土渠防滲襯砌技術初探

摘 要：引青灌區是以農業灌溉供水為主的全國大型灌區，1980年通水后，成為全縣農業的“命脈工程”。但是，由于先天不足和年久失修，漏水現象嚴重，工程效益衰減。近幾年，引青灌區實施了一系列節水改造工程，其中以土渠防滲襯砌工程尤為重要。改造后，通過灌溉放水對比及原來滲漏比較嚴重的渠段的輸水狀況進行觀測，防滲段渠道輸水基本無滲漏現象，僅此渠段可節約輸水量的9.5%，渠道輸水時間由原來的近半個月縮短到現在的7天。提高渠道水利用系數0.11。減少輸水損失1420m3，可新增、恢復灌溉面積2.4萬畝，改善灌溉面積28萬畝，水利工程經濟效益490萬元。該文以引青灌區節水改造四期工程為例，從土渠防滲襯砌的工程設計、施工材料選擇及施工程序、襯砌效果等方面進行闡述，為大型灌區渠道節水提供了一種比較成熟的、有效的方法。

關鍵詞：灌區 防滲 襯砌 施工

中圖分類號：TV91 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（b）-0068-01

1 概述

引青灌區是一個以農業為主兼具防洪、養殖等多項功能的水資源綜合利用工程，是區域農業發展的命脈。自1980年投入運行以來，已發揮了較大的效益。但是由于修建時期的經濟發展水平有限，資金匱乏，致使灌區的建設標準較低，施工質量較差；工程運行近20年來，已造成工程老化失修，嚴重影響工程效益的發揮，因此積極推行節水灌溉，努力提高渠系水的利用系數。

渠道防滲工程技術是節水灌溉各個環節中的重要一環。灌區經過調查研究和充分論證，在現有渠道上采用漿砌石護坡，混凝土板護底的方法進行防滲，取得了明顯的效果。筆者從近幾年的施工實踐中總結出一些方法和經驗。現以引青灌區節水改造四期工程中土渠防滲襯砌工程為例加以說明。

2 主要設計形式和技術參數

引青灌區主干渠土渠防滲襯砌四期工程位于河北省盧龍縣下寨鄉北，全長4365m。原斷面形式為梯形，兩側邊坡1：1，土渠結構，過水能力10 m3/s。改造前滲漏嚴重，常年觀測每km的輸水損失0.082m3/s.km，渠系水的綜合利用系數不足0.32。灌區管理處于2006年4月對該段明渠進行了土渠防滲襯砌處理。其斷面結構形式設計如下：

主干渠渠道斷面為梯形，設計邊坡依工程現狀選用1：1，主干渠設計流量為10 m3/s，設計水深2.2m，渠道縱坡1/8000。采用的防滲形式為40cm厚漿砌石護坡，護坡伸縮縫為瀝青木板；8cm厚漿砌混凝土預制板護底，渠底混凝土板沿縱向每隔15米設一干縫。為防止凍脹破壞，渠底鋪設10cm粗砂墊層，渠底中部設碎石排水盲溝，排水盲溝為30cm×30cm正方體，盲溝材料為400g無紡土工布包碎石，盲溝內的水再按地形情況，用DN300混凝土排水管排出，排水管間距不大于1000m。為有利于地下水的排出，在渠道邊坡距渠底0.5m、1.0m處設2排排水管，排水管間距4.0m，呈梅花形分布，管頭用400g土工布包裹后插入粗砂反濾中。

3 材料的選擇

3.1 石料的選擇

石材選用堅硬花崗巖石，毛石料厚度大于25cm長度比高度不大于3，石料重量大于25kN/m3，材質應堅實新鮮，無風化剝落或裂紋，石材表面無污垢、水銹等雜質。

3.2 砂的選擇

砂料要要求粒徑為0.15～0.5mm，砌筑毛石砂漿的砂，其最大粒徑不大于5mm，砌筑料石砂漿的砂，最大粒徑不大于2.5mm。

3.3 選擇水泥品種的原則

有抗凍要求的防滲工程，優先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；無抗凍要求的工程，可選用礦渣硅酸鹽水泥或粉煤灰硅酸鹽水泥。

3.4 混凝土板的選擇

采用預制混凝土板護底，混凝土板結構尺寸為0.5m×0.5m×0.08m，混凝土標號為C20。

4 主要施工程序及質量控制

4.1 土方開挖及修整

由于渠道長年運行，淤積嚴重，土方開挖量較大，故采用機械開挖，配以人工進行輔助開挖。挖掘機削坡和挖渠底土方，要預留20cm原狀土不受擾動，然后用人工挖至設計高，以保證地基穩定。

4.2 漿砌石砌筑

砌筑程序為從低到高，均勻上升。漿砌石采用鋪漿法，砌筑前石料用水沖洗，石料表面濕潤充分但不留積水，先鋪一層砂漿再放塊石用錘輕擊，使平穩牢固，巖石面朝下，先表面后腹石，表石之間縫寬2～3cm，砂漿填縫飽滿，無架空。上下相鄰石塊，錯縫搭接，分層砌筑，不留通縫。砌筑完成24小時后，用M15水泥砂漿勾平縫。砌體外露面，在砌筑后12～18小時之間應及時養護，在養護期間應經常灑水，使砌體保持濕潤，避免碰撞和振動。

4.3 盲溝施工

盲溝挖好后，把土工布鋪開，里面裝滿碎石，碎石級配要良好，選用2cm厚的碎石。并且碎石填筑高度要比盲溝低2cm，以保證鋪預制板平整穩定。

4.4 混凝土預制板鋪設

在混凝土預制板鋪設前，要先進行粗砂墊層鋪設，墊層材料要顆粒級配良好的粗砂；鋪板時要鋪平鋪實，不能有翹角，板與板之間施工縫2～3cm，砂漿灌縫要嚴密，不能有漏縫處。

5 襯砌效果

5.1 防滲效果好

一般能減少滲漏損失90%以上。極大地提高了渠系水的利用系數。經測算，渠道經防滲襯砌后，滲水量由原來的0.2～0.3m3/s降到0.05m3/s以下。

5.2 耐久性好

在正常情況下，可運行50年以上。

5.3 糙率小

n=0.017，流速增大，輸水時間可縮短50%以上。可縮短輪灌周期，大大緩解灌水緊張局面，對于大型灌區以及干旱季節，其意義尤為重要。

5.4 強度高，便于管理

襯砌強度高，能防止動植物穿透或其它外力的破壞，便于養護管理和降低管理費用。

5.5 防止土壤鹽堿化、沼澤化及降低外坡滑坡的可能

渠道采用防滲措施后，滲透水量明顯減小，地下水位降低，可防止土壤鹽堿化、沼澤化，由滲漏引起的滑坡可以避免。另外，也免去或減少了排水工程所需要的投資。

5.6 防止渠道沖刷、淤積及坍塌

渠道防滲工程，除防滲作用外，還有防沖、防淤、防坍塌，穩定渠道，保證輸水安全的作用。

6 結論

土渠防滲襯砌可減少滲漏損失，是提高輸水能力的有效途徑，不僅技術成熟，防滲效果好，而且可以起到加固渠道的作用，既便于養護管理又可降低管理費用，是值得大中型灌區節水改造項目推廣運用的主要措施。

參考文獻

[1]曹斌.芻議大型灌區建設與管理方向的改進[J].黑龍江水利科技，2014（2）.

[2]韓信來.灌區農田水利建設與管理問題分析[J].民營科技，2014（2）.