淺談渠道防滲工程措施及其施工技術

劉 興 王 信

（1.清澗縣水土保持工作站 陜西 清澗 718300；2.榆林市水利工作隊 陜西 榆林 719000）

1 引言

目前農業節水灌溉正在成為農業生產和現代農業發展先進水平的標志，越來越受到農業管理部門和專業人士的廣泛關注。渠道防滲是提高農業用水的綜合利用程度、節約灌溉用水、挖掘水源潛力、擴大灌溉面積行之有效的措施。據文獻資料，由于缺少渠道防滲措施，目前我國渠道灌溉用水利用系數很低，較好的大、中型灌區為0.55～0.65，一般的大、中型灌區在0.5以下，而差的僅為0.24～0.32，水量損失普遍在一半以上，更有甚者達到70%～80%，這樣不僅浪費了灌溉水量，相對縮小灌溉面積，還提高了地下水位，導致土壤鹽堿化及漬害的發生，嚴重影響著農業生產。積極推進渠系防滲以減少輸水損失的主要技術措施，仍為今后節水灌溉發展的主要方向。

為了減少渠道水量損失，各地廣泛采取渠道防滲措施，取得了明顯的效果。在清秀渠灌區采用三合土、塊石、混凝土等不同材料襯砌了24km的干、支渠道，不僅水量損失大大減少，且改善渠床基本條件，減小了糙率（糙率由襯砌前的0.025減小至0.014～0.016），提高了渠道輸水能力。渠系灌溉用水利用系數也從1975年的0.47提高到目前的0.68左右，提高效果非常顯著。筆者根據近三年來在清秀渠灌區渠道改造的施工經驗，就渠道防滲工程措施及其施工技術進行總結，以供類似工程參考借鑒。

2 渠道防滲形式及施工技術

灌區渠道防滲工程措施種類眾多，主要是通過改變渠床土壤滲漏性能和渠床上加做防護層（即襯砌護面）來實現。根據不同地區氣候條件、地質條件、土質條件等因素的空間分異特性，可分為土料夯實防滲、土料防滲、混凝土護面防滲、塑料薄膜防滲、砌石襯砌防滲等。

2.1 土料夯實防滲

土料夯實防滲即是采用人工或機械對渠底和內坡進行夯實，增加渠床土壤密實度，減小土壤透水性。這種措施適用于田間支渠防滲施工，它具有造價低、適應面廣、施工簡便和防滲效果好等優點。

土料經過夯實后，土顆粒間接觸點增多，通過薄膜水化學反應形成膠體溶液，強化了土顆粒之間的相互粘結，形成更加密實的土體結構，從而達到防止和減少水的滲漏。經過夯實的渠道，一般可減少滲漏量1/3～2/3。陜西省水利科學研究所的試驗表明，如僅將渠底黃土夯實（影響深度30cm～40cm），每公里渠道的滲漏損失可由原來的2.42%減少到1.6%，減少滲漏量34%；如將渠底翻松夯實30cm～50cm再夯實后，滲漏損失可由原來的每公里3.3%減少到0.9%，減少滲漏量70%；如全斷面夯實（底30cm，坡50cm），則滲漏量可由原來的每公里3.3%減少到0.13%，減少滲漏量90%。

施工中應注意在夯實渠道土料之前，首先必須將其內雜草和其它污物清除干凈，最重要的是要嚴格控制土料的含水率，它是減少滲漏的關鍵因素。只有嚴格控制土壤含水率使之接近最優含水率，才能獲得最大的干容重和最小的透水性。土壤最優含水率可通過現場試驗確定。

2.2 土料防滲

土料防滲即是在渠床面上鋪一層一定厚度的粘性土、粘砂混合土、灰土、三合土和四合土等材料，夯實或碾壓后形成一層緊密的土料防滲層，以減少渠道在輸水過程中的滲漏損失。渠道土料防滲的工程措施主要適用于渠道內水流流速較低的小型渠道及農、毛渠等。具有投資少、見效快等優點，但抗凍性能、耐久性能差。

施工時也應首先清除掉渠底和渠坡上的含有機質多的表層土和草皮、樹根等雜物，然后選擇合適的土料、石灰以及摻合料，土料應經過粉碎、過篩，其粒徑不超過20mm，石灰粒徑不超過5mm。經過試驗選定防滲土料的配合比，并嚴格控制土料的最優含水率，土料拌合后的含水率與最優含水率的偏差不超過1%。根據土料種類的不同，渠床面上所鋪土料厚度也有所不同，一般渠底鋪土厚度10cm～40cm，渠坡鋪土厚度10cm～60cm。當鋪土厚度大于15cm時，應分層鋪筑碾壓或夯實。渠道土料防滲工程措施一般可減少滲漏量60%～90%。

2.3 混凝土護面防滲

混凝土護面防滲即是將一定厚度的混凝土鋪設在渠床表面，形成一層透水性很小的混凝土防滲層，以減少渠道在輸水過程中的滲漏損失。混凝土護面防滲在大中型渠道中均可采用，其防滲效果好，可減少滲漏損失85%～95%以上。混凝土護面防滲耐久性好、壽命長，一般可運用50年以上，混凝土護面糙率小，可加大渠道水流流速，縮小斷面，節省渠道占地，另外混凝土護面強度高，防破壞能力強，便于管理，但其造價相對較高。

混凝土襯砌厚度應根據基層的不同情況，結合渠道流量大小，確定不同的襯砌厚度和施工工藝。當基層為砂礫土、礫土、風化（有裂隙）巖石且流量小于2m3/s時，混凝土襯砌厚度采用3cm～6cm，當流量大于2m3/s時，混凝土襯砌厚度采用4cm～10cm，若混凝土襯砌厚度小于5cm可采用壓力噴射法施工。當基層為密實的砂壤土、砂土或挖方渠段且流量小于2m3/s時，混凝土襯砌厚度采用4cm～8cm，當流量大于2m3/s時，混凝土襯砌厚度采用6cm～12cm，同時應注意對基層要進行礫石墊層處理。當基層為黃土、輕壤土或填方渠段且流量小于2m3/s時，混凝土襯砌厚度采用4cm～8cm鋼筋混凝土，當流量大于2m3/s時，混凝土襯砌厚度采用6cm～10cm鋼筋混凝土，同時應考慮防凍脹措施。

為方便施工，混凝土護面的渠道斷面一般采用梯形或U型，混凝土標號采用C10～C20，同時應布置適當間距的縱向、橫向伸縮沉陷縫，以適應其變形，沉陷縫縫寬一般為1cm～1.5cm。

在地下水位較高的渠段，為了減少對護面的浮托力，使混凝土板受力均勻，防止發生裂縫和滑坡現象，還應設置排水墊層，厚度采用10cm。

2.4 塑料薄膜防滲

近年來，隨著塑料化工的發展，不少地區已廣泛采用塑料薄膜鋪襯在渠床上，并在薄膜上覆蓋約30cm厚的當地土料，取得了良好的防滲效果，特別是在凍土土方渠段中效果最為明顯。

為了不污染水質，目前多采用無毒聚氯乙稀薄膜，它具有體輕、柔性好、抗凍性能好、價格低等優點，鋪設時要注意清理渠道表面，同時應在薄膜表面鋪設保護層，做好保護層的設計和回填夯實是十分重要的工作，一般每次回填厚度為20cm。

用塑料薄膜進行渠道防滲優點很多，主要是防滲效果好、重量輕、造價低、運輸方便、施工簡單、抗腐蝕性強，特別是在小型渠道襯砌中，是一種值得推廣的施工工藝。用塑料薄膜防滲，每平方米工程造價約為混凝土襯砌投資的1/5～1/10。

2.5 砌石襯砌防滲

砌石襯砌防滲即是將石料漿砌或干砌勾縫鋪設在渠床表面，形成一層不易透水的石料防滲層，以減少渠道在輸水過程中的滲漏損失。渠道采用砌石襯砌防滲工程措施后，防滲效果較好，可減少滲漏量50%左右，且抗沖流速大、耐磨能力強，抗凍和防凍害能力也得到大大提高，適用于石料豐富的地區。

砌石襯砌大多采用塊石、條石、片石，最好用漿砌，但為了降低成本也可以用干砌。采用漿砌塊石防滲時先將石料用水洗刷干凈，兩邊面石砌好后，在其中倒入砂漿，砂漿厚度一般為每層厚度的1/4～1/3，然后填塞碎石塊進行灌漿；砌筑塊石或片石時，應注意將模縫與縱縫相互錯開，砌體應灑水養護7d；在地下水位較高的地區，應在砌體下設排水孔。采用干砌塊石防滲時，應先將渠床清理干凈，并進行平整和夯實，在渠底鋪一層約5cm厚的沙漿墊層，然后將石塊放平穩，并用碎石塞緊。襯砌的石料要求質地堅硬，塊石襯砌的厚度一般為20 cm～30cm；條石襯砌一般要求長40cm～50cm，寬30cm～40cm，厚8cm～10cm；片石襯砌要求面大、平整，厚度要求不是十分嚴格的。

3 結語

渠道防滲工程措施是灌溉節水的關鍵，也符合目前社會所推行的用水理念。根據實際工程的特性選擇與之相適應的渠道防滲形式尤為重要。本文介紹了幾種常用的渠道防滲工程措施及其施工技術，供類似工程借鑒參考。陜西水利