石堡川灌區渠道防滲技術探討

秦 濤

（渭南市石堡川水庫灌溉管理局 陜西 澄城 715200）

渠道防滲處理是提高渠道水的利用率的有效途徑，也是增強渠道行水安全的主要措施。石堡川灌區地處暖溫帶氣候，冬季寒冷，夏季酷熱，渠道有著不同程度地凍脹現象，加之工程建設于上個世紀六七十年代，建設標準低，工程“跑、冒、滴、漏”已成為灌溉管理工作的軟肋。本文對渭南市石堡川灌區渠道現狀和存在問題進行客觀分析，總結灌區在渠道防滲處理時材料選擇和技術處理，旨在推動灌區提高渠道水利用系數，為區域農業增產和農民增收更好地發揮骨干工程整體效能。

1 灌區概況

石堡川灌區位于關中平原與陜北黃土高原接緣地帶，灌區配套干渠1條，長38.7km；支渠8條，分支渠12條，長245.2km；斗渠397條，干斗23條，長465.4km。耕地面積76萬畝，控制面積52萬畝，設施灌溉面積40萬畝，有效灌溉面積31萬畝，承擔著延安、渭南兩市的洛川、白水、澄城、蒲城4縣18個鄉鎮180個行政村的農田灌溉和30萬人的飲用水任務。灌區運行四十多年，總引水量5.12億m3，灌溉面積640萬畝次，累計創造社會效益30余億元。改變了傳統的旱作農業習慣，農村產業結構調整迅速，糧經比例由開灌前的9∶1提高到5∶5，復種指數達到1.6，灌溉效益十分顯著。

2 灌區渠道現狀及存在問題

2.1 灌區田間配套差

石堡川工程建設于上世紀六七十年代，屬邊設計、邊勘測、邊施工的“三邊”工程，灌區干支渠工程設計標準低，建造質量差，工程遺留問題較多；田間工程由當地政府實施，配套不到位，加之四十多年運行，工程老化、失修毀壞嚴重，灌溉期間“跑、冒、滴、漏”時有發生，致使灌溉水浪費嚴重，阻礙農業增產、農民增收和灌區經濟發展。

2.2 凍脹使渠道滲漏更為嚴重

近年來灌區續建配套與節水改造項目逐步實施，渠道防滲技術得到了推廣應用，但灌區冬季嚴寒，夏季酷熱，凍脹因素使渠道不同程度出現水平裂縫、預制板鼓起等現象，加速了防滲工程老化失修。

3 渠道防滲技術在灌區的應用

3.1 渠道防滲斷面結構形式

設計流量大于9.0m3/s，選擇弧形坡腳梯形斷面或梯形斷面；設計流量在3m3/s～9.0m3/s時，選擇弧形坡腳梯形斷面或弧底梯形斷面；設計流量在1m3/s～3m3/s時，選擇弧底梯形斷面或U型斷面；設計流量小于1.0m3/s時，選擇U型斷面。通過近幾年砼渠道施工對比發現：U型斷面較梯形斷面每公里輸水損失可減少3.7%，凍脹程度僅為梯形的1/3～1/4，是渠道防滲處理最佳選擇方案。

3.2 防滲材料

采用復合土工膜防滲，即一布一膜土工布。由于其抗拉強度較高，抗穿透能力和抗老化性能好，可不設過渡層；土工布表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或澆筑砼板。支渠防滲采用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層，厚度一般7cm～10cm。用此技術處理后的渠道，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，是土渠（不防滲）的1/21。延長了渠道的工程壽命。比如明鋪式膜料防滲，使用時限在30年以上。同時膜料防滲層可以保溫，從而減輕凍脹破壞，使砼保護層裂縫減少，延長了工程壽命。購買土工布的投資雖較減薄砼節約的投資稍高，但其減輕了凍脹破壞，減少了維修費和管理費。

3.3 伸縮縫止水材料

在灌區石索雙曲拱渡槽改造加固中，灌區采用“賽柏斯”水泥基滲透結晶型混凝土系列防水材料對內外表面進行涂刷。該產品具有獨有的活性化學物質，利用水做載體，借助滲透作用在砼的微孔及毛細管中傳輸、充盈，形成不溶于水的枝蔓狀結晶并與砼結合成整體，從而能永久性地防水和保護鋼筋，同時可以顯著地增強砼的結構強度。通過處理的灌區石索雙曲拱渡槽，防滲效果明顯。

4 施工中幾個技術處理問題

4.1 防滲渠道基槽的填筑與開挖

灌區渠道襯砌均是在舊渠道上進行，一般施工是在非灌溉季節，對大于2.0m3/s干、支渠工程或有防凍要求的工程，采用換填土等方法。同時由于全渠槽填筑土方量較大，故采用局部填筑補齊的方法進行填筑，填筑面寬度應較設計加寬50cm上，以滿足蛙式電夯機的正常工作面，開挖時僅開挖填筑時加寬的50cm的部分土體，然后按整修渠槽的方法修整渠道基槽，直至達到設計要求為止。在填筑過程中，對渠基含水量大，采用抽排、翻曬等方法使基土風干。對流量小于2.0m3/s的支渠及斗、分渠，首先進行清淤和清基土，再分層夯實至設計高程，用U形開渠機進行開挖，達到防滲層斷面設計要求。

4.2 土工膜的加工和鋪設

該工序包括剪裁、接縫、鋪設等項工作。復合土工膜規格為一布一膜，其中上面一層為100 g/m2～150g/m2的土工布,下面一層為不小于0.25mm厚的聚氯乙烯膜。成卷的土工膜料應根據鋪膜基槽斷面尺寸的大小及每段長度剪裁，剪裁長度應以其大塊膜料為主，并兼顧便于搬運和鋪設；在膜料連接時，灌區改簡單的搭接及粘接劑粘接為機器雙焊縫焊接，搭接寬度一般不小于10cm；在鋪膜時基槽表面灑水濕潤，以保證膜料緊密貼在基床上。同時應注意鋪設速度和砼鋪砌或澆筑的速度相配合，當天鋪膜，當天澆筑好砼板，以免膜料裸露時間過長。

4.3 砼板安砌、澆筑

為確保砼渠道防滲效果及耐久性，除了正確合理的設計外，還必須提高施工技術水平，確保施工質量，做到優質、經濟、安全。上個世紀90年代U型渠道襯砌機在灌區已得到廣泛應用，1992年灌區對U型渠道襯砌機進行改進，在生產廠家技術幫助，根據灌區實際，制作出CU4型渠道砼襯砌機，修正了土模、澆筑成型、振搗密實問題，切縫和渠道壓邊等工序連續一次完成，提高了渠道襯砌的速度、降低了工程造價，使渠道防滲工程施工已向半機械化和機械化發展；在斗、分渠施工中，灌區用襯砌預制板振動臺技術進行渠道襯砌，該技術采用聚氯乙烯雙層內膜工藝，實現全U型、半U型平板等各種構件的工廠化生產，保證了渠道防滲預制構件質量、強度，提高了生產效率，降低了工人的勞動強度及生產成本，更突出降低了預制板的糙率，加快了工程的建設速度；在支渠工程施工中，為適應沉降變形破壞，弧底均采用C15砼現澆，坡板為預制板。厚度一般7cm～8cm。預制板采用工廠化生產提前預制，解決了現澆砼由于不均勻沉陷等原因造成的難以避免的裂縫。在安砌時，采用滑道就位，保護土工膜完整性，在基礎穩定后，采用SDQHZ(大弧底形)襯砌機進行渠底整體現澆。該機械是集砼振搗、模具、成型于一體的行進形組合襯砌機，解決了因砼入倉振搗不及時而形成的砼脫水、振搗不均勻、密實度差、砼成形不規格、易變形、伸縮縫需二次施工等缺陷，具有砼入倉路徑短、振搗充分均勻、砼板成形規格、砼板原漿收面、伸縮縫同步密實嵌入、省工、省料、易于操作等突出功能，適應于內坡比1∶1～1∶1.25之間的各種渠道的砼襯砌；干渠工程采用弧腳梯形及梯形兩種斷面，利用SDQTZ(梯形)襯砌機進行機械化施工，對于弧腳梯形，僅對襯砌機面板橫管架稍做變動，同樣可以適用。

5 防滲效果及結論

石堡川灌區在渠道防滲襯砌工程中，積極采用新材料、新技術、新工藝和新設備，取得明顯成效。近幾年累計襯砌干、支渠道148km，中低產田建設43處，襯砌斗分渠200多條，共316km。工程的實施，大大提高了灌區渠系數利用系數及灌溉水的利用率及水分生產率，輸水能力逐年增加，年節約水量約700多萬m3，節水效果十分顯著，改善灌溉面積194萬畝，擴灌面積3萬多畝，對提高灌區抗御自然災害的能力、促進灌區農業結構調整和農業增產、農民增收，實現灌區水資源的合理配置，保障農村經濟的可持續發展起到了一定的作用。另外，新材料、新技術、新設備的應用，對提高防滲工程質量、加快施工進度，降低工程造價和提高工程效益起到了良好的作用，為今后灌區渠道防滲工程技術向機械化乃至灌區實現水利現代化奠定了堅實基礎。陜西水利