尹 華

(新疆阿瓦提縣水管總站，新疆阿瓦提843200)

1 引言

渠道防滲技術(shù)是減少渠道輸水滲漏損失的工程措施。渠道防滲不僅能節(jié)約灌溉用水，而且能降低地下水位，防止土壤次生鹽堿化;防止渠道的沖淤和坍塌，加快流速提高輸水能力，減小渠道斷面和建筑物尺寸;節(jié)省占地，減少工程費(fèi)用和維修管理費(fèi)用等。渠道防滲方法可分兩類(lèi):①改變?cè)餐寥罎B透性能，又可分為物理機(jī)械法和化學(xué)法。前者是通過(guò)減少土壤空隙達(dá)到減少滲漏的目的，可用壓實(shí)、淤淀、抹光等;后者是摻入化學(xué)材料以增強(qiáng)渠床土壤的不透水性。②設(shè)置防滲層，即進(jìn)行渠道襯砌，可用混凝土和鋼筋混凝土、塑料薄膜、砌石、砌磚、瀝青、三合土、水泥土和黏土等各種不同材料襯砌渠床。采用防滲措施后，渠道滲漏損失可以減少50%～90%。我國(guó)每年灌溉用水量約為3 500億m3，占農(nóng)業(yè)用水量的90%，占我國(guó)總用水量的63%。渠道防滲技術(shù)對(duì)于節(jié)約用水有著重要的技術(shù)貢獻(xiàn)，目前我國(guó)已建渠道防滲工程為55萬(wàn)多公里，僅占渠道總長(zhǎng)的18%，80%以上的渠道沒(méi)有防滲，渠系水的利用系數(shù)很低，平均不到0.50，低于其他國(guó)家(美國(guó)為0.78，前蘇聯(lián)為0.6～0.7，日本為0.61)。所以研究渠道防滲工程的技術(shù)，是完善水利工程，提升輸水能力，節(jié)約用水的當(dāng)務(wù)之急。

2 渠道防滲工程技術(shù)存在的原因

2.1 混凝土面板凍脹破壞

渠道混凝土面板發(fā)生凍脹破壞的原因是渠基土發(fā)生凍脹，渠基土的凍脹與以下3個(gè)因素有關(guān):①氣溫過(guò)低，渠道所處環(huán)境為長(zhǎng)期寒冷的地域。②基土中存在著水分，水層存在著凍結(jié)。③基土的物理性質(zhì)，主要包括土的顆粒組成等。對(duì)于寒冷地域的混凝土面板防凍處理要控制溫度，要保證土層溫度能夠在0℃以上，或者不會(huì)長(zhǎng)期地處于0℃以下，這就需要增加土層的深度，避免出現(xiàn)板體本身發(fā)生破裂，翹起，滑落，嚴(yán)重的將導(dǎo)致渠道邊坡塌陷，必要時(shí)可以采用防凍保溫板技術(shù)。

對(duì)于水分處理問(wèn)題則要考慮到土顆粒表層的活躍水分子將會(huì)順著溫度梯度方向向土壤水凍結(jié)峰面遷移，如果基土水份有充足的補(bǔ)給源，基土凍結(jié)鋒面將會(huì)產(chǎn)生更為嚴(yán)重的凍脹。因?yàn)槌Ｒ?guī)凍脹量一般為原來(lái)體積的10% ～50%，而在水份遷移的情況下，凍結(jié)鋒面上的凍脹量可達(dá)到原來(lái)體積的數(shù)倍。所以在防凍技術(shù)研究中，提倡使用薄膜防滲技術(shù)，避免水分的滲透，產(chǎn)生凍脹。對(duì)于土質(zhì)問(wèn)題來(lái)說(shuō)，理論分析和工程實(shí)踐證明，粒徑＞0.1 mm的基土因其所含水分較少，在其結(jié)冰時(shí)產(chǎn)生的膨脹力較小，不足以對(duì)混凝土板產(chǎn)生破壞;當(dāng)基土粒徑在0.1～0.05 mm時(shí)，破壞較大，而當(dāng)粒徑在0.05～0.002 mm時(shí)，基土凍脹破壞最強(qiáng)。按照土質(zhì)的分類(lèi)，黏土的凍脹破壞最強(qiáng)，其次依次降低的是粉質(zhì)土、亞黏土和亞砂土。采用何種的防滲防凍技術(shù)要根據(jù)地區(qū)的具體情況而定，在施工之前必須要凍脹原因進(jìn)行研究分析，對(duì)癥下藥地進(jìn)行防凍施工和防凍技術(shù)選擇。

2.2 防護(hù)面滲水問(wèn)題

渠道滲水問(wèn)題主要是由于防護(hù)面的問(wèn)題，現(xiàn)階段防護(hù)面的技術(shù)有很多種，鋼筋混凝土、塑料薄膜、砌石、砌磚、瀝青、三合土、水泥土和黏土等都是防護(hù)面的材料。從材料分析來(lái)看，一些地區(qū)的渠道防滲材料的選擇不當(dāng)是造成滲水的主要原因，不同地區(qū)的土質(zhì)有著不同的防滲要求，必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析，必要時(shí)可以采用多種防護(hù)手段進(jìn)行綜合治理。另外施工技術(shù)也對(duì)滲水問(wèn)題有著影響，提升技術(shù)水平是防滲的關(guān)鍵。

3 預(yù)防破壞的渠道防滲技術(shù)研究

3.1 保溫材料防凍技術(shù)

保溫材料在渠道防滲施工中的應(yīng)用可以很好地控制渠道溫度，避免出現(xiàn)渠道滲水現(xiàn)象，保溫材料的選擇一般采用具有韌性好、黏接力強(qiáng)、低溫不斷裂、使用壽命長(zhǎng)聚苯乙烯泡沫保溫板等。這種保溫材料的安裝首先要控制塑料泡沫板的厚度、間距(混凝土接縫寬度和分塊尺寸)根據(jù)規(guī)范和當(dāng)?shù)販夭钣?jì)算確定，一般以厚度10 mm、間距3～4 m控制為宜。保溫泡沫板的加入要與混凝土防護(hù)面相結(jié)合，在混凝土澆筑時(shí)，將其與邊模板固定好，木模板可用鐵釘固定，鋼模板用卡子固定，避免混凝土入倉(cāng)振搗過(guò)程中閉孔塑料板向上移動(dòng)，混凝土終凝24 h后即可拆模，閉孔塑料板與混凝土已經(jīng)凝結(jié)在一起，覆膜或?yàn)⑺B(yǎng)護(hù)。需要注意的是，混凝土與泡沫板固定的過(guò)程中，要保證其邊緣的整齊，不要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行踩踏，避免出現(xiàn)裂縫，毀壞防護(hù)面。在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到施工的具體環(huán)境，如果是及其寒冷的地區(qū)就要增強(qiáng)對(duì)渠道周?chē)偷撞颗菽宓暮穸龋褂煤?0～50 mm的聚苯乙烯泡沫板做為保溫層，以防止板下土基發(fā)生凍脹，尤其是使用聚苯乙烯泡沫保溫板，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明其保溫防凍脹效果十分優(yōu)良。

3.2 防滲技術(shù)研究

3.2.1 砌石護(hù)面防滲

砌石防滲中的材料選擇有著廉價(jià)、方便的特點(diǎn)，可以就地取材。而且石料的種類(lèi)繁多，對(duì)防滲技術(shù)有豐富的原料支持。簡(jiǎn)單地劃分可以有這樣兩種常見(jiàn)砌石防滲技術(shù):①塊石襯砌防滲。塊石的質(zhì)地較硬，有著規(guī)格上平整的特點(diǎn)，而且沒(méi)有裂紋，易于切割。防滲需要選擇的石料的規(guī)格一般以長(zhǎng)40～50 cm、寬30～40 cm、厚度≥8～10 cm為宜。在砌石的過(guò)程中要注意護(hù)面的勾縫，要采用新式的高效填縫劑，將護(hù)面的砌石縫隙處理妥當(dāng)，避免出現(xiàn)縫隙處的滲漏，對(duì)塊石而言，其縫隙較少，但是一定要重視對(duì)縫隙的添堵。②卵石襯砌防滲。卵石的特點(diǎn)是體積小，砌石的縫隙會(huì)較多，比較適用于泥砂流量大的區(qū)域，因?yàn)槁咽雷o(hù)主要有著抗沖刷的作用，其防護(hù)面在使用一段時(shí)間后，卵石間的縫隙逐漸被泥砂充填，再經(jīng)水中礦物鹽類(lèi)的硬化和凝聚作用，便形成了穩(wěn)定的防滲層。技術(shù)上要求卵石襯砌的施工應(yīng)按先渠底、后渠坡的順序鋪砌卵石。

3.2.2 膜料防滲渠道護(hù)面

膜料防滲渠道護(hù)面主要采用塑料薄膜和瀝青玻璃氈等材料襯砌，推廣采用膜料防滲材料主要是考慮到了其經(jīng)濟(jì)適用性和防凍防滲性。塑料薄膜的渠道防滲技術(shù)除了原始的聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)和線性低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜之外，還有復(fù)合土工膜、改性瀝青防水卷材等土工膜料以及聚合物纖維混凝土、土壤固化劑和土工合成材料膨潤(rùn)土墊等防滲材料。這些膜料的選擇要根據(jù)不同的氣候和土質(zhì)條件下進(jìn)行選擇。一般的膜料防滲都有著較高的抗凍性和抗熱性，并具有良好的柔性和延伸性。根據(jù)這些特點(diǎn)，膜料防滲施工要重視塑料薄膜襯砌，在砌筑的過(guò)程中要確定流速，膜料防滲要求流速小，適用于中、小型低流速渠道防滲，采用渠槽防滲，可減少滲漏量80% ～90%，防滲效果為0.04～0.08 m3/(m2·d)，使用年限約 20～30 a，其渠道糙率為0.02～0.025。

3.2.3 混凝土襯砌防滲

原始的混凝土防滲渠道施工有著很多弊端，往往會(huì)在輸水過(guò)后留下較大的破壞現(xiàn)象，而且混凝土面也容易發(fā)生凍裂。如今的混凝土材料加入了混凝土添加劑和保護(hù)劑，混凝土的抗沖擊能力明顯增強(qiáng)，加上與其他工藝的互相融合，混凝土防滲技術(shù)已經(jīng)日益成熟。在技術(shù)控制上要注意混凝土襯砌層在施工時(shí)要預(yù)留伸縮縫，以適應(yīng)溫度變化、凍脹、基礎(chǔ)不均勻沉陷等原因所引起的變形?？v向縫一般設(shè)在邊坡與渠底連接處，當(dāng)當(dāng)渠底寬度超過(guò)6～8 m時(shí)，可在渠底中部另加縱縫。渠道邊坡上一般不設(shè)縱向伸縮縫。伸縮縫寬度一般為1～4 cm，縫中填料可采用瀝青混合物、聚氯乙烯膠泥和瀝青油氈板等。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，渠道防滲技術(shù)是水利建設(shè)發(fā)展的重點(diǎn)工程，有著節(jié)約用水、功在千秋的重則。在施工過(guò)程中要注意對(duì)施工材料和技術(shù)的選擇，注意防凍和防滲措施的使用，保證使得多種防滲材料各盡其責(zé)，新技術(shù)、新材料有用武之地，建設(shè)更有實(shí)際防滲意義的輸水渠道。

［1］張軍亮.淺談灌區(qū)渠道防滲工程管護(hù)技術(shù)［J］.山西建筑，2009，(09):125 －126.

［2］馬凌云.渠道防滲工程技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與研究方向［J］.黑龍江科技信息，2009，(26):56－57.