，水工閘門(mén)損毀率高達(dá)81.3%，整個(gè)灌區(qū)中大約有75%以上的機(jī)電設(shè)備發(fā)生丟失或年久失修等現(xiàn)象，而且整個(gè)灌區(qū)由于多年未進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)施改造，水位水清觀測(cè)自動(dòng)化設(shè)施基本沒(méi)有。不合理的輸水和配水，加上灌區(qū)農(nóng)民在使用水資源時(shí)，缺乏統(tǒng)一管理監(jiān)管制度，造成大量的搶水、亂挖亂開(kāi)、擅自引水等不合理用水現(xiàn)象，造成大量水資源浪費(fèi)。因此，結(jié)合灌區(qū)渠道實(shí)際情況，采取相應(yīng)的防滲節(jié)能修復(fù)加固措施已成為該灌區(qū)進(jìn)行節(jié)水節(jié)能技術(shù)改造研究的一個(gè)重要內(nèi)容。

3.2 防滲方案設(shè)計(jì)

在結(jié)合灌區(qū)渠道的實(shí)際情況進(jìn)行認(rèn)真試驗(yàn)分析后，初步確認(rèn)灌區(qū)總干渠的最大流速按照1.0～1.16m/s 的流速進(jìn)行設(shè)計(jì)。在防滲設(shè)計(jì)方案中初步確定采用防滲土工膜、預(yù)制混凝土板以及現(xiàn)澆混凝土相結(jié)合的綜合防滲節(jié)能修復(fù)加固方案。在防滲設(shè)計(jì)方案中，初步確定渠道混凝土板厚為5cm，但在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到渠道加固結(jié)構(gòu)等功能單元需要，決定在施工時(shí)將渠道渠底現(xiàn)澆混凝土板板厚增

大到10cm，渠底混凝土預(yù)制板板厚增加到7cm；而渠道邊坡現(xiàn)澆混凝土的板厚則確定為8cm，對(duì)應(yīng)邊坡混凝土預(yù)制板厚則確定為6cm；并在渠底和渠道邊坡的預(yù)制混凝土板下鋪設(shè)厚度為2.5cm 的M10 水泥砂漿找平層。灌區(qū)渠道防滲節(jié)能修復(fù)加

固改造方案如圖1 所示。

3.3 改造經(jīng)濟(jì)效益分析

灌區(qū)渠道采取圖1 所示的復(fù)合防滲節(jié)能修復(fù)加固方案后，其所取得的防滲加固效果十分明顯。在未改造前，該渠道每公里水資源損失量高達(dá)2.51%，而采取防滲修復(fù)改造方案后，該渠道每公里損失量則降為0.73%，也就是防滲修復(fù)加固改造后渠道每公里節(jié)水達(dá)到1.78%，其所取得的節(jié)水節(jié)能效果十分明顯。而且進(jìn)行防滲修復(fù)改造后，渠道過(guò)流能力得到大大增加，其挾沙能力也得到進(jìn)一步提高，渠道淤積量大大減少，由未改造前的0.21～0.38m 降低到小于0.12m，從而有效改造了渠道的運(yùn)行工況調(diào)節(jié)。

4 結(jié)語(yǔ)

以現(xiàn)澆混凝土、土工膜以及預(yù)制混凝土板組成的復(fù)合防滲節(jié)能修復(fù)加固方案，其可以有效提高渠道綜合防滲性能水平，降低其運(yùn)行過(guò)程中的水資源損失率，提高渠系水利用系數(shù)，具有非常高的防滲修復(fù)加固應(yīng)用價(jià)值，在灌區(qū)渠道節(jié)能節(jié)水改造中發(fā)揮著非常重要的作用。