浅议渠道防渗技术的措施及应用).doc

浅议渠道防渗技术的措施及应用摘要：为了减少渠道输水损失,提高渠系水利用系数,结合工程实际介绍渠道防渗技术及渠道防渗技术的发展趋势、推广应用不同结构形式的工程防渗技术，做到因地制宜、经济合理是非常必要的。关键词：渠道；防渗；技术；作用1 渠道防渗作用我国目前灌溉总用水量 ,已建渠道防渗工程 ,占渠道总长18%。80%以上渠道无防渗措施,渠系水利用系数很低, 平均不到0.5, 每年由渠道中损失的水量占全部农业用水量的40%。以穆棱河下游的八楞山灌区为例, 灌区整顿之前( 1994年) 一般渠系水利用系数只有0. 5左右。灌区整顿后,经过对关键部位渠道进行防渗处理和渠系间闸门等设施的维修建设,改造后的干渠渠系水利用系数已普遍达到了0.600.65。2 渠道防渗设计渠道在进行防渗设计和施工之前搜集必要的水文、气象、地质、地形资料, 建筑材料和施工条件资料应按建筑等级，设计阶段，按照渠道防渗工程技术规范，渠系工程抗冻胀设计规范进行技术经济论证，以便使设计方案技术先进，经济合理。2.1 渠道断面型式设计中首先要确定防渗渠道断面型式。根据不同地质、地形和天然建材条件来选择合适的断面型式。常见的渠道断面型式有矩形、梯形、U型和复合型。其中梯形断面施工简便,边坡稳定, 一般地形、地质无特殊问题的地区均可采用。U型、弧形底型渠道适应冻胀变形能力强, 在北方地区应用较多。矩形断面一般适合于有硬质建筑材料的地区, 如用块石、卵石及砭作衬砌材料的渠道。3 防渗结构形式3.1 浆砌石浆砌石渠道的断面形式有梯形矩形两种 梯形断面水利要素较好，边坡较为稳定，衬砌工程量较小，大中型渠道普遍采用梯形浆砌石渠道因边坡比较稳定，多采用单层砌石，衬砌厚度为2050cm，梯形断面的边坡系数根 据土质流量填挖方等情况来确定，水深小于2m的 灌溉渠道 ，一般在1.01.5之间选用，土坡稳定的挖方小型渠道，结合具体情况，系数可以小到0.50.7矩形断面土方工程量省，占地少，土质好的小型工程用得比较多 渠道通过村庄居民点，为了少占地，也多采用矩形断面 水深较大的矩形渠道需建挡土墙，工程量大，造价较高矩形断面渠道通常主要用在土石山区流量小的渠道上，通常也是单层砌筑。较大的断面通常使用挡土墙结构，挡土墙尺寸根据设计水位和渠道稳定情况计算确定矩形断面的侧墙结构有直立式和挡土墙式两种 前者适用于水深不大的小型渠道，一般墙厚20cm，用单层条石或块石浆砌 通过地下水位高土质差容易滑坡水深较大，以及村庄居民点的渠道，经常采用挡土墙式的渠道，其墙背面的边坡系数视墙高而定，一般13cm高的墙，顶宽为0.350.60，背边坡系数在0.100.25之间结合渠段具体情况，也有的渠道一岸采用直立式，另一岸采用挡土墙式的矩形渠槽矩形渠道从防渗效果看，防渗性能好，每公里损失率仅为0.5%左右；墙体厚 保温好，可减少大部分的冻涨量，且强度高，自身稳定足够抵抗剩余冻涨；抗冲能力强，坚固耐用，使用年限长 （如西电工程总干渠5.1km浆砌石渠建成运行已30多年）其缺点是浆砌石衬砌断面大，砌筑工作量大，材料使用多，成本较高，砌筑技术要求比较高 一般用以建筑物的连接段或石料比较丰富的地区采用梯形和矩形断面的直立式渠墙，在砌石体的两边坡顶加砌一层厚度约15cm，宽度2530cm的条石或块石盖顶，并使之与土坡紧密结合齐平（如与土坡结合的盖顶稍向渠内倾斜更好），这样既防止地表迳流注入衬砌体的背面，又使渠顶整齐美观。3.2 混凝土预制板防渗混凝土以其防渗效果好糙率小强度高的优点被应用在渠道防渗工程中，一般减少渗漏损失水量的 以上，可以提高输水能力 ，减少渠道的断面尺寸和耐久性强的特点，是适用于不同的地形 气候和使用条件的大中小型渠道和农业节水灌溉工程。混凝土防渗渠道按照施工工艺分为预制混凝土渠道和混凝土渠道。预制混凝土在渠道防渗应用中，通常用板和块两种。混凝土预制板的砌筑，首先按设计断面进行土渠清基削坡，砌筑混凝土预制板，铺设时，在边坡上应按拉好的边 坡线自下而上的铺设，每一预制板都要放置平稳。通常采用竖缝错碴，横缝相通，分层铺砌，板与板之间留 23cm缝 隙 ，以 便 勾缝 为了增加渠道边坡混凝土板的稳定性，防止地表迳流注入混凝土板背面，渠坡混凝土板顶端要做好压顶封口，即在两边坡顶加砌一层 30cm60cm6cm混凝土板盖顶，也可夯打三合土后用水泥砂浆抹面封口并略倾斜，以利排水。3.3 复合形式复合式主要是土工膜上面加砂浆垫层与预制板结合起来 土工膜上面加砂浆垫层再加混凝土预制板这种防渗形式，由于铺衬了土工膜，从而减少了地表水补给渠床土壤含水量，同时在土工膜上面加砂浆垫层，使同期土壤冻深减小，垫层上面覆盖预制板增加了抗冲刷能力近年来在对西电灌区总干渠及东西干渠上进行的该防渗形式衬砌时，冻涨量比衬砌前有明显减少 由于预制板在此处不作防渗用，在设计时需要考虑其下部土壤饱和后的稳定性，边坡不易太陡，在该种防渗形式衬砌时，没有边坡不稳现象 在实际应用中，用于地下水位埋深大的渠道上，是一种很好的防渗形式。近年来西电工程在甘分干二分支部分渠段进行了浆砌石上部加混凝土板复合防渗、防冻改造，改造后的渠段经过几年的运行，渠道边坡没有发生滑塌及冻胀现象。该种形式以其经济、抗冻胀的优点被推广应用，由于复合式防 渗在冻胀大的部位加大了衬砌厚度，提高了该部位的抗冻胀强度，在冻胀小的部位厚度适当减小，从而减小了其不必要的投资，使其经济合理。这种变厚度复合防渗是解决渠道冻胀的较合理的结构。4 防渗材料的选择渠道防渗材料及技术有土料防渗、水泥土防渗、砌石防渗、膜料防渗、混凝土防渗、沥青混凝土防渗等。选择防渗材料及防渗技术应综合考虑气候、水文、地形、地质、防渗材料、耐久性、建材来源、工程费用等因素。(1)土料防渗。土料防渗是应用历史最久, 使用较为广泛的一种方法, 其优点是就地取材、技术简单、造价较低。其缺点是抗冲流速较低、防渗层的抗冻性差。随着新防渗材料的不断问世, 传统的土料防渗措施的使用正在减少。(2)水泥土防渗。水泥土为土料、水泥和水拌和而成的材料, 其优点是取材方便,防渗效果较好, 但其抗冻性较差。(3)砌石防渗。砌石防渗也是应用较为广泛的一种防渗技术, 按防渗结构分有护面式、挡上墙式。按材料及砌筑方法分有干砌卵石、干砌块石、浆砌卵石、浆砌石等。其优点是就地取材、抗冲流速大、抗冻能力强、防渗效果好等。5 渠道防渗技术的发展趋势随着科技发展,近几年来各种防渗新材料不断产生, 技术逐渐成熟,以薄膜材料、沥青混凝土材料等为代表的新兴材料正在逐步地替代传统的砌石防渗、混凝土防渗措施。薄膜材料具有防渗性较好, 适应变形能力强,施工简便等优点。随着技术的不断进步, 其使用寿命不断增长的同时,造价也在不断降低, 薄膜材料在未来的渠道防渗中扮演重要角色。沥青混凝土具有高抗渗性, 低温柔性和裂缝自愈等特点, 早期多用于坝体防渗,近几年也用于渠道防渗工程,是一种很有前途的防渗新材料。5.1 保证混凝土和易性良好混凝土灌注过程中易离析, 细骨料及水泥浆上浮, 粗骨料下沉, 堵塞导管。施工时如发现漏斗中填满混凝土时, 投料漏斗上口冒出极稀的水泥浆, 同时粗骨料下沉, 即可断定是卡管。改善混凝土粘聚性的方法是提高砂率和水泥浆的稠度, 即降低水灰比。混凝土和易性不良的另一种情况是流动性偏低, 拌制出的混凝土坍落度较小。这种情况下导管中的混凝土不下滑或下滑过缓, 提升一次导管, 混凝土只下落一点点, 导管埋深很难保证其最小值。防止混凝土流动性偏小的方法是提高混凝土中水泥浆的相对含量, 即保证水灰比不变的前提下增加用水量。5.2 防止水泥硬块进入导管水