渠道防滲工程技術研究

尹 華

(新疆阿瓦提縣水管總站，新疆阿瓦提843200)

1 引言

渠道防滲技術是減少渠道輸水滲漏損失的工程措施。渠道防滲不僅能節約灌溉用水，而且能降低地下水位，防止土壤次生鹽堿化;防止渠道的沖淤和坍塌，加快流速提高輸水能力，減小渠道斷面和建筑物尺寸;節省占地，減少工程費用和維修管理費用等。渠道防滲方法可分兩類:①改變原渠床土壤滲透性能，又可分為物理機械法和化學法。前者是通過減少土壤空隙達到減少滲漏的目的，可用壓實、淤淀、抹光等;后者是摻入化學材料以增強渠床土壤的不透水性。②設置防滲層，即進行渠道襯砌，可用混凝土和鋼筋混凝土、塑料薄膜、砌石、砌磚、瀝青、三合土、水泥土和黏土等各種不同材料襯砌渠床。采用防滲措施后，渠道滲漏損失可以減少50%～90%。我國每年灌溉用水量約為3 500億m3，占農業用水量的90%，占我國總用水量的63%。渠道防滲技術對于節約用水有著重要的技術貢獻，目前我國已建渠道防滲工程為55萬多公里，僅占渠道總長的18%，80%以上的渠道沒有防滲，渠系水的利用系數很低，平均不到0.50，低于其他國家(美國為0.78，前蘇聯為0.6～0.7，日本為0.61)。所以研究渠道防滲工程的技術，是完善水利工程，提升輸水能力，節約用水的當務之急。

2 渠道防滲工程技術存在的原因

2.1 混凝土面板凍脹破壞

渠道混凝土面板發生凍脹破壞的原因是渠基土發生凍脹，渠基土的凍脹與以下3個因素有關:①氣溫過低，渠道所處環境為長期寒冷的地域。②基土中存在著水分，水層存在著凍結。③基土的物理性質，主要包括土的顆粒組成等。對于寒冷地域的混凝土面板防凍處理要控制溫度，要保證土層溫度能夠在0℃以上，或者不會長期地處于0℃以下，這就需要增加土層的深度，避免出現板體本身發生破裂，翹起，滑落，嚴重的將導致渠道邊坡塌陷，必要時可以采用防凍保溫板技術。

對于水分處理問題則要考慮到土顆粒表層的活躍水分子將會順著溫度梯度方向向土壤水凍結峰面遷移，如果基土水份有充足的補給源，基土凍結鋒面將會產生更為嚴重的凍脹。因為常規凍脹量一般為原來體積的10% ～50%，而在水份遷移的情況下，凍結鋒面上的凍脹量可達到原來體積的數倍。所以在防凍技術研究中，提倡使用薄膜防滲技術，避免水分的滲透，產生凍脹。對于土質問題來說，理論分析和工程實踐證明，粒徑＞0.1 mm的基土因其所含水分較少，在其結冰時產生的膨脹力較小，不足以對混凝土板產生破壞;當基土粒徑在0.1～0.05 mm時，破壞較大，而當粒徑在0.05～0.002 mm時，基土凍脹破壞最強。按照土質的分類，黏土的凍脹破壞最強，其次依次降低的是粉質土、亞黏土和亞砂土。采用何種的防滲防凍技術要根據地區的具體情況而定，在施工之前必須要凍脹原因進行研究分析，對癥下藥地進行防凍施工和防凍技術選擇。

2.2 防護面滲水問題

渠道滲水問題主要是由于防護面的問題，現階段防護面的技術有很多種，鋼筋混凝土、塑料薄膜、砌石、砌磚、瀝青、三合土、水泥土和黏土等都是防護面的材料。從材料分析來看，一些地區的渠道防滲材料的選擇不當是造成滲水的主要原因，不同地區的土質有著不同的防滲要求，必須根據實際情況進行分析，必要時可以采用多種防護手段進行綜合治理。另外施工技術也對滲水問題有著影響，提升技術水平是防滲的關鍵。

3 預防破壞的渠道防滲技術研究

3.1 保溫材料防凍技術

保溫材料在渠道防滲施工中的應用可以很好地控制渠道溫度，避免出現渠道滲水現象，保溫材料的選擇一般采用具有韌性好、黏接力強、低溫不斷裂、使用壽命長聚苯乙烯泡沫保溫板等。這種保溫材料的安裝首先要控制塑料泡沫板的厚度、間距(混凝土接縫寬度和分塊尺寸)根據規范和當地溫差計算確定，一般以厚度10 mm、間距3～4 m控制為宜。保溫泡沫板的加入要與混凝土防護面相結合，在混凝土澆筑時，將其與邊模板固定好，木模板可用鐵釘固定，鋼模板用卡子固定，避免混凝土入倉振搗過程中閉孔塑料板向上移動，混凝土終凝24 h后即可拆模，閉孔塑料板與混凝土已經凝結在一起，覆膜或灑水養護。需要注意的是，混凝土與泡沫板固定的過程中，要保證其邊緣的整齊，不要在規定時間內進行踩踏，避免出現裂縫，毀壞防護面。在設計時，要考慮到施工的具體環境，如果是及其寒冷的地區就要增強對渠道周圍和底部泡沫板的厚度，使用厚30～50 mm的聚苯乙烯泡沫板做為保溫層，以防止板下土基發生凍脹，尤其是使用聚苯乙烯泡沫保溫板，經過實踐證明其保溫防凍脹效果十分優良。

3.2 防滲技術研究

3.2.1 砌石護面防滲

砌石防滲中的材料選擇有著廉價、方便的特點，可以就地取材。而且石料的種類繁多，對防滲技術有豐富的原料支持。簡單地劃分可以有這樣兩種常見砌石防滲技術:①塊石襯砌防滲。塊石的質地較硬，有著規格上平整的特點，而且沒有裂紋，易于切割。防滲需要選擇的石料的規格一般以長40～50 cm、寬30～40 cm、厚度≥8～10 cm為宜。在砌石的過程中要注意護面的勾縫，要采用新式的高效填縫劑，將護面的砌石縫隙處理妥當，避免出現縫隙處的滲漏，對塊石而言，其縫隙較少，但是一定要重視對縫隙的添堵。②卵石襯砌防滲。卵石的特點是體積小，砌石的縫隙會較多，比較適用于泥砂流量大的區域，因為卵石防護主要有著抗沖刷的作用，其防護面在使用一段時間后，卵石間的縫隙逐漸被泥砂充填，再經水中礦物鹽類的硬化和凝聚作用，便形成了穩定的防滲層。技術上要求卵石襯砌的施工應按先渠底、后渠坡的順序鋪砌卵石。

3.2.2 膜料防滲渠道護面

膜料防滲渠道護面主要采用塑料薄膜和瀝青玻璃氈等材料襯砌，推廣采用膜料防滲材料主要是考慮到了其經濟適用性和防凍防滲性。塑料薄膜的渠道防滲技術除了原始的聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)和線性低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜之外，還有復合土工膜、改性瀝青防水卷材等土工膜料以及聚合物纖維混凝土、土壤固化劑和土工合成材料膨潤土墊等防滲材料。這些膜料的選擇要根據不同的氣候和土質條件下進行選擇。一般的膜料防滲都有著較高的抗凍性和抗熱性，并具有良好的柔性和延伸性。根據這些特點，膜料防滲施工要重視塑料薄膜襯砌，在砌筑的過程中要確定流速，膜料防滲要求流速小，適用于中、小型低流速渠道防滲，采用渠槽防滲，可減少滲漏量80% ～90%，防滲效果為0.04～0.08 m3/(m2·d)，使用年限約 20～30 a，其渠道糙率為0.02～0.025。

3.2.3 混凝土襯砌防滲

原始的混凝土防滲渠道施工有著很多弊端，往往會在輸水過后留下較大的破壞現象，而且混凝土面也容易發生凍裂。如今的混凝土材料加入了混凝土添加劑和保護劑，混凝土的抗沖擊能力明顯增強，加上與其他工藝的互相融合，混凝土防滲技術已經日益成熟。在技術控制上要注意混凝土襯砌層在施工時要預留伸縮縫，以適應溫度變化、凍脹、基礎不均勻沉陷等原因所引起的變形。縱向縫一般設在邊坡與渠底連接處，當當渠底寬度超過6～8 m時，可在渠底中部另加縱縫。渠道邊坡上一般不設縱向伸縮縫。伸縮縫寬度一般為1～4 cm，縫中填料可采用瀝青混合物、聚氯乙烯膠泥和瀝青油氈板等。

4 結束語

總之，渠道防滲技術是水利建設發展的重點工程，有著節約用水、功在千秋的重則。在施工過程中要注意對施工材料和技術的選擇，注意防凍和防滲措施的使用，保證使得多種防滲材料各盡其責，新技術、新材料有用武之地，建設更有實際防滲意義的輸水渠道。

［1］張軍亮.淺談灌區渠道防滲工程管護技術［J］.山西建筑，2009，(09):125 －126.

［2］馬凌云.渠道防滲工程技術的發展現狀與研究方向［J］.黑龍江科技信息，2009，(26):56－57.