灌區(qū)渠道防滲修復(fù)技術(shù)措施研究

周建寶

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,對于灌溉區(qū)的渠道工程需求越來越多,為了滿足貫徹區(qū)經(jīng)濟社會的發(fā)展要求,各地都將渠道工程建設(shè)作為重點工程來抓,推動了農(nóng)田水利工程的快速發(fā)展。但是由于受到技術(shù)等條件的限制,在渠道工程建設(shè)中渠道防滲問題一直沒有得到有效的解決,渠道投入使用以后經(jīng)常會出現(xiàn)滲漏問題,不僅影響了渠道的使用壽命,還浪費了大量的水資源,如何解決渠道滲漏問題是擺在水利工作者面前的一道難題。而隨著科研和實踐的進步,各種防滲修復(fù)技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用到渠道防滲工作當中,一些修復(fù)技術(shù)較好的解決了滲漏問題,可以說為徹底解決防滲問題提供了相應(yīng)的技術(shù)條件。

1 工程簡介

XXX隱患灌溉工程是八十年代XX省重點水利建設(shè)工程,該工程自1980年建成以后,就成為XX省西北部重點灌溉工程,該灌區(qū)涉及三個縣城、23個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、312個自然村,灌溉面積為88萬畝。該灌溉區(qū)是高揚程灌區(qū),渠道主要是以梯形的填方渠道為主,總干渠的起點為XX縣XX村,終點為XX縣XX村,全場45km,填方渠段和挖方渠段分別為39km和6km。工程在防滲設(shè)計上在不同的渠段采用了不同的方案,其中填方段以80cm×70cm×8cm或80cm×70cm×10cm混凝土板鋪襯、水泥勾縫作為防滲層,襯砌高度為2.9m。工程縣管設(shè)計流量為4m3/s。該灌溉渠道投入使用三十多年以后,由于年久失修滲漏非常嚴重,已經(jīng)影響到了工程整體使用壽命,此種情況下開始利用防滲修復(fù)技術(shù)解決滲漏問題。

2 渠道滲漏形成的類型和主要原因

2.1 渠道防滲層毀損的類型

從實踐情況來看,渠道防滲層毀損的原因是多種多樣的,但是總體上來說可以分為兩類,也就是物理毀損和化學(xué)毀損。所謂的物理毀損主要指由于物理因素造成的防滲層毀損,主要是渠堤凍脹以后,在水的冷脹作用下形成防滲層混凝土板拱起、滑落、錯臺和水流沖蝕等物理變化,所導(dǎo)致的勾縫脫落而產(chǎn)生的防滲層混凝土板表面坡面、麻面、散架引起滲漏。此外,混凝土不合格也容易在流水及外力的作用下使防滲層產(chǎn)生裂縫、滲漏問題。所謂的化學(xué)毀損相對來說比較復(fù)雜,一般來說混凝土結(jié)構(gòu)的防滲層不容易在化學(xué)作用下?lián)p壞,但是隨著一些不法企業(yè)一些違法排放,導(dǎo)致水的質(zhì)量不斷下降,水中的化學(xué)物質(zhì)對防滲層的侵蝕越來越嚴重。渠道防滲層的破壞,不及直接影響到渠道工程整體防滲功能,還增加了渠道輸水損失,降低了輸水過程中的效率和安全性,浪費了珍貴的水資源。

2.2 渠道防滲層毀損的主要原因

渠道在自然環(huán)境當中,除了因為自身物理、化學(xué)方面的原因?qū)е掠捕鹊刃阅芟陆抵?還可能因為外力等方面的因素破壞防滲層,綜合來說導(dǎo)致防滲層毀損的原因主要有以下幾點:

2.2.1 凍脹破壞混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

由于該水利工程位于北方黃河地區(qū),冬季溫度比較低、時間比較長,渠道在使用過程中很容易發(fā)生凍脹破壞作用。從實地考察的情況來看,該渠道凍脹主要發(fā)生在總干渠、深挖方渠段,這是因為這些渠段冬季存水量較多,在溫度較低的情況下結(jié)冰以后產(chǎn)生的凍脹對防滲層的破壞非常明顯。以總干渠深挖渠段為例,該渠段主要采用的是自噴井向干渠噴水設(shè)計方案,在這一渠段土壤的含水量較多,凍脹現(xiàn)象比較突出,多出混凝土防滲層出現(xiàn)了暴起、脫落等現(xiàn)象。主要原因是,土壤含水量較多的情況下,如果當?shù)貧鉁亻L期處在0℃以下,土壤水分結(jié)冰以后會膨脹0.09倍,雖然膨脹系數(shù)不高,但是產(chǎn)生的破壞性、尤其是對襯切混凝土板的外向推力足夠破壞脆弱的防滲層,導(dǎo)致混凝土板翹起、滑落、勾縫脫落。

2.2.2 人為因素也是導(dǎo)致防滲層破壞的重要原因

人為因素也是導(dǎo)致防滲層破壞的重要原因,該渠道始建于上世紀七十年代,當時并沒有專業(yè)的水利施工隊伍,施工過程中所需要的混凝土預(yù)制板都是周圍村民從工地領(lǐng)料以后,回家預(yù)制好以后再運到工地的,而不是專門的預(yù)制板生產(chǎn)單位生產(chǎn)的。由于村民沒混凝土預(yù)制板制作技術(shù)和經(jīng)驗,因此很難保證混凝土預(yù)制板的質(zhì)量,很多預(yù)制板根本達不到設(shè)計壽命,在施工過程中出現(xiàn)了勾縫砂漿強度低、施工擠壓不實等問題。從該渠道工程目前的現(xiàn)狀來看,襯砌板麻面、散架、勾縫脫落較為嚴重,成段出現(xiàn)的地方不少,這些都是混凝土板質(zhì)量問題導(dǎo)致的防滲問題。

3 灌區(qū)渠道防滲修復(fù)技術(shù)措施

對于灌區(qū)渠道防滲修復(fù)應(yīng)該根據(jù)其形成的原因采取針對性的措施,主要是依托現(xiàn)有的技術(shù)和能力來滿足渠道防滲修復(fù)的需要。就筆者在這一方面的經(jīng)驗來說,主要有以下幾種措施。

3.1 勾縫脫落修復(fù)技術(shù)

勾縫脫落是防滲層毀損最常見、最普遍的現(xiàn)象,也是防滲修復(fù)技術(shù)措施的重點內(nèi)容,為了減少勾縫脫落對防滲層的破壞和影響,渠道管理人員應(yīng)該勤檢查、勤修復(fù),具體要求是在每次灌溉結(jié)束以后,要組織管理、技術(shù)人員對總干渠、干渠進行全面細致的檢查,對檢查中發(fā)現(xiàn)的大面積的勾縫脫落現(xiàn)象進行修復(fù)。修復(fù)技術(shù)要求是先清除板縫內(nèi)的雜草、泥沙和松動的水泥塊,用混凝土填實板后的空隙,然后用高壓水槍將板縫沖洗干凈,再用1∶2的水泥砂漿將板縫填補、搗實,壓成平縫和凸縫后找平。為了增強勾縫混凝土填充材料的強度和粘結(jié)性,可以適當?shù)募右恍┠z凝材料。

3.2 混凝土板麻面修復(fù)技術(shù)

對于混凝土板麻面的修復(fù)一般有兩種選擇,第一種,對于已經(jīng)形成麻面但是混凝土板的強度依然較好的可以采用混凝土砂漿修補法,具體就是先用水將混凝土板清洗干凈,然后用1∶1的水泥砂漿進行罩面,厚度保持在2mm左右,然后進行14d以上的保濕養(yǎng)護,保證罩面混凝土強度。第二種,對于已經(jīng)形成的麻面切混凝土板的強度一般的,可以使用專門的修補材料進行修補,如維修速補膠,與混凝土一塊使用,依靠這種材料良好的粘結(jié)性、柔韌性和高防滑性,提高麻面修復(fù)的效果,增強混凝土板的強度。

3.3 混凝土板酥松散架修復(fù)技術(shù)

混凝土板酥松散架一般情況不可能單純使用填充材料就能解決的,這種現(xiàn)象主要出現(xiàn)在總干渠上,XXX渠道當中出現(xiàn)的比較多一些。為了徹底解決這一問題,施工技術(shù)人員采用了整體更換混凝土板的方法,也就是先清除掉原來已經(jīng)毀損的混凝土板,對于板后濕度過大影響混凝土板的使用的,采用深挖換土的方法,重新?lián)v實削平之后,在更換相同尺寸的混凝土板。需要注意的是伸縮縫的處理,由于瀝青砂漿法在伸縮縫的處理上效果并不是很明顯,現(xiàn)在在處理過程中多使用焦油塑料膠泥進行修復(fù),使用過程中要先將伸縮縫清理干凈,在填充密實。

總之,灌區(qū)渠道防滲修復(fù)技術(shù)應(yīng)該根據(jù)混凝土板破壞類型和原因采取針對性的修復(fù)措施,運用各種先進的修復(fù)技術(shù)和修復(fù)材料增強修復(fù)的效果,只有這樣才能較好的解決這一問題。

參考文獻

[1] 李保平.漿砌石襯砌在渠道防滲中的應(yīng)用及對策[J].山西建筑,2008,34(4):357～358.