水利工程渠道滲漏問題分析和改善措施研究

張建國

【摘 要】根據(jù)實際水利工程中出現(xiàn)的多種渠道滲漏問題，分析其發(fā)生原因，并提出了針對性的改善措施，以期對工程建設提供參考建議。

【關鍵詞】渠道滲漏；防滲；防滲措施

【Abstract】According to multiple sources of leakage problems appearing in the actual water projects， analyze its causes， and propose targeted improvement measures， in order to provide reference for the construction proposal.

【Key words】Channel seepage；Seepage；Seepage control measures

不少已建的水利工程渠道滲漏水量占渠首引入水量的30%～50%，渠系水量損失導致水利用率降低，灌溉面積減少，水資源浪費，引起地下水位上升，造成農(nóng)田漬害。目前正在建設的南水北調(diào)中線總干渠地質(zhì)條件、水文條件復雜，防滲難度大，工程質(zhì)量要求高，其輸水明渠采用全斷面混凝土襯砌、保溫板和砂礫料防凍脹、土工膜防滲。

1. 渠道滲漏因素分析

（1）地基處理不當引發(fā)滲漏。

各種土壤因其特性不同，對渠道影響不同，要針對不同的土壤采用不同的地基處理方法，若沒有嚴格按照相適應的地基處理方法及相關規(guī)范施工，則必然會帶來隱患，導致渠道不同方位的沉陷位移，出現(xiàn)滲漏。

（2）凍脹破壞。

凍脹破壞主要是由于凍脹應力的不均勻分布，引發(fā)渠道混凝土面板破壞導致滲漏。若渠基土屬于凍脹性土壤，凍融后承載力大大減弱，導致基床產(chǎn)生不均勻變形。土壤中自由水和毛細水的存在是凍脹發(fā)生的先決條件，一旦持續(xù)負溫環(huán)境，土壤中自由水結(jié)冰導致基礎體積膨脹，混凝土底板被抬起。當氣溫升高時土壤水中的冰融化，體積減小混凝土板也隨之下降。再遇低溫土壤水再次結(jié)冰，再次膨脹推動混凝土板鼓起，如此反復，當混凝土板自重分解的滑動力大于混凝土板與土壤間的摩擦力時，混凝土板開始脫離板縫下滑，造成襯砌板破壞。

（3）地下水反滲破壞。

渠道發(fā)生反滲破壞是因為土壤內(nèi)摩擦角發(fā)生變化，使渠道混凝土板與土壤的附著力大大減小，混凝土板發(fā)生嚴重變形或隆起，導致大面積坍塌，渠坡土壤流失嚴重。反滲發(fā)生的原因是渠道灌溉或大雨后，渠道兩岸土壤隨之飽和，地下水位急劇上升，當渠道正常輸水運行，渠內(nèi)水位高，流量大，渠道短時間內(nèi)不會發(fā)生破壞；但當渠道停止放水，渠道水泄空后，水位急劇下降，此時，土壤兩側(cè)地下水位差較大，使得側(cè)水壓力加大，若渠道未設置截滲溝，則土壤的水分開始通過混凝土板向渠道反滲，渠道底部排水孔排水不暢，不能及時排出的水必然會對混凝土板產(chǎn)生一定的壓力，從而導致混凝土板發(fā)生位移或破壞，引起嚴重的渠道滲透問題。

（4）渠道施工質(zhì)量問題。

施工方法和現(xiàn)場操作不規(guī)范，常見的問題有：渠基清理不徹底，渠道開挖、回填與設計方案誤差較大，削坡處理不到位；不嚴格執(zhí)行相關規(guī)范要求，盲目趕施工進度，引起滲透問題；混凝土水灰比與設計不符，振搗不足，材料材質(zhì)不滿足要求，引起混凝土開裂滲透；混凝土養(yǎng)護不足，其強度不足以承擔循環(huán)、高頻率的水壓力，造成混凝土破壞；施工技術(shù)及組織措施不合理、土工合成膜鋪設方式不當?shù)纫鹎酪r砌結(jié)構(gòu)的破壞，造成嚴重的渠道滲漏。

2. 防滲技術(shù)措施

2.1 防滲方案的選擇。

選擇防滲措施主要是考慮防滲效果，進行可行方案比較，選定符合實際情況的方案（見表1）。

2.2 渠道地基處理。

渠道基槽的填筑與開挖很關鍵，因地制宜，才能避免地基失穩(wěn)引起的滲透問題。對于軟土地基可以采取排水、拋塊石、放緩開挖邊坡、坡腳打樁等措施來提高地基承載力；對于砂壤土、粉細砂、中砂土壤地基，最主要是選擇無濕陷性的填料進行填筑，碾壓時嚴格控制鋪土厚度、含水量及碾壓遍數(shù)，才能避免基地砂土液化流失引起的基底失穩(wěn)問題；對于舊渠道改造，渠基含水量很大，甚至為飽和狀態(tài)時，必須提前停水，使基土風干，降低含水率。對于過流較大的重要干、支渠工程或有防凍要求的工程，采用換填土等方法。

2.3 凍脹破壞處理。

在渠道防凍脹處理中有很多不同處理形式。比如，采用新型保溫材料來防治渠基土的凍脹問題，避免負溫的影響；改變渠道結(jié)構(gòu)型式來實現(xiàn)，用U形或矩形斷面來代替梯形斷面；進行渠基土的換填，用大顆粒的土體替換原來的細顆粒土體，防止凍脹應力影響。針對實際地質(zhì)條件，采用適宜的方法來解決凍脹問題帶來的渠道滲透。

2.4 反滲破壞處理。

針對雨水垂直下滲采取的防范措施主要有優(yōu)化結(jié)構(gòu)型式、加強級配設計、使用性能良好的材料、控制施工工藝以及加強檢測手段等。針對地下水反滲，一般在渠道槽內(nèi)埋設縱橫向排水滲溝，在槽頂面和基層之間增設級配碎石反滲層，通過級配碎石反滲層進入橫向排水滲溝內(nèi)的排水管中，通過橫向排水管進入縱向排水管而排出基礎外。

2.5 注重施工質(zhì)量控制。

（1）對于混凝土防滲施工：清理基底要徹底；同步進行斷面檢測，確保開挖符合設計要求；確保模板質(zhì)量；嚴控混凝土配合比；加強振搗，確?；炷凉嘧⒚軐?；確保混凝土養(yǎng)護符合要求。

（2）對于土工膜施工：注意縱向或橫向鋪設裁剪不同，縱向時，按基槽的斷面尺寸計算所需膜料的幅數(shù)。橫向時，以基槽斷面的長度為一幅。剪裁的長度應以其大塊膜料便于搬運和鋪設為宜；注意接縫要牢靠；注意鋪膜應和砼澆筑相配合，以免膜料裸露時間過長。

3. 結(jié)語

渠道防滲既能保障工程安全，又是一項重要的節(jié)水工程技術(shù)，有必要進行多角度綜合性研究，既達到防滲效果，又具有一定的耐久性，從而改善渠道的輸水能力及抗沖能力，提高水資源利用率。

參考文獻

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[文章編號]1619-2737（2015）06-20-638