閆潭灌區輸水渠襯砌型式選擇的探討

郭瑞文

(菏澤市閆潭灌區水利管理處 274000)

菏澤市閆潭引黃灌區始建于1982年，位于菏澤市西南部，設計灌溉面積6.67萬 hm2，設計引水流量80m3/s，送水干線總長133km。灌區內現有干、支渠68條，總長390.5km，干支級建筑物433座。灌渠內的骨干渠道現大部分為土渠，襯砌率低，淤積嚴重，跑、冒、漏現象嚴重。渠床游蕩，沖刷嚴重，彎道多，險工時常發生。對渠道進行防滲不但可以杜絕群眾亂扒渠道引水澆地現象，而且有利于渠坡穩定，減少滲漏，增大輸水能力，對渠道清淤、襯砌和護險是必要的。自2006年閆潭灌區進行續建配套與節水改造以來，共投入中央預算內資金4861萬元，完成閆潭輸水渠防滲襯砌29km，改建建筑物26座。閆潭輸水渠經過防滲襯砌，取得了較好的節水效果。

1 渠道襯砌防滲材料

目前渠道防滲的工程措施很多，按防滲材料可分為土料、水泥土、石料、混凝土和瀝青混凝土、瀝青玻璃纖維布油氈及塑料薄膜等，各種防滲材料的特點、適用條件、適用年限、防滲效果等都不相同。

1.1 土料防滲

土料防滲包括黏土夯實、灰土、三合土、黏砂混合土等防滲措施。土料防滲效果較好，技術較簡單，易于掌握且造價低，但抗凍性、耐久性、防沖性能差，允許流速低，質量不易保證，不適宜機械、水力清淤及缺乏黏土資源的地區。

1.2 水泥土防滲

水泥土防滲是利用土料、水泥和水拌和而成作為防滲材料的一種防滲措施。其防滲效果較好，施工較簡單，造價較低，但早期強度和抗凍性較差，適于氣候溫和地區的3～5級渠道襯砌，對耐久性要求較高的明渠，宜用塑性水泥土，表面再用水泥砂漿、混凝土預制板、石板等作保護層。

1.3 砌石防滲

砌石防滲的抗凍、抗沖、耐磨、耐久性較好，使用年限較長，具有較強的穩定渠道作用，施工較簡單，但不易采用機械化施工，施工質量較難控制，會影響防滲效果，造價相對較高，適用于石材來源豐富的地區。

1.4 混凝土防滲

混凝土防滲是利用預制、現澆或噴射混凝土襯砌渠道的一種防滲措施，具有防滲效果好，抗凍、耐久性好，糙率小，允許流速大、強度高，便于管理，適用性廣泛的優點，但適應變形能力差。

1.5 塑膜防滲

塑膜防滲是利用塑料薄膜、復合土工膜等土工織物來減少或防止渠道滲漏損失的技術措施。其防滲效果好，適應變形能力強，質量輕，用量少，施工簡單，工期短，造價低，耐腐蝕性強，有保護層時，只要精心施工，確保質量，保護層完好，其使用壽命可達30年以上。土工膜料防滲常用于地下水位較低且有保護層的防滲結構，保護層一般采用土料、混凝土等。

2 閆潭輸水渠防滲襯砌型式

根據幾種防滲材料的適用范圍，針對閆潭灌區的具體特點，閆潭輸水渠主要采用漿砌塊石防滲、渠底水泥土渠坡砂漿墊層混凝土預制板防滲和渠底水泥土渠坡復合土工膜混凝土預制板防滲等三種型式。

a.漿砌塊石襯砌防滲，主要應用于渠道沖刷較嚴重的彎道及節制建筑物部位。漿砌塊石襯砌就是將塊石直接砌筑在修整好的渠床上。其主要優點有:抗沖流速大，耐磨能力強;抗凍和防凍脹能力較強;防滲效果好;在正常的情況下可運用25～40年。缺點是:施工質量較難控制，不能就地取材。2009～2010年灌區續建配套與節水改造工程施工中，趙王河彎道及黃蔡河彎道由于沖刷嚴重，采用了漿砌塊石防滲襯砌，有效地保證了彎道渠坡的穩定性。

b.渠底水泥土防滲和渠坡復合土工膜混凝土預制板襯砌防滲。渠底是水泥土防滲，渠坡采用6cm厚混凝土預制板，下鋪復合土工膜。其主要優點有:防滲效果好，一般能減少滲漏損失90%以上;耐久性好，在正常情況下，可運用20～30年以上;糙率小，一般為0.016～0.018，可減少沿程水頭損失，允許流速大;強度高，便于管理;適應性廣泛，混凝土具有良好的模塑性，可根據設計要求制成各種形狀。閆潭輸水渠0+000～23+344段渠道屬地上渠，地下水位低，土壤滲透系數大。2006～2008年灌區續建配套與節水改造工程施工中，采用渠底水泥土防滲和渠坡復合土工膜混凝土預制板襯砌防滲，大大提高了輸水效率，節約了水資源。

c.渠底水泥土防滲和渠坡砂漿墊層混凝土預制板襯砌防滲。渠底是水泥土防滲，渠坡采用6cm厚混凝土預制板，下鋪5cm厚水泥砂漿。其主要優點有:防滲效果好，耐久性好，糙率小，強度高，便于管理;適用于地下水位較高，滲透系數較大的渠道。閆潭輸水渠23+334～133+058段渠道屬灌排兩用渠道，地下水位高，土壤滲透系數大，2010年灌區續建配套與節水改造工程施工中，采用渠底水泥土防滲和渠坡砂漿墊層混凝土預制板襯砌防滲，大大提高了輸水效率，節約了水資源，又利于地下水較高時排滲，有效地保護了混凝土板護坡的穩定。

3 襯砌防滲斷面構造設計要點

干渠襯砌斷面型式均為梯形。根據《灌溉與排水工程設計規范》(GB 50288—99)和《渠道防滲工程技術規范》(SL 18—2004)的有關要求，并結合項目區具體情況，經過經濟技術比較分析，閆潭輸水渠中、下游因承擔著排澇任務，計劃襯砌高度3m，東明總干渠襯砌高度2m，均采用長50cm、寬30cm長方形混凝土預制板襯砌，厚6cm，強度等級C25，抗凍等級F150，抗滲等級W6，下鋪5cm厚水泥砂漿，每8m設伸縮縫，內填3cm瀝青砂漿和3cmPT膠泥;在多年水位變化區設一排帶孔C25混凝土預制板排滲，板下鋪土工布和10cm厚砂石反濾層;襯砌段內橋下因有柱不便施工，采用漿砌石襯砌，厚30cm;底部齒墻為500mm×500mm的M10漿砌石砌筑，頂部采用C15混凝土沿石封頂，尺寸為300mm×200mm;渠底采用10cm厚水泥土護底，每5m設一道PT膠泥縱、橫伸縮縫，內填5cm瀝青砂漿和5cmPT膠泥。水泥土28天抗壓強度不小于3.5MPa，抗凍等級不低于F120，滲透系數不大于1×10-6cm/s，水泥用量為10%，含水率根據規范要求試驗確定。

為了方便群眾安放水管澆地和打藥取水，襯砌護坡段每隔500m設一道0.8m寬漿砌石踏步臺階。砌石踏步做法為30cm厚漿砌塊石基礎，上用20cm×80cm×50cm細料石砌筑踏步，踏步兩側為10cm×40cm細料石砌沿。砌石踏步路沿石上沿與渠道護坡面相平。

3.1 排滲設置

總結以往防滲襯砌工程經驗，2009年灌區續建配套與節水改造工程施工中，閆潭輸水渠在樁號35+509以下采用渠底水泥土防滲和渠坡砂漿墊層混凝土預制板襯砌防滲，在距離渠底0.5m處多年水位變化區設一排帶孔C25混凝土預制板排滲，板下鋪土工布和10cm厚砂石反濾層，取得了顯著效果。經過兩個汛期雨水的洗禮，沒有出現混凝土板鼓脹滑脫現象。

3.2 伸縮縫布置

在以往防滲襯砌工程中，為節省費用，渠坡縱向伸縮縫一般18m設置一道，PT膠泥填實，由于受溫度變化的影響，加上混凝土本身的收縮，混凝土板沿縫鼓脹破壞。通過吸取以往教訓，2009年以來，在混凝土板防滲襯砌中，護坡每8m設一道伸縮縫，內填3cm瀝青砂漿和3cmPT膠泥，水泥土護底每5m設一道縱、橫伸縮縫，內填5cm瀝青砂漿和5cmPT膠泥，這樣有效地解決了混凝土板和水泥土因伸縮縫設置不合理導致的破壞。

3.3 預制澆混凝土板防滲襯砌施工

混凝土板防滲襯砌施工工藝包括:施工準備、鋪工放線、混凝土板安裝、勾縫、養護。

a.施工準備:渠道防滲工程施工前，應進行詳細的施工組織設計，充分做好施工場地的布置以及施工用電、用水、道路及排水等準備工作。

b.渠道襯砌放樣:施工前應根據高程及坡度要求做好平面控制、高程控制等有關測量放樣，應設置牢固的中心樁和高程點，中心樁在直線段每50m一個，彎道處20m一個，高程點每300m一個。為確保襯砌滿足要求，施工放樣應在一岸設主控線，另一岸襯砌頂肩設副控線，并設坡角線及腰線共6條控制線。

c.坡面整理:徹底清除渠道內草皮、腐殖土、垃圾及隱藏的暗管、磚石等。閆潭輸水渠沿線土質多為砂壤土或粉細砂，應嚴格將土壤含水量控制在適宜范圍內，在土壤比較干燥時可以采用灑水的方法調節土壤含水量，對于含水量較大的土質可采用排水、灑水、換土或者摻入灰土的辦法達到調節土壤含水量的目的。

d.混凝土板安裝:混凝土板運至施工現場后應組織安裝。安裝前先鋪5cm砂漿，找平后按控制線安裝混凝土板，上下錯縫，縫寬2～2.5cm。安裝過程中應用標尺嚴格控制坡面平整度。

e.勾縫及養護:混凝土板安裝完成后，應把表面清掃干凈及時勾縫。采用細砂和較小的水灰比，灰砂比控制在1∶1～1∶2之間。勾縫寬度為20～25mm，勾縫前必須將槽縫沖洗干凈，不得殘留灰渣和積水，并保持縫面濕潤。勾縫砂漿必須單獨拌制。當勾縫完成和砂漿初凝后，砌體表面應刷洗干凈，至少用浸濕物覆蓋保持21天，在養護期間應經常灑水，使砌體保持濕潤，避免碰撞和振動。

4 結語

閆潭輸水渠混凝土板防滲襯砌是渠道提高輸水能力和農業節水灌溉的有效途徑，研究、改善混凝土渠道防滲襯砌的設計和施工工藝是灌區節水改造的重點。在今后的工作中，我們將密切關注國內外先進的渠道防滲襯砌設計經驗和灌溉管理模式，努力消化吸收，把閆潭灌區的節水灌溉技術提高到一個新臺階，力爭達到國內先進水平。?