水利渠道工程的防渗与设计

水利渠道工程的防渗与设计

蒋国芸

水利水电第二勘测设计研究院河北省石家庄市050021

摘要：渠道工程是水利工程建设的重要组成部分，承担着输送水的重要作用，一旦出现渗漏问题，不仅威胁到水利工程的总体建设质量，还会影响工程效益的发挥，造成水资源的浪费。在实际工作中，由于渠道工程的防渗措施做得不到位，对防渗施工质量的不重视，导致渠道运行存在着很大的安全隐患。因此，在施工过程中应更加重视渠道的防渗部分，及时解决施工过程中出现的各种问题，为渠道工程的安全运行提供保障。

关键词：水利；渠道工程；防渗

水利工程是一项繁琐复杂的系统性工程，涉及环节众多，因此，在实际水利工程施工中，各个环节都可能会出现一定的病险问题，如果得不到有效的解决，就会随着工程建立时间的延长而产生更加严重的渗漏，不仅会造成水利用率降低、可灌溉面积减少、水资源严重浪费等问题，还会在极大程度上影响着水利工程项目的总体质量以及使用寿命。渠道防渗后，渗漏损失减小，能耗和运行成本降低，土壤盐碱化等次生灾害减少，同时降低了糙率，在保证流量的情况下可以缩小渠道断面，减少占地。基于此，做好水利渠道工程的防渗与设计具有极其重要的作用和意义。

1水利渠道工程渗透的原因

1.1施工方面

施工工艺和施工进度受天气、温度、环境的影响，若施工出现质量问题，会导致渠道渗漏。基础处理不到位，会引起岸坡产生不均匀沉降，进而导致衬砌结构出现裂缝；浆砌石砂浆不饱满，强度达不到设计要求；模板安装放样出现偏差、混凝土浇筑出现缺陷、接缝处理不当等。以上情况均会使渠道产生渗漏现象，造成水资源的浪费，促使地下水位上升，土壤盐碱化，影响工程的安全与正常运行。

1.2周围环境

灌溉渠道周围多为村庄、农田和果园等，一些根系发达的植物离渠边较近，根系侵入渠道内，根系作用会造成渠道衬砌产生裂缝。渠道周围的小动物如蚂蚁、老鼠等打洞，洞穴可能会形成渗漏通道，对渠道产生安全隐患。渠道穿村段，经常会有村民就近向渠道倾倒垃圾，渠道衬砌结构遭到破坏，产生渗漏。堤顶交通超负荷运行，造成渠道变形渗漏。

2渠道防渗的工程措施

2.1土料防渗

对于土料防渗施工技术来说，具有成本低、就地取材、可充分利用碾压设备与施工简单的优势，但存在着抗冻性能较差、耐久性不足等问题，多适用于气候温和的地区且流速小的中小型渠道。由于后期养护成本较大，目前土料防渗技术已不适用于大范围使用。施工过程中，对土料原材料进行充分处理是土料防渗的关键，因此，首先要对采用的土料加以粉碎，将土料中的杂物及有机质多的表层土进行过筛，清理干净。此外，在防渗层达到设计规定厚度时，要分层铺筑，并进行严格的养护，以确保节水功效。

2.2混凝土衬砌防渗

混凝土衬砌是目前普遍采取的一种渠道衬砌方法，具有防渗效果好、糙率小、抗冲性强、强度高、使用寿命长、模塑性好等特点，但是适应变形能力差、造价相对较高。施工方法分为现浇和预制两种，前者具有接缝少、造价较低等优点，后者受气候影响小，但是板缝较多，勾缝处置不合适容易造成严重渗透破坏。因此，在施工过程中要首先要处理好基础面，渠道基础面压实度要满足设计要求，尽量避免超挖，如果出现超挖情况，可选择和现浇同标号的混凝土进行回填；其次要严格控制混凝土浇筑质量，模板拼装要按照规范和标准的要求进行实施，模板面尽可能平整，不要出现漏浆现象，浇筑完成后要加强对混凝土的养护；同时，要处理好半挖半填渠道新老部分土体结合部位的施工，妥善处理好缝间止水问题。

2.3沥青防渗

沥青防渗效果明显，且对工程中发生的裂缝具有自愈能力、可适应较大变形、防冻胀能力较强、老化速度慢等特点，但其施工工艺要求严格，较薄的沥青混凝土防渗层存在植物穿透问题，目前常采取的沥青材质护面主要有沥青混凝土、埋藏式沥青薄膜和沥青席。沥青混凝土稳定性是在加热的基础上，对碎砂石、沥青等材料进行搅拌，从而制作成为防渗材料，稳定性高，耐久性强。埋藏式沥青薄膜法，要对渠道底进行压实处理，在除草后也要做好平整工作，并铺设相应的保护层来避免沥青出现老化等问题。沥青席法是在苇席等上涂抹沥青，并将其制作成为卷材，在施工中通过沥青来实现有效连接，从而避免出现漏洞等现象。

2.4膜料防渗

近年来，随着材料工程技术的不断发展，膜料防渗技术得到了较快的发展，并被广泛应用于水利工程渠道防渗施工中。膜料防渗技术材质轻、耐腐蚀性强、防渗性能好、施工简单、适应能力较强、施工成本较低，但其不耐刺、易老化、与土黏结性差，不利于边坡稳定。在渠道膜料防渗施工过程中，应保证膜料防渗的边坡稳定和膜层的绝对完整，并且在膜料铺设过程中，必须使膜料与基槽紧密吻合且平整，不要拉得太紧，将膜料留有均匀小褶皱，以增强膜料的抗冲击能力，更好的实现渠道的节水效果。

3渠道防渗设计

3.1渠道的断面的设计

防渗渠道的设计要根据灌区面积、作物布局、地下水位以及渠道地形和土壤条件等因素，通过水力计算确定渠道的断面尺寸。确定断面尺寸后，要对渠道平均流速进行复核，满足渠道不冲不淤要求。渠道的断面型式对渠道的强度、渠道的整体性和使用年限有直接影响。常用的断面型式主要有梯形断面、U型断面和矩形断面，土渠宜采用梯形断面，混凝土或石渠宜采用矩形或U型断面。U型渠道具有整体性好、强度高、各部位受力均匀、开口小、占地少等特点，混凝土板由专门的U形板成型机预制，施工方便，防冻胀效果好，多用于小型渠道。梯形渠道适用于大中型U型渠道施工机械设备短缺或无U型渠道施工条件的地区。近年来，提出了一些复合断面型式，如弧形坡脚和弧形底的梯形断面，分别适用于中型渠道和地下水埋深较浅的大中型渠道。

3.2防渗技术选择要点

要充分考虑当地的自然环境和气候条件，根据渠道的实际情况，经过方案比较，确定因地制宜的防渗方法。如严寒地带在满足渠道防渗的条件下采取渠道的抗冻胀措施、在多泥沙渠道设计中要考虑渠道的输水输沙能力、纵比降较大的渠道在防渗的同时要采取抗冲措施等。尽量选择当地资源比较丰富的材料进行防渗，以降低成本，达到经济效益与防渗效果的最大化。同时要考虑防渗效果好、经久耐用、防冻胀能力强、防淤抗冲能力高、施工方便、质量容易保证且后期管理维修方便。

3.3加强渠道管理

渠道的安全运行离不开日常的维护管理，因此要加强对渠道运行状况的观测，健全渠道的巡视检查制度，对容易出现问题的地方要重点检查，发现隐患或险情要及时报告处理。在渠道输水运行过程中，要避免过度用水导致水位超过混凝土板而通过边坡渗入地下，使渠基土被水冲刷而导致边坡防护产生破坏，同时要防止渠内水位骤升骤降，致使渠坡产生较大的水压力而破坏。在停止输水期间，要对渠内进行检查，在鼠蚁有可能出现的渠段按照蚁穴、兽洞的防治方法做好防治工作，对渠堤沿线生长的杂草进行及时清理。

总之，对于农业大国来说，加强对水利渠道的防渗设计具有极其重要的意义和价值。水利渠道防渗技术涉及到工程施工的各个方面，为保障渠道的防渗效果和使用年限，在工程建设中应严格按照水利工程防渗要求执行。

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