浅谈灌区常用的渠道防渗技术

浅谈灌区常用的渠道防渗技术

庄不七

海南世佳工程勘察设计咨询有限公司海南海口570206

摘要：灌区建设对农产业发展而言有着重要的意义，是促进农作物质量、产量提升的关键途径，并且优质的灌区建设还可为农业灌溉起到节约水资源、有效排水、蓄水的作用，使得灌溉水平能够满足节约资源、科学灌溉要求。但是很多灌区的作用都是因为渠道渗漏难以得到有效发挥，因此，解决灌区渠道渗漏问题，加强防渗技术的研究与应用非常重要。文章中以海南省澄迈县加潭水库灌区渠道工程为研究对象，对渠道工程原状、渗漏类型与原因、渠道损毁修复和改造进行探讨。

关键词：灌区建设；渠道工程；渗漏；防渗技术

灌区渠道防渗层一旦发生损毁，就会导致灌区的灌溉效率下降，不仅导致水资源的大量流灌，浪费成本，还会使得农作物健康生长受到影响，旱、涝季节的用水量难以控制，给农业生产带来不利的影响。因此，要不断加强对灌区渠道防渗技术研究的重视，并结合现代科学理论、科学技术以及科学观念从对防渗层出现破损的原因、类型等方面进入研究，并通过海南省澄迈县加潭水库灌区工程渠道防渗层的实例分析，提出相应的修复与改进措施。

一、渠道工程原状

以海南省澄迈县加潭水库灌区渠道建设工程为本次研究对象，该灌区工程中设有骨干渠道总干渠一条，分干渠2条（分为西干渠和东干渠），总长29.32km，干渠设计是以梯形断面渠道形式为主，防渗层结构主要以现浇混凝土结构为主；东干渠和西干渠末级渠系（小于1m3/s）共99.3km，末级渠系的防渗层结构主要是以预制混凝土板及预制混凝土U形结构为主。

二、渠道防渗层损毁形成的类型和原因

1、防渗层损毁的类型

对渠道防渗层损毁因素进行分类分析，可分为物理因素与化学因素两大类，其中，物理因素主要是因为温度变化而导致，灌区渠道防渗层在经受热胀冷缩影响后，结构层中的混凝土结构发生物理反应，混凝土板凸起、移位、滑落以及被水长期浸泡腐蚀等导致混凝土结构中的板铺出现裂隙、裂缝，混凝土结构性能发生质的变化，进而表面出现麻面、脱落等现象，表面破损，防渗层的使用效率与性能下降。而化学因素主要是因为灌区渠道防渗层长期浸泡在水中，水中所含有的化学物质能够使得混凝土结构出现侵蚀现象，防渗层逐渐破损，防渗功能下降，渠道正常输水受到影响，并且伴有一定的危险性。

2、渠道防渗层损坏的原因

人为质量因素：由于开工建设年限比较早，现浇混凝土、预制混凝土板、预制混凝土U形渠道都是当地村民自己施工，因此混凝土质量较差，不能达到设计寿命。勾缝砂浆强度低，施工挤压不实等。目前就总干渠来说，衬砌板麻面、散架、勾缝脱落较为严重，有些甚至成段出现，就是因为混凝土板质量不合格所致。

化学因素：混凝土与土壤中的酸类、盐类发生化学反应，由外向内发展，致使混凝土板局部或整个酥松，直至混凝土板完全失去强度，这也叫做混凝土板的侵蚀破坏，其可使渠道丧失防渗和提高输水效率的作用。

三、渠道损毁的修复

1、勾缝脱落的修复

勾缝脱落是最常见、最普遍的现象。采取的措施是勤检查、勤修复。每次灌后，组织人力对渠道进行细致检查。对大面积的勾缝脱落进行修复。首先清除板缝内的杂草、泥砂及松动的水泥块，填实板后的空隙，用水把板缝冲洗干净，再用1∶2的水泥砂浆填补板缝，要求必须捣实，再压成平缝或凸缝。

2、混凝土板麻面的修复

为节省资金，对形成麻面但强度尚好的混凝土板，用水把板面冲洗干净，然后用1∶1的水泥砂浆进行罩面，罩面厚度不小于2mm，保湿养护不少于15d。

3、混凝土板酥松散架的修复

这种现象在总干渠上存在不少，只能采取更换混凝土板的办法修复。先清除原混凝土板，若板后基土湿度过大，应进行开挖换土，重新捣实削平，更换同样大小的混凝土板。

4、伸缩缝的修复

填补伸缩缝老灌区以前采用的是沥青砂浆，现在一般采用焦油塑料胶泥。先把伸缩缝清理干净、晾干，再用塑料胶泥填充密实。

四、渠道工程的改造

1、干渠工程

澄迈县加潭水库灌区设计灌溉面积为5.65万亩（其中：东干渠设计灌溉面积3.7万亩，西干渠设计灌溉面积1.95万亩），总干渠设计流量为5.51m3/s，东干渠渠首设计流量3.8m³/s，西干渠渠首设计流量1.69m³/s。改造设计采用梯形断面。底板采用10cm厚的现浇混凝土板防渗，边坡板采用8cm厚的现浇混凝土板防渗。底板及边坡混凝土板下均采用铺复合土工膜防渗。首先对原损坏砼预制旧板进行拆除，按设计断面进行开挖、修坡好后铺设复合土工膜，复合土工膜连接处理的方法有搭接法、焊接法和粘结法，搭接宽度一般不小于10cm。土工膜铺好后，对底板及边坡进行混凝土现浇，混凝土底板与混凝土边坡每隔5m设一道施工缝。

2、支、斗渠工程

支、斗渠一般设计流量在1m3/s以下。改造过程中基本采用的是U形渠道，U形渠道输水损失小，防渗效果好，输砂能力强，近似于最佳水力断面。

灌区在长期的管理实践中，不断发展，不断探索、前进。29.32km干渠目前采用割灌机进行杂草清理，留茬2cm～3cm，既环保又减少了渠道内边坡水冲沟的出现，极大的节省了人力、财力。各种配套项目的不断实施，东干渠和西干渠末级渠系（小于1m3/s）共99.3km渠道已硬化防渗加固，使灌区抵御自然灾害，促进农业增产、农民增收，调整农村产业结构，实现灌区水资源的合理配置，保障农村经济可持续发展的能力不断增强。

五、防渗施工工艺

1、砌筑流程

渠道多以梯形明渠为主，施工过程中要遵循一定的施工流程，首先要进行边坡施工，再进行渠底施工，然后进行混凝土浇筑，直到达到渠底浇筑标准厚度即可。对梯形干渠的渠墙施工时，要按照由上向下的顺序进行渠道坡墙分层施工，而其他U形渠道要从渠底开始施工，以中心点向两侧对称砌筑施工。箱形暗渠渠道最后还需要顶板盖板施工。

2、石料安放

采用错缝交接、大面朝外的砌筑方法，石料安放也要讲究一定的要求与规范性，对于渠道底部与渠墙根部施工通常是选用面积较大、表面平整的石料为主，石料与石板的砌筑要以纵砌为主，石料与石料的连接边要保持水平，并呈流水方向顺延。以挡土墙形式作为防渗结构砌筑的基本形式，先面石后腹石，并且交错式连接砌筑，并保证面石中丁石与腹石的有效连接。

3、石料砌筑

石料要保证标准的湿润度，石料面部要干净，对石料进行干摆，分层砌筑，石料与石料之间的缝隙要填满水泥砂浆，并对厚度进行合理控制，通常是以4±1cm为标准，边铺浆边安放石料，石料之间的缝宽不得超过5cm，若有需要可利用小块石填充。

4、勾缝

勾缝需要在砂浆初凝前进行，按照由上向下的顺序进行，横缝竖缝都要保证砂浆饱满，再填满后，需要压实、抹平处理，保证表面干净，勾缝完成后，要进行湿润保养，可利用包膜、洒水等方法，养护时间不得低于15天。

参考文献：

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[2]席爽.浅谈新疆喀什巴楚县节水灌溉工程发展规划[J].城市建设理论研究：电子版，2014（5）；

[3]叶绥鹏.浅谈桃曲坡灌区小型渠道防渗衬砌施工技术[J].陕西水利，2012（1）.