土工膜在渠道防滲節(jié)水改造工程中的應(yīng)用

陳淑華

寧安市樺樹川灌區(qū)中心水利站

土工膜在渠道防滲節(jié)水改造工程中的應(yīng)用

陳淑華

寧安市樺樹川灌區(qū)中心水利站

渠道在我國當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中越來越受到人們的重視，其對(duì)于促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展有著重要的作用與意義。然而我國作為一個(gè)水資源緊張，且用水量大的國家，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中由渠道造成的水資源浪費(fèi)也較為嚴(yán)重，因此在目前的社會(huì)發(fā)展中實(shí)現(xiàn)渠道的節(jié)水、節(jié)能和防滲已成為農(nóng)業(yè)灌溉中人們關(guān)注的主要重點(diǎn)。土工膜作為渠道工程中最常見的材料結(jié)構(gòu)之一，越來越受到人們的青睞。本文就復(fù)合土工膜在渠道防滲節(jié)水改造工程中的應(yīng)用進(jìn)行探討，并提出了需要注意的事項(xiàng)。

復(fù)合土工膜；渠道；防滲；節(jié)水

1、前言

水資源污染和能用水緊缺已成為世界性問題之一，在我國也同樣面臨著水資源短缺問題，因此在目前社會(huì)發(fā)展中，節(jié)約用水已成為關(guān)乎國計(jì)民生的重大事件，與此同時(shí)節(jié)水、節(jié)能的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)也成為工作人員研究和關(guān)注的熱點(diǎn)話題之一。我國存在著人多、地少、水資源短缺的現(xiàn)狀，同時(shí)更是面臨著眾多自然災(zāi)害的影響與威脅。經(jīng)過多方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)總結(jié)得出，當(dāng)前，我國人均水資源總量僅僅為2300m3，僅占世界人均水平的1/4，被列為世界主要貧水國家之一。然而我國又是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)發(fā)展與生產(chǎn)離不開水資源，干旱缺水現(xiàn)象已成為目前影響我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。近年來，國家政府與相關(guān)人員對(duì)于節(jié)水概念相當(dāng)重視，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)也成為新世紀(jì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的新方向。渠道防滲工程技術(shù)作為節(jié)水農(nóng)業(yè)的重要組成部分，其在工作中節(jié)水灌溉的應(yīng)用有著重要作用與意義。

2、節(jié)水渠道概述

節(jié)水渠道是我國目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的核心，也是主要的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目之一。目前我國社會(huì)發(fā)展中，已建成節(jié)水防滲渠道為55萬km，僅僅占據(jù)農(nóng)業(yè)灌溉渠道綜述的1/5，其中有80%以上的渠道仍然是以傳統(tǒng)的渠道為主，未曾在上面設(shè)置任何防滲和節(jié)水措施。經(jīng)過多年數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與總結(jié)，我國目前每年農(nóng)業(yè)灌溉渠道中所造成的水量損失高達(dá)1734．62億m3，占據(jù)我國總用水量的45%左右，不但造成嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)，同時(shí)也給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活帶來了極大的影響。渠道防滲工程技術(shù)作為一項(xiàng)新興的技術(shù)方式和措施，在工作中是通過杜絕和減少渠道深入渠床而造成大量的水資源浪費(fèi)與流失的新技術(shù)，在工作中力求以最低的經(jīng)費(fèi)投入來保證最佳的經(jīng)濟(jì)效益和工作流程。渠道防滲節(jié)水工程改造主要目的在于長期保持將水量盡可能的全部輸送到所需要灌輸?shù)奶镩g，進(jìn)而達(dá)到高收入、低投入的目的。當(dāng)前常見的節(jié)水防滲渠道主要有土料防滲、水泥土防滲、砌石防滲和膜料防滲等。

3、灌區(qū)渠道節(jié)水防滲改造工程現(xiàn)狀

由于我國在地形和氣候因素的影響，使得我國在目前的渠道建設(shè)中還存在著諸多的問題與不足，大部分地區(qū)的水資源綜合應(yīng)用還存在著不足和差額較大的隱患。這種社會(huì)現(xiàn)狀的存在造成了嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)和隱患，同時(shí)也制約著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展。在我國在當(dāng)前的渠道建設(shè)中，大部分地區(qū)的水資源綜合利用非常低，造成我國渠道水資源的短缺，因此在其施工的利用的過程中對(duì)渠道工程施工利用的不夠，有的渠道由于長期使用缺乏相應(yīng)完善的檢修維護(hù)制度措施，出現(xiàn)了其在水資源利用中的各種滲透問題嚴(yán)重，甚至是出現(xiàn)長期不維修和不處理的現(xiàn)象，因此在這些水渠應(yīng)用中其各種問題不斷的涌現(xiàn)而出。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%，這個(gè)數(shù)據(jù)體現(xiàn)出了當(dāng)前我國水資源的利用情況和利用分析現(xiàn)象，在當(dāng)前的水資源利用過程中是主要的分析和利用措施以及現(xiàn)象因素。土工膜防滲材料不僅可以取得很好的防滲效果，更是在當(dāng)前施工的過程中施工結(jié)構(gòu)簡單，方便，其工程造價(jià)的整體性高，經(jīng)濟(jì)性能活躍的優(yōu)勢(shì)，能夠保證解決水渠滲透問題的良好及時(shí)解決方法和方式。

4、節(jié)水防滲方案的選擇與標(biāo)膠

在工程實(shí)踐中，灌區(qū)渠道防滲節(jié)水加固修復(fù)方案通常包括將破損渠道拆除重建、在原渠道混凝土襯砌板上采取現(xiàn)澆混凝土套襯的節(jié)水防滲加固方案、以及直接在原襯砌板上明鋪防滲性能非常良好的復(fù)合土工膜進(jìn)行防滲節(jié)水節(jié)能加固修復(fù)。在結(jié)合該灌區(qū)渠道現(xiàn)在的破壞情況、地質(zhì)條件、以及寒冷冰凍等氣象條件，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度來對(duì)上述三種方案進(jìn)行定性比較后，認(rèn)為：采取拆除重建方案其工程量和綜合造價(jià)較其他兩種方案高，經(jīng)濟(jì)效益比另外兩種方案要低，考慮到灌區(qū)中有些水工建筑物和絕大部分渠道現(xiàn)存主要是滲漏較為嚴(yán)重的問題，因此從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較來看，認(rèn)為沒有必要采取高代價(jià)的拆除重建方案；另外該灌區(qū)位于北方寒冷冰凍地區(qū)，渠道發(fā)生主要滲漏問題是由于渠道外部寒冷凍脹等氣象條件所致，因此，如果采用現(xiàn)澆混凝土套襯的節(jié)水防滲加固方案，其沒有根據(jù)解決渠道現(xiàn)存的凍脹引起的滲漏問題，結(jié)合工程實(shí)際情況，決定選用防滲、抗凍脹性能等均較為優(yōu)越的復(fù)合土工膜作為該灌區(qū)渠道節(jié)水防滲加固修復(fù)的主要防滲材料。

5、土工復(fù)合膜的應(yīng)用

20世紀(jì)以來，隨著高分子化學(xué)工業(yè)的不斷發(fā)展，相繼出現(xiàn)了多種不同類型的土工合成材料。復(fù)合土工膜料便是其中的一種，它是以土工膜與土工織物熱粘后形成的一種土工合成材料。土工膜一般是由聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)為原材料，采用吹塑法、擠塑法、輥軋制成的，由于聚合物分子之間的空間非常小，一定壓力下穿透膜料的水分子較以往任何一種渠道防滲材料都要少，它還具有適應(yīng)變形能力強(qiáng)、質(zhì)量輕、運(yùn)輸量小，施工簡便、工期短，耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而近年來被廣泛應(yīng)用于水庫大壩及渠道防滲工程中。

但是土工膜表面光滑，與接觸面的摩擦系數(shù)較小，造成施工不便，且易刺破損壞。因此，為提高土工膜的性能，將針刺無紡織物用熱粘或膠粘的方法單面或雙面復(fù)合其上，制成復(fù)合土工膜，有一布一膜與兩布一膜之分。復(fù)合土工膜將單膜的拉伸強(qiáng)度、抗刺破、抗頂破強(qiáng)度提高了2～3倍，具有豎向防滲、水平導(dǎo)水的功能，帶布的一面還能增大與渠基土或過渡層、保護(hù)層之間的摩擦系數(shù)，對(duì)保護(hù)渠體穩(wěn)定，以及抗凍脹均起到一定的作用。

6、防滲土工膜改性建議

針對(duì)以上問題，可以試圖從以下幾個(gè)方面入手進(jìn)行解決：開發(fā)一種加糙土工膜，可以在其成型過程中，利用模具將土工膜表面壓制出規(guī)則的紋理，制造凹凸面，使最凹處厚度滿足工程要求的厚度，那么，突出的部分就相當(dāng)于土工膜上同材質(zhì)的“筋”。這樣，不但增大了糙率，而且提高了膜料的抗拉、抗撕裂、抗頂破的能力。這種加糙土工膜可以單獨(dú)使用，也可以制作為一布一膜的復(fù)合土工膜，其工程效果一定比光膜好。兩布一膜的復(fù)合土工膜中膜材被土工布蓋嚴(yán)，不需使用加糙膜材。

7、結(jié)束語

在灌區(qū)渠道防滲節(jié)能修復(fù)加固改造方案設(shè)計(jì)時(shí)，不僅僅要通過分析當(dāng)前渠道的歷史運(yùn)營情況進(jìn)行綜合的處理分析，更要結(jié)合各種當(dāng)前氣候資源和氣象因素以及地質(zhì)情況進(jìn)行綜合分析，從而構(gòu)筑完善可靠的渠道防滲節(jié)能修復(fù)加固方案。復(fù)合土工膜是寒冷冰凍地區(qū)灌區(qū)渠道防滲節(jié)水修復(fù)加固改造工程中使用較為廣泛的一種新型防滲材料，具有非常大的應(yīng)用推廣前景。