混凝土襯砌渠道抗凍脹技術措施綜述

摘要: 渠道防滲是解決目前用水供需矛盾的關鍵技術，渠道的嚴重滲漏不僅僅影響經濟效益，而且還會造成不良后果。以渠道防滲的現狀為出發點，從渠道襯砌斷面形式、防滲材料及種類、 施工機械與技術等七個方面介紹了我國在渠道防滲等方面取得的進展，相信未來我們在渠道防滲抗凍脹方面還會取得更大的成效。

關鍵詞: 渠道防滲; 凍脹破壞;技術措施；成效

中圖分類號:TV672.2 文獻標識碼：A文章編號：1674-098X(2012)03(B)-0000-00

0 引言

滲漏問題是渠道設計的關鍵問題，如果滲漏問題處理不好，渠道就不能達到引水或輸水的目的。我國的灌區渠系水利用系數一般很低。北方較好的灌區渠系利用系數唯0.55~0.65，差的僅為0.24~0.32.。如陜西一般為0.6左右，甘肅河西走廊一些渠道，滲漏損失占引水量的60%~70%；山西省估算每年滲漏的灌溉水約20多億 ，占全部灌溉用水的2/5；新疆很多地區的渠道未采取防滲措施，則根本不能輸水[1]。

渠道的嚴重滲漏不僅僅影響經濟效益，而且還會造成不良后果，如前所述由于大量滲漏，會引起地下水位上升，出現鹽堿地、沼澤地、冷底田、反咳田等受害田地。有的地區會形成頭幾年增產、后幾年減產、再過幾年絕產的嚴重后果。此外在某些地區，如黃土地區，由于黃土濕陷，滲漏會導致整個渠道的破壞。還有的地帶由于滲漏會引起山坡滑動、渠底潛蝕等，直接危及渠道的安全運行。渠道防滲工程凍脹破壞分布廣泛且損害嚴重，尤以目前應用廣泛的混凝土襯砌防滲渠道為甚。所以，如何防治混凝土襯砌渠道的凍脹破壞已經成為一個非常現實的工程問題。

經過科研工作和生產一線有關技術人員多年不懈的研究與實踐，理論結合實際，新材料、新技術和新工藝如雨后春筍般涌現，在抗凍脹技術措施方面取得了很大發展。

1 抗凍脹技術措施

1.1合理選擇渠道襯砌類型

各地結合工程具體條件采用的襯砌斷面形式有梯形、弧底梯形、 弧形坡角梯形、復合梯形、圓形、U 形、矩形、馬蹄形、城門洞型等[1]。梯形斷面、 矩形斷面的渠道雖然施工簡單， 但水流條件不好， 抗凍性能差。U形、弧底梯形、 弧形坡角梯形斷面的渠道，具有防滲效果好、水流條件佳、結構穩定性好、 抗凍脹變形能力強等優點，且經過研究已得出其兼具水利最佳及凍脹最佳的斷面形式[2][3][4]。近年來， 國內外都趨于向復合結構襯砌形式發展，這種襯砌結構形式集合了上述幾種襯砌結構形式的優點， 在生產實際當中得到了越來越廣泛的應用。在實際施工過程中， 如何選取斷面襯砌形式還要統籌規劃、科學論證，根據輸水要求和當地實際情況來定。

1.2 采用正確的施工方法和適宜的防滲工程措施

1.2.1 改善渠基土質

可以采用換填法[5][6][7][8]、壓實處理[7]；化學處理法和加筋土法[9][10][11][12][13]四種方法來實現渠基土質的防滲處理。

1.2.2 改善水分條件

通過采取隔水措施[14]、排水措施和植樹措施來防止渠道凍脹。

1.2.3 改善溫度條件

鋪設隔熱保溫材料[15][16]、改善襯砌板自身導熱性質、運用溫室原理進行抗凍脹設計[17]

等方法減輕或消除溫度對渠基土的影響，達到削弱或消除渠基凍深和凍脹的目的。

1.2.4 改善受力條件

選擇合理的斷面形式、設置不同縱縫、采用雙層薄膜防滲襯砌渠道等措施改善襯砌板所受到的約束力；采用楔形板、肋形板、中厚板、槽形板等特殊結構形式達到提高襯砌板抵抗能力的效果。

1.2.5防滲新材料

近年來，混凝土渠道防滲新材料主要有新型土體固化劑[18]、聚丙烯(PP)纖維混凝土、納米改性混凝土、鎧甲式纖維混凝土復合渠道防滲卷材及新型伸縮縫止水材料等。

1.2.6新型施工機械與施工技術

隨著科技的發展，混凝土渠道的施工也開始從人工向機械化方向發展，主要有：KU—50、08、JKU—180等U形渠基槽開挖機，D40、60、80、10、120等U形渠混凝土澆筑機[19]，以及渠道防滲塑膜鋪襯機[20]等。

1.2.7其他措施

要防治襯砌渠道凍害，采用科學有效的抗凍脹技術措施十分必要。除此之外，還應該加強渠道工程在施工中、運行期間的管理，如加強施工監管保證工程質量，及時對渠道進行檢查和修補，控制流量防止超水位運行，搞好清淤保證渠水暢流，在冬季把渠道內積水排除干凈，大力宣傳水法提高人民群眾保護水利設施的自覺性等。

2小結

渠道防滲的最終目的， 是將土質渠基滲漏的水盡可能截留下來， 將其轉化為灌溉用水， 從而增大灌溉效益。我國是一個水資源嚴重短缺的國家，隨著經濟的快速發展、人口數量的不斷攀升、社會的不斷進步、工業和城市用水量的日益激增，用水供需矛盾日益突出。建設渠道防滲工程， 減少渠道損失勢在必行。相信通過科研工作者在有關新材料、新技術和新方法的不斷研發和創新，科學合理化管理手段的持續應用，未來我們在渠道防滲抗凍脹方面還會取得更大的成效。

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