【摘要】采取渠道防滲能提高渠系水的利用系數(shù)。設(shè)計(jì)一條安全、優(yōu)良的渠道工程，需要綜合分析各種因素，尤其要考慮滲漏、凍脹、沖刷淤積、鹽脹、地下水的頂托、腐蝕等不利因素，達(dá)到省工省料、安全、適用、合理的設(shè)計(jì)要求。本文主要介紹渠道防滲中的混凝土和塑膜雙層設(shè)計(jì)與施工問題。
　　【關(guān)鍵詞】渠道，防滲，混凝土，塑膜
　　1、引言
　　中國是一個水資源貧乏的農(nóng)業(yè)大國，每年農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)達(dá)到1730億m3，渠道輸水滲漏是浪費(fèi)水的主要原因，解決渠道滲漏問題是緩解中國水資源短缺的重要途徑之一。采取渠道防滲能提高渠系水的利用系數(shù)。設(shè)計(jì)一條安全、優(yōu)良的渠道工程，需要綜合分析各種因素，尤其要考慮滲漏、凍脹、沖刷淤積、鹽脹、地下水的頂托、腐蝕等不利因素，通過多方案的技術(shù)比較，達(dá)到省工省料、安全、適用、合理的設(shè)計(jì)要求。
　　2、防滲設(shè)計(jì)
　　渠道防滲是目前應(yīng)用最廣泛的節(jié)水改造措施。常見的有以減少渠床土壤透水性的塑膜、土工膜防滲措施，但由于土渠抗沖刷能力差，易淤積，所以在渠床防滲漏的措施基礎(chǔ)上采用建立不透水防護(hù)層的防滲措施，兩者結(jié)合，形成雙層防滲防護(hù)結(jié)構(gòu)。土保護(hù)層塑膜防滲渠道具有造價低、抗?jié)B能力強(qiáng)等優(yōu)，適用于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，但因其邊坡穩(wěn)定性較差，主要用于梯形斷面渠道。土料防滲和水泥土防滲雖然造價較低，但強(qiáng)度和抗沖性能不理想，在早期渠道防滲中常用。膜料防滲造價低，防滲效果好，適宜于土質(zhì)渠床防滲，但膜料容易損壞。水泥砂漿抹面防滲，雖然防滲性能較好，造價不高，但耐久性差，運(yùn)行5—8年后，防滲體隆起，與原基面脫離。混凝土防滲抗沖性能好，使用壽命平均超過四十年。目前，節(jié)水改造設(shè)計(jì)中多采用混凝土和塑膜雙層防滲渠道，其耐久性和防滲效果非常好。
　　2.1混凝土設(shè)計(jì)。混凝土以其防滲效果好、糙率小、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用在渠道防滲工程中，一般減少滲漏損失水量的85％一95％以上，可以提高輸水能力20％～30％，減少渠道的斷面尺寸和耐久性強(qiáng)的特點(diǎn)，是適用于不同的地形、氣候和使用條件的大、中、小型渠道和農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程。混凝土防滲渠道按照施工工藝分為預(yù)制混凝土渠道和混凝土渠道。預(yù)制混凝土在渠道防滲應(yīng)用中，通常用板和塊兩種。預(yù)制塊尺寸有40～50cm的方塊，也有長方形塊，根據(jù)渠道大小、搬運(yùn)方便確定。預(yù)制混凝土板防滲是近年應(yīng)用最多的渠道防滲工程措施，預(yù)制混凝土標(biāo)號C15，板尺寸(40～50)cm~(60～80)cm(6—10)cm。混凝土預(yù)制板的砌筑，首先按設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行土渠清基削坡，砌筑混凝土預(yù)制板，鋪設(shè)時，在邊坡上應(yīng)按拉好的邊坡線自下而上的鋪設(shè)，每一預(yù)制板都要放置平穩(wěn)。通常采用豎縫錯碴，橫縫相通，分層鋪砌，板與板之間留2—3em縫隙，以便勾縫。為了增加渠道邊坡混凝土板的穩(wěn)定性，防止地表逕流注入混凝土板背面，渠坡混凝土板頂端要做好壓頂封口，即在兩邊坡頂加砌一層30cm*60cm*6cm混凝土板蓋頂，也可夯打三合土后用水泥砂漿抹面封口并略傾斜，以利排水。為防止結(jié)構(gòu)破壞，一般應(yīng)每隔5～10m做一道與渠道軸線垂直、坡底連通的伸縮縫，縫寬2～3cm，伸縮縫用瀝青砂漿灌實(shí)止水。勾縫采用M100水泥砂漿。一般的做法應(yīng)該是：勾縫前，用粗鉛絲鉤或小徑鋼筋鉤、鋼絲刷清除預(yù)留縫隙(一般最少要保持2.5cm以上的勾縫深度)內(nèi)的砂子、小石或墊層的漿料，用水沖洗預(yù)留縫隙的表面，再用規(guī)定標(biāo)號的水泥砂漿勾縫，待初凝前加抹表面或用水泥涂刷，以堵塞表面砂孔。勾縫面應(yīng)與混凝土板齊平，不要勾凸縫，以免增大糙率。勾好縫后一定要灑水養(yǎng)護(hù)，防止砂漿早期干縮裂縫。這種混凝土板防滲工程投資小，防滲效果好，但勾縫多，灌漿勾縫處理不好造成滲漏嚴(yán)重，容易造成凍漲滑坡破壞，使用壽命短，年度維修費(fèi)用增大；單純使用預(yù)制板防滲已不多見。
　　2.2塑膜鋪襯設(shè)計(jì)。塑膜防滲一般均為埋藏式，以土為塑膜保護(hù)層，由于塑膜的不透水性與表面光滑，致使塑膜上面的保護(hù)層土體受力狀態(tài)發(fā)生變化。相對于渠道邊坡土層穩(wěn)定有利的滲透壓力消減，粘結(jié)力銳減，造成渠內(nèi)水位變化的情況下，塑膜上的土體受水的浮力和土體自重的影響，極易沿塑膜表面下滑，同時因滲水壓力減弱，造成抗沖刷能力減弱，因此塑膜防滲需認(rèn)真計(jì)算不同糙率時的流速，并使之小于土渠允許的不沖流速。以素土作為塑料薄膜保護(hù)層的防滲渠道，其渠道斷面結(jié)構(gòu)主要分渠基底層、塑料薄膜層、土保護(hù)層，結(jié)構(gòu)尺寸可依據(jù)渠道輸水量確定。考慮渠道單位長度的費(fèi)用組成，應(yīng)包括土方工程費(fèi)用、膜料成本費(fèi)用、土方回填壓實(shí)費(fèi)用及占用土地費(fèi)用。渠道斷面經(jīng)濟(jì)性好即為在渠道底坡、渠道表面糙率系數(shù)己知條件下，滿足渠道不沖、不淤流速要求和渠道在水位突然下降及降雨條件下的穩(wěn)定要求，使渠道的單位長度造價低。
　　3、混凝土防滲施工
　　混凝土襯砌施工方式有二種：一種是預(yù)制板襯砌．它受氣候影響小，這種方式施工的渠道接頭多，整體性差，容易破壞；另一種是現(xiàn)場澆筑，這種施工方式渠道整體性好，強(qiáng)度高，襯砌接縫少，容易管理。
　　3.1地基面的清理。現(xiàn)漿澆筑前，先把渠底及邊坡上的淤泥、雜草清除干凈，將砌體表面洗刷干凈，打掉松動、老化的勾縫，有利于混凝土與原砌石面牢固結(jié)合，清理渠坡原砌石面長度按防滲襯砌長度外延20cm。然后放樣定樁，按照設(shè)計(jì)尺寸，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行放樣定樁，牽繩掛線。
　　3.2原材料要求。現(xiàn)場拌制混凝土的粗骨料要求分配良好，質(zhì)地堅(jiān)硬清潔：細(xì)骨料采用中粗砂；水泥用符合標(biāo)準(zhǔn)R32.5普通硅酸鹽水泥，并要求具有出廠合格證；水用自來水或干凈的河水。各原料均要按規(guī)定抽樣進(jìn)行試驗(yàn)，并按比例(>30％)進(jìn)行見證．原材料檢驗(yàn)合格后方可使用。
　　3.3混凝土拌制和運(yùn)輸。施工時應(yīng)根據(jù)砂、石的含水率加以調(diào)整。拌制時拌料按粗骨料→水泥→細(xì)骨料的進(jìn)料順序進(jìn)行，并且保證混凝土拌合物的每盤攪拌時間不少于90秒(自落式攪拌機(jī))。混凝土在運(yùn)輸過程中注意預(yù)防拌和物的流失，裝料不能太滿，應(yīng)比斗車上沿低10cm。裝混凝土前，把設(shè)備上的雜物清除干凈，灑水濕潤，澆筑完畢，應(yīng)把攪拌機(jī)與斗車沖洗干凈。
　　3.4混凝土澆筑。混凝土澆筑的順序?yàn)橄惹�坡后渠底，混凝土入倉時分料要均勻。每層倉面要保持規(guī)定的厚度，采用平板式振動器進(jìn)行搗實(shí)．混凝土振實(shí)以混凝土面不再明顯下沉，沒有氣泡和開始泛漿為標(biāo)準(zhǔn)。渠坡平倉振實(shí)實(shí)要由下往上的順序進(jìn)行。混凝土澆筑時要保持連續(xù)性，如因故中止且時間超過澆筑混凝土允許間隔時間，要按施工縫處理。若雨天施工，必須及時覆蓋，防止雨水對新澆混凝土的沖刷。現(xiàn)澆完畢后應(yīng)及時收面，混凝土表面的缺陷應(yīng)用M10水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ)裝飾。
　　3.5伸縮縫施工與填充。混凝土現(xiàn)澆完畢，混凝土初凝后，每隔5米設(shè)一道橫向伸縮縫，伸縮縫力求平直美觀整齊，縫寬均勻。伸縮縫填充用瀝青砂漿，將拌制好的瀝青砂漿灌人縫內(nèi)，迅速向縫壁持壓，使填料與縫壁充分膠結(jié)。
　　3.6混凝土養(yǎng)護(hù).混凝土筑完畢，應(yīng)及時灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面的濕度，使水泥的水化作用進(jìn)行充分徹底，并防止其發(fā)生不正常的收縮裂縫，以保證混凝土達(dá)到應(yīng)有的強(qiáng)度和耐久性。一般應(yīng)在澆筑完成12小時內(nèi)開始養(yǎng)護(hù)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)時間以達(dá)到28天強(qiáng)度的60％為宜，一般不少于14天。每天澆水次數(shù)以氣候條件為準(zhǔn)，常規(guī)每天不少于3次。
　　4、塑膜防滲渠道施工
　　塑膜防滲槊道的施工程序大致可分為渠道基槽開挖、基槽整修、鋪膜回填(整修)三個步驟。渠道防滲施工，一般作業(yè)線較長．均為大規(guī)模群眾性施工。嚴(yán)密的施工技術(shù)指導(dǎo)和各道工序嚴(yán)格質(zhì)量檢查驗(yàn)收是渠道防滲達(dá)到預(yù)期效果的關(guān)鍵。在整個施工過程中必須建立一套嚴(yán)格的施工規(guī)范(方法)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，每一道工序必須有專人施工技術(shù)指導(dǎo)和驗(yàn)收，未驗(yàn)收合格不得進(jìn)行下一道工序。
　　4.1基槽機(jī)械施工。機(jī)械(挖掘機(jī))按設(shè)計(jì)放線先把渠床內(nèi)大部分土方挖出并堆放在預(yù)修渠堤位置處，渠床(基槽)土方一般不夠，須挖掘機(jī)直接外吊挖夠。大量缺土須補(bǔ)夠然后人工整修、鋪膜、回填達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械施工的關(guān)鍵是要保證人工整修時不得大量多土或缺土，標(biāo)準(zhǔn)是：基槽要達(dá)到85—95全長不多不欠土，回填整修后渠堤外坡一邊土方不得多(欠)土方量1.5m3。機(jī)械施工的目的在于節(jié)省勞力，提高工作技率，須有經(jīng)驗(yàn)的施工技術(shù)人員指導(dǎo)施工。
　　4.2基槽整修、鋪膜回填整修成形。基槽整修是保證防滲質(zhì)量的關(guān)鍵，底寬、開口、鋪膜高度及內(nèi)坡平整度必矯選到設(shè)計(jì)標(biāo)；偏差值滿足要求，經(jīng)過施工員驗(yàn)收后方可鋪膜。鋪膜前必須清除基槽內(nèi)草根雜物，挖除樹根以免剌破薄膜，粘土疙瘩要打碎，鋪膜時要自渠道下游向上游，由渠道一岸各另一岸鋪設(shè)上游一幅壓下游一幅扣接好，扣接寬度15—20cm，中間接縫也按相同方法扣接好。塑膜不要繃得太緊，要留3—5%的褶皺，塑膜底下的空氣要排出，渠堤內(nèi)坡水平壓膜寬度25—30cm，嚴(yán)禁半邊開挖，半邊鋪膜，確保鋪膜質(zhì)量。
　　4.3保護(hù)層回填要選擇細(xì)碎牯性土或砂壤土。嚴(yán)禁鹽堿土回填及大塊粘土疙瘩沿內(nèi)坡薄膜面滾下以免砸碎薄膜，樹根雜物要拾盡，最好采用分層夯實(shí)，每層20—25cm，土壤含水率在19—20%為佳，保護(hù)層回填每20m要按成形斷面尺寸拉線控制，要做到“六面平、七線直”。基槽和成形斷面高程驗(yàn)收均采用水準(zhǔn)儀。防滲渠道對進(jìn)口、彎道及建筑物上下游易受沖劇的渠段，要采取相應(yīng)的防沖、護(hù)坡、消能措施。
　　
　　防滲渠道不僅可以節(jié)約用水，控制地下水位，而且能夠減少清除淤泥工程量，節(jié)省勞動力，達(dá)到提高水的利用系數(shù)。我國在渠道防滲技術(shù)及其工程應(yīng)用方面已有長足的發(fā)展，隨著各項(xiàng)新技術(shù)的發(fā)展，就要求我們在實(shí)際工作中要根據(jù)實(shí)際情況，因地制宜的選擇合適的防滲技術(shù)和材料，這樣才能提高水資源的利用率，使防滲技術(shù)有效的發(fā)揮作用。