淺析渠道防滲技術的應用

【摘要】推廣應用幾種不同結構形式的渠道防滲技術，做到因地制宜、經濟合理是非常必要的。

【關鍵詞】渠道；防滲；技術

農業灌溉渠道防滲工作面臨的問題是采用什么樣的結構形式才能既經濟又防滲及抗凍，保證防滲效果延長使用年限，達到減小渠道輸水損失，增加輸水能力，提高渠系水利用率。目前，渠道防滲結構形式有：漿砌石、混凝土預制板、土工膜加墊層的復式結構等。

1、防滲結構形式

1.1 漿砌石

漿砌石渠道的斷面形式有梯形、矩形兩種。梯形斷面水利要素較好，邊坡較為穩定，襯砌工程量較小，大中型渠道普遍采用；梯形漿砌石渠道因邊坡比較穩定，多采用單層砌石，襯砌厚度為20—50cm，梯形斷面的邊坡系數根據土質、流量、填挖方等情況來確定，水深小于2m的灌溉渠道，一般在1.0～1.5之間選用，土坡穩定的挖方小型渠道，結合具體情況，系數可以小到0.5～0.7。矩形斷面渠道通常主要用在土石山區、流量小的渠道上，通常也是單層砌筑；較大的斷面通常使用擋土墻結構，擋土墻尺寸根據設計水位和渠道穩定情況計算確定；矩形斷面的側墻結構有直立式和擋土墻式兩種，前者適用于水深不大的小型渠道，一般墻厚20㎝，用單層條石或塊石漿砌；通過地下水位高、土質差、容易滑坡、水深較大，以及村莊居民點的渠道，經常采用擋土墻式的渠道，其墻背面的邊坡系數視墻高而定，一般1～3m高的墻，頂寬為0.35～0.6m，背邊坡系數在0.1～0.25之間。矩形渠道從防滲效果看，防滲性能好，每公里損失率僅為0.5%左右；墻體厚、保溫好，可減少大部分的凍漲量，且強度高，自身穩定足夠抵抗剩余凍漲；抗沖能力強，堅固耐用，使用年限長。（如西電工程總干渠5.1Km漿砌石渠建成運行已四十多年）其缺點是漿砌石襯砌斷面大，砌筑工作量大，材料使用多，砌筑技術要求比較高，一般用以建筑物的連接段或石料比較豐富的地區。采用梯形和矩形斷面的直立式渠墻，在砌石體的兩邊坡頂加砌一層厚度約15㎝，寬度25～30㎝的條石或塊石蓋頂，并使之與土坡緊密結合齊平（如與土坡結合的蓋頂稍向渠內傾斜更好），這樣既防止地表逕流注入襯砌體的背面，又使渠頂整齊美觀。

漿砌石的砌筑用標號為M75水泥砂漿砌筑，M100水泥砂漿勾縫，為防止結構破壞，應設置伸縮縫與截墻。伸縮縫一般10—20m設一道瀝青鋸沫砂板，截墻一般再10m設一道，截墻沿渠走向寬50cm左右，邊坡內深80—100cm。漿砌石渠防滲關鍵是要夯實基礎，護坡砌筑時錯縫壓碴，防止出現橫豎通縫，砌石防滲座漿要飽滿、密實，保證砌縫寬度，勾縫深度。

1.2 混凝土預制板防滲

預制混凝土在渠道防滲應運中，通常用板和塊兩種。首先按設計斷面進行土渠清基削坡，砌筑混凝土預制板。鋪設時在邊坡上應按拉好的邊坡線自下而上的鋪設，每一預制板都要放置平穩。通常采用豎縫錯碴，橫縫相通，分層鋪砌，板與板之間留2—3cm縫隙，以便勾縫。為了增加渠道邊坡混凝土板的穩定性，防止地表逕流注入混凝土板背面，渠坡混凝土板頂端要做好壓頂封口，即在兩邊坡頂加砌一層30×60×6cm混凝土板蓋頂，也可夯打三合土后用水泥砂漿抹面封口并略傾斜，以利排水；為防止結構破壞，一般應每隔5—10m做一道與渠道軸線垂直、坡底連通的伸縮縫，縫寬2—3cm，伸縮縫用瀝青砂漿灌實止水。勾縫面應與混凝土板齊平，不要勾凸縫，以免增大糙率；勾好縫后一定要灑水養護，防止砂漿早期干縮裂縫。這種混凝土板防滲工程投資小，防滲效果好，但勾縫多，灌漿勾縫處理不好造成滲漏嚴重，容易造成凍漲滑坡破壞，使用壽命短，年度維修費用增大；單純使用預制板防滲已不多見。

1.3 復合形式

復合式主要是土工膜上面加砂漿墊層與預制板結合起來。土工膜上面加砂漿墊層再加混凝土預制板這種防滲形式，由于鋪襯了土工膜，從而減少了地表水補給渠床土壤含水量，同時在土工膜上面加砂漿墊層，使同期土壤凍深減小，墊層上面覆蓋預制板增加了抗沖刷能力。近年來在對西電灌區總干渠及東、西干渠上進行的該防滲形式襯砌時，凍漲量比襯砌前有明顯減少。由于預制板在此處不作防滲用，在設計時需要考慮其下部土壤飽和后的穩定性，邊坡不易太陡，在該種防滲形式襯砌時，沒有邊坡不穩現象。在實際應用中，用于地下水位埋深大的渠道上，是一種很好的防滲形式。

1.4 U型渠

U型渠防滲技術的使用，U型渠分現澆混凝土和預制混凝土裝配等形式。其斷面接近最優水力斷面，濕周小，占地少，工程量少，可采用機械化施工，質量均勻，整體性好。據靜水試驗現澆U型渠每公里損失率為0.7%～1.2%，在地下水埋深大，過水量小于1.0m3/s的渠道中，不失為一種好形式。西電灌區一般采用的是經過改進的U型下部為半圓，上部與半圓連接的斜壁，其頂端的外傾角為80～120，斜壁的高度為0.5D，為抵抗因凍脹產生的應力，在U型拱圈部位，適當地增加了混凝土襯砌的厚度。

2、防滲襯砌技術的實際應用

各種防滲形式在應用中都要根據渠道的實際情況，因地制宜地進行選擇，即根據渠道土壤凍層厚度、渠道流量大小、運行情況和地下水位情況選擇不同的防滲工程措施，使防滲技術有效地起到防滲作用。土工膜加砂漿墊層漿砌預制板則適合在氣溫相對溫和，地下水位較低的地區使用。

實踐表明，采用預制混凝土U型渠槽進行渠道防滲襯砌，具有以下優點：（1）安砌容易，管理方便。通過工廠生產，可減少水泥、砂石料的現場損失，避免現場澆筑的諸多不便。（2）渠道土坯形狀要求不如現澆嚴格，襯砌速度塊，操作技術簡單。（3）不易受地下水位、氣候、地形、土質、灌溉放水、能源交通等影響。如遇灌區改造、渠道改線，預制U型渠槽又非常便于拆遷，易地再用。（4）節省投資，降低成本，提高工效。由于混凝土質量有較大的提高，所以相對降低了U型渠的造價。據使專業施工隊伍分析，同等標準的U型渠比漿砌石渠可節約工程造價30%—40%，施工周期縮短一半。同等標準的U型渠比現澆混凝土渠可節約工程造價10%～20%，提高工效2～5倍。對渠道流量小于1.0m3/s的支、斗渠采用預制混凝土U型渠進行護砌防滲，是減少有效輸水損失的節水措施之一，對解決農田渠系配套值得積極推廣應用。