雙牌灌區無模混凝土防滲渠道技術的應用

張彩

（雙牌水庫管理局 永州市 425100）

1 灌區基本情況

雙牌灌區位于湖南省湘江中上游一級支流瀟水下游右岸。設計灌溉永州市的雙牌縣、零陵區、冷水灘區和祁陽縣等4縣（區）共19個鄉（鎮）371個村3 433個村民小組，以及永州市柑桔示范場、水產試驗場、林科所、紅壤所等2.17萬hm2（32.54萬畝）農田，受益人口37.67萬人，其中農業人口31.97萬人。目前有效灌溉面積2.02萬hm2（30.3 萬畝）。

灌區工程于1966年建成投入運行。現有干渠1條，長96 km；支渠18條，總長348 km；斗渠185條，共長740 km。

灌區建成后，為改善當地農業生產條件、社會經濟發展和人民生活水平的提高發揮了巨大作用，效益十分顯著。

2 灌區渠道混凝土防滲情況及存在的問題

雙牌灌區工程興建于國民經濟困難時期，設計標準低，施工質量差，工程不配套，渠道均為傍山型，渠系走線不合理，彎道多、填方臺渠多。干渠上建筑物長度僅占總長度的8%，其中6處應設渡槽790 m可縮短渠線6 800 m、8處應設隧洞2 800 m可縮短渠線7 650m現為傍山渠道；共有221段填方臺渠，總長34 600 m，一般填筑高度為（5～8）m，最大填筑高度為15 m；其余都是半挖半填型渠道，當地土質差，填方基面也未作處理，加上當時施工全部是人工填筑，夯壓不實，滲漏嚴重。因配套維修資金不足，大部分滲漏渠段未襯砌，加上當時技術水平有限，襯砌質量不高，老化破損嚴重，渠堤常因滲漏出現崩垮、滑坡、管涌和決口等事故；干渠自運行至1994年已出現決堤21次，直接經濟損失600萬余元。干渠襯砌率為40%，支渠襯砌率不到20%，斗渠及以下各級渠道均未襯砌；干渠水利用系數為0.67；灌溉水利用系數約為0.38。影響了灌區工程的正常運行，供水糾紛和矛盾時有發生，農業灌溉無法得到保障，嚴重制約了該地區農業生產、農村經濟發展和人民生活水平的提高，影響灌區生態環境的改善。

雙牌灌區渠道工程在運行維修過程中，采取了一些防滲措施，常用土料、水泥土、三合土、石料、混凝土作為渠道防滲層，防滲效果較好。預制混凝土板襯砌接縫多，部分因填土夯壓不實，出現架空現象，導致受力不均，易形成滲漏通道。現澆混凝土目前普遍采用了伸縮縫，在工程實踐中發現，設計的分縫長度很難達到預期的目的，工程完工后仍會出現裂縫，甚至有的裂縫就在分縫的附近。而且設置伸縮縫造價較高，施工工藝較復雜，難以保證工程質量，特別是防水結構稍有不慎，就會因該處填充材料受損或老化而導致滲水，形成自然的漏水通道，進而造成渠道外坡滲透破壞、垮塌。

3 渠道混凝土防滲無縫施工

根據南方灌區的氣候條件和渠道運行所處環境的溫度變化對混凝土的伸縮影響，針對混凝土的面板施工進行合理分縫，采用無縫施工技術，其無縫混凝土防滲襯砌施工工藝如下:

（1）合理確定渠道分縫間距。

渠道分縫是為了防止由于不均勻沉降或溫度變化引起渠道防滲體破壞，而沿渠線長度方向每隔一定距離在橫向上專門設置的縫。現場多次試驗確定分縫間距為2.5 cm較為適宜。如圖1所示，在雙牌灌區渠道防滲面板混凝土施工中每塊橫向澆筑長度為2.5 m。

圖1 渠道混凝土澆筑施工程序示意圖（分縫）

（2）注重混凝土的澆筑方法。

混凝土澆筑采用分塊間隔跳倉澆筑法，即對渠道混凝土澆筑進行分塊、分縫后，首先在縫的搭接處鋪設40 cm寬的土工膜，兩邊各搭接20 cm，然后第一次進行間隔澆筑，待混凝土初凝后即強度達到設計強度的70%以上，即第一次澆筑完成后48小時，再進行第二次澆筑，見圖2。

圖2 渠道混凝土澆筑施工程序示意圖（跳倉）

（3）采用合理的施工操作程序。

①基面處理。對土基渠道，清除表面雜物，按設計斷面清基整坡，保持基面平整；對于巖基渠道，將松軟風化的巖石表層用鐵釬撬除并沖刷干凈，使巖石表面無油污、灰漿和雜物，渠道坡腳應開挖成齒槽形。

②混凝土澆筑。梯形渠道混凝土澆筑一般是無模混凝土襯砌。渠道無縫混凝土襯砌采用分塊間隔跳倉澆筑法。首先分塊間隔跳倉澆筑渠道邊坡，然后澆筑渠道底板。第一次間隔澆筑渠道邊坡時，按分縫間距在每塊縫的兩側立擋板（一般使用槽鋼），并固定之；再根據渠坡的高度，制作一活動操作架，能進行人員上下活動，以利于混凝土的入倉、振搗和抹面。澆筑渠道邊坡混凝土時，應自下而上、按水平方向上升澆筑，一個分縫塊應連續澆筑完成。第二次澆筑渠道邊坡混凝土時，待第一次渠道邊坡混凝土完成48小時后，才能進行間隔內的渠道邊坡混凝土澆筑。邊坡混凝土澆筑完成后，再澆筑底板混凝土。

③振搗與抹面。渠坡混凝土澆筑時，熟料鋪墊厚度應比設計大10%～20%，堆迭的骨科應均勻分散于有漿處，先用括板初步整平，再用小型平板振搗器自下而上縱向振搗一遍、橫移振搗一遍，縱橫移動振搗搭接寬度不小于5 cm。振搗完成后，接著先用長木泥抹初抹，再用鐵泥抹細抹，直至表面平整。

④注意事項。在施工方面，應保證混凝土骨料質量和控制水灰比，使用合適的微膨脹摻加劑，提高混凝土的抗收縮能力，混凝土澆筑后應及時灑水養護，以減小其硬化過程中的水分蒸發，從而減小收縮、溫差和收縮應力，達到減少裂縫的目的。

實際工程施工中，混凝土面板出現裂縫是一個普遍性的現象，也是令技術人員困擾的一個復雜的技術難題。裂縫在大多工程中雖然不可避免，但卻可以控制。我們將無縫施工技術應用到雙牌灌區渠道工程中,取得了很好的效果。

4 渠道混凝土防滲無縫施工技術應用情況

常規渠道混凝土防滲襯砌采用預留伸縮縫，給施工和管理帶來許多不便。預留伸縮縫施工困難，并增加造價；施工中如果伸縮縫處理不好，也會沿伸縮縫產生滲漏通道，給渠道運行帶來安全隱患。通過合理劃分施工塊、采用先進施工工藝等技術措施，取消伸縮縫，既能大量節省工程投資，又能減少渠道安全隱患。

雙牌灌區于1998年冬在集義、茶花管理所的渠段進行分塊間隔跳倉澆筑混凝土試驗，取得成功。繼而在全灌區全面推廣，近幾年灌區已有68 km干、支渠采用無模混凝土防滲襯砌，均采用混凝土防滲無縫施工技術。節省工程直接投資約40萬元。

雙牌灌區續建配套項目實施以來，對干渠47.9 km嚴重滲漏渠段進行防滲襯砌后，使干渠水利用系數提高0.1，每年可減少滲漏損失水量2 000萬m3；干渠最大安全引水流量從18 m3/s提高到24 m3/s，每年可增放水量3 600萬m3，灌區的抗旱能力大為提高。在永州近幾年遭受的特大干旱期間，雙牌灌區發揮了巨大作用。特別是2007年連遭春秋干旱，雙牌灌區干渠運行流量連續4個多月都在23.8 m3/s以上，灌區不僅沒有遭災，反而普遍高產豐收。同時，節約和增放的水量，使雙牌灌區恢復和擴大了灌溉面積3600 hm2。由于灌溉服務能力和服務質量的提高，灌區每年可增產糧食1 500余萬kg，產生經濟效益1 200余萬元。

1水利部農村水利司，中國灌溉排水技術開發培訓中心，渠道防滲工程技術[M].北京：中國水利水電出版社，1998.

2 SL207-98.節水灌溉技術規范[S].北京:水利電力出版社.

3李安國，建功，曲強.渠道防滲工程技術[M].北京:中國水利水電出版社，1998.

4唐興信.農業節水技術[M].北京:水利電力出版社，1992.