安 棟 梅 寧 周萬(wàn)勇

（渭南市東雷抽黃灌溉工程管理局 陜西 合陽(yáng) 715300）

東雷抽黃灌區(qū)位于陜西省關(guān)中東部，水源以黃河徑流為主，引水流量40m3/s，灌溉合陽(yáng)、大荔、澄城、蒲城四縣13個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的102萬(wàn)畝農(nóng)田。灌區(qū)現(xiàn)有總干、干渠7條，長(zhǎng)351km；支渠42條，長(zhǎng)221km；斗渠389條，長(zhǎng)636km。渠道與建筑物配套基本齊全。近年來(lái)，隨著灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目、陜西省關(guān)中九大灌區(qū)世行項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項(xiàng)目等工程相繼實(shí)施，灌區(qū)在渠道防滲工作中利用新材料、新技術(shù)并研制開發(fā)新設(shè)備等取得了非常顯著的成效，灌區(qū)面貌煥然一新，節(jié)水效果十分顯著?，F(xiàn)就一些技術(shù)問(wèn)題做一探討。

1 防滲斷面形式的選擇

東雷抽黃灌區(qū)干、支、斗渠數(shù)量較多，流量大小各異，且渠道襯砌都是在已成工程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。因此，選擇合理的斷面形式，既可減少工程回填量，縮斷工期，降低成本，又可改善水流條件，減少淤積，同時(shí)減輕凍脹破壞，延長(zhǎng)工程壽命。近年來(lái)，灌區(qū)渠道防滲斷面結(jié)構(gòu)形式主要依據(jù)渠道流量大小并結(jié)合工程實(shí)際情況即工程附近回填土料來(lái)源、施工工期、回填土施工質(zhì)量等條件以及多年來(lái)渠道改造工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，一般分以下四種情況。

（1）設(shè)計(jì)流量大于9m3/s，選擇弧形坡腳梯形斷面或梯形斷面；

（2）設(shè)計(jì)流量在3m3/s～9m3/s時(shí)，選擇弧形坡腳梯形斷面或弧底梯形斷面；

（3）設(shè)計(jì)流量在1m3/s～3m3/s時(shí)，選擇弧底梯形斷面或U型斷面；

（4）設(shè)計(jì)流量小于1m3/s時(shí)，選擇U型斷面。

弧形坡腳梯形斷面或弧底梯形斷面在干、支渠道中應(yīng)用較多。由于其近似于最佳水力斷面，流速分布均勻，易于拉沙，可減少淤積；同時(shí)也能改善防滲渠道凍脹變形分布的不均勻性，且渠底有一定的反拱作用，故可減輕砼板的凍脹破壞，減少裂縫和移位。

U型斷面較梯形斷面每公里輸水損失可減少3.7%，防滲效果最好，它近似于最佳水力斷面，水流條件好，流速大，輸水輸沙能力強(qiáng)。另外，其抗凍脹性能較高，凍脹程度僅為梯形的1/3～1/4，又便于管理，投資少、占地少，機(jī)械化施工程度較高。在灌區(qū)較小的支渠工程及斗、分渠工程應(yīng)用比較廣泛。

2 防滲材料的選擇

東雷抽黃灌區(qū)原設(shè)計(jì)采用單一的砼或砌石等防滲材料，其雖然有一定的防滲性能，又能適應(yīng)高流速，但通過(guò)多年的運(yùn)行實(shí)踐表明，很難達(dá)到預(yù)期的防滲效果和耐久性。近年來(lái)，隨著防滲膜料的發(fā)展，東雷抽黃灌區(qū)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，采用了復(fù)合土工膜防滲，即一布一膜土工布。由于其抗拉強(qiáng)度較高，抗穿透能力和抗老化性能好，可不設(shè)過(guò)渡層。另外，土工布表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或澆筑砼板，與塑料膜防滲相比，具有施工簡(jiǎn)單，質(zhì)量可靠，提高工效等優(yōu)點(diǎn)。目前，灌區(qū)除部分斗、分渠之外，干、支渠防滲工程大都采用這種板膜復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，即采用一布一膜土工布柔性材料做防滲層，其上再用C15砼剛性材料作為保護(hù)層，厚度一般7cm～10cm。此層主要起保護(hù)膜料不被外力破壞和防止其老化以延長(zhǎng)工程壽命的作用。兩種材料互相揚(yáng)長(zhǎng)避短，顯示了明顯的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能。目前，在灌區(qū)中得到了廣泛應(yīng)用。其主要優(yōu)點(diǎn)如下。

（1）防滲效果好。滲漏量是單純的砼防滲材料的1/6，是砌石材料的1/13，是不防滲土渠的1/21。

（2）延長(zhǎng)了渠道的工程壽命。明鋪式膜料防滲，因老化嚴(yán)重而壽命較短。但鋪在保護(hù)層以下，經(jīng)試驗(yàn)研究其壽命在30年以上。同時(shí)，膜料防滲層可以保溫，從而減輕凍脹破壞，使砼保護(hù)層裂縫減少，延長(zhǎng)了工程壽命。

（3）與單純的砼防滲材料相比，投資大體相當(dāng)。采用砼做膜料防滲層的保護(hù)層時(shí)，其厚度可以由砼防滲時(shí)的10cm～14cm減薄至7cm～10cm。購(gòu)買土工布的投資雖較減薄砼節(jié)約的投資稍高，但其減輕了凍脹破壞，尚可減少維修費(fèi)和管理費(fèi)。

（4）符合灌區(qū)實(shí)際情況。東雷抽黃灌區(qū)防滲渠道多為舊渠道改建工程，普遍存在施工與行水時(shí)間的矛盾。采用了板膜復(fù)合結(jié)構(gòu)，渠底現(xiàn)澆，坡板可在灌溉行水期提前預(yù)制，在非灌溉期施工，既避免了施工與行水的矛盾，又可縮斷工期，降低投資。

3 伸縮縫止水材料的選擇

以往大多采用瀝青砂漿、油氈、聚氯乙烯油膏等作為伸縮縫止水材料。但這些材料有的性能差，有的造價(jià)高，有的施工技術(shù)復(fù)雜，不能很好地解決工程實(shí)際中存在的問(wèn)題，難以保證工程質(zhì)量，導(dǎo)致伸縮縫處滲漏水現(xiàn)象較為嚴(yán)重。目前，工程上大都采用水利部西北水科所在聚氯乙烯油膏基礎(chǔ)上研制的性能與其相同，但造價(jià)相對(duì)較低的新型伸縮縫止水材料—焦油塑料膠泥。其施工方便，造價(jià)低，止水效果良好，在灌區(qū)已得到了廣泛應(yīng)用。

4 施工技術(shù)

4.1 防滲渠道基槽的填筑與開挖

東雷抽黃灌區(qū)近年來(lái)渠道襯砌均是在舊渠道上進(jìn)行。由于原渠道多為土渠梯形斷面，經(jīng)長(zhǎng)期輸水運(yùn)用，在水面以下均已變成不規(guī)則的弧形斷面，對(duì)此處理方法如下：

（1）如渠基含水量很大，甚至為飽和狀態(tài)時(shí)，為了填筑施工，就提前停水，使基土風(fēng)干，或采用抽排、翻曬等方法，降低含水量。

（2）對(duì)于過(guò)流較大的重要干、支渠工程或有防凍要求的工程，采用換填土等方法。

（3）對(duì)于流量小于2m3/s的支渠及斗、分渠，首先進(jìn)行清淤和清基土，再進(jìn)行填筑。填筑時(shí)先將全渠槽填至設(shè)計(jì)高程 (分層夯實(shí)，每層鋪土厚度，機(jī)械施工時(shí)，不大于30cm，人工施工時(shí)，不大于20cm)，再用U形開渠機(jī)進(jìn)行開挖，最后再輔以人工檢查和反復(fù)的修整工作，直到滿足防滲層斷面設(shè)計(jì)要求。

（4）大于2m3/s的干、支渠工程，由于全渠槽填筑土方量較大，故往往采用局部填筑補(bǔ)齊的方法進(jìn)行填筑，填筑面的寬度一般應(yīng)較設(shè)計(jì)加寬50cm以上，以滿足一個(gè)蛙式電夯機(jī)的正常工作面。開挖時(shí)，僅開挖填筑時(shí)加寬的50cm的部分土體，然后按整修渠槽的方法修整渠道基槽，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。

4.2 土工膜的加工和鋪設(shè)

該工序包括剪裁、接縫、鋪設(shè)等項(xiàng)工作。

經(jīng)理論計(jì)算，考慮到實(shí)際應(yīng)用的安全系數(shù)，寶雞峽灌區(qū)采用的復(fù)合土工膜規(guī)格為一布一膜，其中上面一層為100 g/m2～150g/m2的土工布(根據(jù)渠道流量、斷面、水深等具體確定)，其表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或澆筑砼板。下面一層為不小于0.25mm厚的聚氯乙烯膜，是主要的防滲材料。

（1）剪裁：成卷的土工膜料應(yīng)根據(jù)鋪膜基槽斷面尺寸的大小及每段長(zhǎng)度剪裁。縱向鋪設(shè)時(shí)，首先按基槽的斷面尺寸計(jì)算所需膜料的幅數(shù)。橫向鋪設(shè)時(shí)，以鋪設(shè)基槽斷面的長(zhǎng)度為一幅。剪裁的長(zhǎng)度應(yīng)以其大塊膜料便于搬運(yùn)和鋪設(shè)為宜。小型渠道一般為50m～60m，大中型渠道可選用20m～40m。

（2）接縫：膜料連接處理的方法有搭接法，焊接法和粘接法等。東雷抽黃灌區(qū)近年來(lái)多改簡(jiǎn)單的搭接及粘接劑粘接為機(jī)器焊接。焊接時(shí)的搭接寬度一般不小于10cm，采用雙焊縫焊接。

（3）鋪設(shè)：基槽檢驗(yàn)合格后，在基槽表面灑水濕潤(rùn)，以保證膜料能緊密地貼在基床上。縱向鋪設(shè)時(shí)，將按設(shè)計(jì)尺寸加工的大幅膜料疊成“琴箱”式，先橫向放在下游槽內(nèi)，再將一端與先鋪好的膜料或原建筑物在現(xiàn)場(chǎng)焊接，再向上游拉展鋪開。橫向鋪設(shè)時(shí)，由渠道一岸經(jīng)渠底向另一岸鋪設(shè)?？傊?，鋪膜的速度應(yīng)和砼鋪砌或澆筑的速度相配合，當(dāng)天鋪膜，當(dāng)天澆筑好砼板，以免膜料裸露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

4.3 砼板的安砌、澆筑

為確保砼防滲渠道的防滲效果及耐久性，除了正確合理的設(shè)計(jì)外，還必須提高施工技術(shù)水平，確保施工質(zhì)量，做到優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、安全。

東雷抽黃灌區(qū)近年來(lái)非常重視該項(xiàng)工作，迄今為止，已研制出了一批施工機(jī)械設(shè)備，確保了工程質(zhì)量和進(jìn)度，渠道防滲工程施工已向半機(jī)械化和機(jī)械化發(fā)展。

（1）部分支渠及斗、分渠襯砌工程。管理局研制的U型渠道襯砌機(jī)已被廣泛應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，施工進(jìn)度快，砼質(zhì)量高，渠道表面光滑，輸水能力強(qiáng)，抗凍性能好，產(chǎn)品有D80-D200十種規(guī)格。另外，在部分斗、分渠工程中，還采用了高強(qiáng)度砼構(gòu)件生產(chǎn)機(jī)械——襯砌預(yù)制板振動(dòng)臺(tái)，該技術(shù)采用了聚氯乙烯雙層內(nèi)膜工藝，實(shí)現(xiàn)了全U型、半U(xiǎn)型平板等各種構(gòu)件的工廠化生產(chǎn)，保證了渠道防滲預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量、強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度及生產(chǎn)成本，更突出的是降低了預(yù)制板的糙率，加快了工程的建設(shè)速度。

（2）支渠工程。東雷抽黃灌區(qū)支渠工程過(guò)流能力大都在2m3/s～5m3/s之間，設(shè)計(jì)中采用了弧底梯形斷面。在許多高填方渠段，為適應(yīng)沉降變形破壞，弧底均采用C15砼現(xiàn)澆，坡板為預(yù)制板。厚度一般7cm～8cm。預(yù)制板可在渠道行水期間采用工廠化生產(chǎn)提前預(yù)制，這樣既縮短了工程工期，確保了工程質(zhì)量，緩解了施工與灌溉行水之間的矛盾，又解決了現(xiàn)澆砼由于不均勻沉陷等原因造成的難以避免的裂縫。在預(yù)制板安砌時(shí)，采用滑道就位，要求施工人員必須穿膠底鞋或軟底鞋，嚴(yán)禁穿帶釘鞋，不準(zhǔn)在膜上卸放砼板及用帶尖的鋼釬作為撬動(dòng)工具，以保護(hù)土工膜不被損壞。在基礎(chǔ)穩(wěn)定的渠段上，采用了砼整體現(xiàn)澆。

（3）干渠工程。東雷抽黃灌區(qū)干渠過(guò)流能力均在20m3/s以上，設(shè)計(jì)采用了弧腳梯形及梯形兩種斷面，其襯砌大部分為機(jī)械化施工。襯砌機(jī)械為SDQTZ(梯形)襯砌機(jī)，對(duì)于弧腳梯形，僅對(duì)襯砌機(jī)面板橫管架稍做變動(dòng)，同樣可以適用。

總之，東雷抽黃灌區(qū)在渠道防滲襯砌工程中，積極采用新材料、新技術(shù)、新工藝，在研制開發(fā)新設(shè)備等方面取得了一定的經(jīng)驗(yàn)和成效。近年來(lái)累計(jì)襯砌干、支渠道351km，襯砌斗渠320多條，長(zhǎng)度382km。工程的實(shí)施，大大提高了灌區(qū)渠系水利用系數(shù)、灌溉水的利用率及水分生產(chǎn)率，使輸水能力逐年增加，年節(jié)約水量約1680萬(wàn)m3，節(jié)水效果十分顯著。共改善和恢復(fù)擴(kuò)大灌溉面積11.5萬(wàn)畝，給灌區(qū)帶來(lái)了巨大的社會(huì)效益。另外，這些新材料、新技術(shù)、新設(shè)備的研制和應(yīng)用，對(duì)提高防滲工程質(zhì)量、加快施工進(jìn)度，降低工程造價(jià)和提高工程效益起到了良好的作用，使東雷抽黃灌區(qū)防滲工程技術(shù)向機(jī)械化方面邁出了可喜的一步，為今后的渠道防滲乃至灌區(qū)實(shí)現(xiàn)水利現(xiàn)代化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。陜西水利