膜料防滲技術在水庫灌區的應用

董向陽

偃師市水利局，河南洛陽 471900

1 灌區概況

沙河三水庫灌區自1959年興建以來，受到灌區人民群眾的普遍好評。但由于當時設計標準低、工程質量差，經過40多年的運行，工程老化失修，渠道淤積、滲漏現象十分嚴重，不能正常運行，灌區水利用系數只有0.35左右，渠系水利用系數也只有0.4左右，造成了大量的水資源浪費，灌溉效益逐年衰減。為改變這種狀況，近年來，在灌區續建配套與節水改造項目的實施中，通過積極采用新材料、新技術和新工藝，節水效果十分顯著。作物復種指數由現狀的120%提高到170%，灌溉水利用系數由現狀的0.35提高到0.85。

2 防滲材料應用

沙河三水庫灌區舊渠道采用的是砼防滲材料，已損壞殆盡，通過多年的運行實踐表明，防滲效果并不佳且造價高。近年來，我們不斷總結經驗，采用了復合土工膜防滲。即一布一膜土工布。復合土工膜是一種土工合成材料，將復合土工膜鋪設在需要進行防滲處理的坡面上，上面鋪設砂墊層和C15砼，厚度一般5cm～9cm，堤頂封頂層砼形成一個整體完全封閉的防滲體系，保護膜料不被外力破壞和防止其老化以延長工程壽命。復合土工膜不僅具有防滲標準高、施工簡單、質量可靠，而且能適應較大的凍脹變形、造價低廉等優點，彌補了混凝土襯砌型式中的許多缺陷。目前，灌區干、支渠防滲工程都采用這種板膜復合結構形式，具有較好的防滲效果。

3 合理選用渠道斷面形式

沙河三水庫灌區干渠渠道選用的是U型斷面，支、斗渠選擇弧底梯形斷面。由于襯砌都是在原工程的基礎上進行的，渠道斷面尺寸、形式主要根據控制面積、各類作物種植比例及灌溉制度、渠道有效利用系數、地形和土質等因素決定。

U型斷面在水力條件和抗凍能力等方面都大大優于矩形或梯形斷面。較梯形斷面每公里輸水損失可減少4%,防滲效果最好。

弧底梯形斷面同時具備了梯形和U形斷面的優點；濕周較小，水力半徑大，過水條件好，抗凍性能高，占地少，投資省。

4 渠道伸縮縫處理

老渠道一般多采用瀝青砂膠、瀝青油氈等作為填料。但這些材料粘接強度往往不足，在發生溫度變形，止水材料與混凝土的結合面容易分離，使止水效果下降導致滲漏水。近年來經過試驗對比，在工程上我們大都采用上海盈帆環保材料有限公司生產的JS-18防水卷材，埋設于伸縮縫內，取得了較好的止水效果，并且工方便，造價低。

5 膜料防滲施工技術

復合土工膜采取邊挖、邊鋪、邊夯、邊護的區段循環作業。施工程序包括渠道斷面開挖處理、土工膜剪裁和鋪襯、保護層回填夯實等三個環節。在渠道斷面開挖處理過程中，不但要進行滅草處理，而且要把石塊、秸稈等雜物清理掉，確保基槽處理整平。膜料加工、鋪襯時根據渠道基槽尺寸加工成大幅，然后由下而上，從一岸向另一岸鋪襯，平貼渠基，不能留有氣泡，也不能拉得過緊，一定要留有小褶。最后是進行保護層的回填夯實，采用土保護層時，可用壓實法或浸水泡實法填筑，采用砂礫料保護層時要逐層壓實。這一環節很重要，直接關系到保護層的穩定性及襯砌的防滲效果。

5.1 防滲渠道基槽的清理

基槽清理是在舊渠道上進行,由于原渠道多為土渠, 首先進行清淤和清基土,再進行填筑。清除深度按浮土、雜物深度而定，一般要求30cm以上，但一定要清除干凈，若有洞穴或裂縫，應用土回填夯實或泥漿灌縫。基面不能有凹凸現象，清理好的基面要夯緊，在施工中我們采用人工夯實和機械碾壓相結合的施工方法，機械碾壓不到位的地方，人工夯實補上。夯實或碾壓時，分層壓實，每層鋪土厚30cm，壓實到21cm，土塊最大粒徑不得超過8cm，填土干容重達到1.6t/m3。碾壓工作按照進退錯距法進行碾壓，在局部區域，用打夯機夯實。填筑后，要按設計坡度進行削坡，削坡時要先粗削，然后拉繩進行細削。基槽清理后必須要保證密實平整，并滿足防滲層斷面設計要求。

5.2 膜料的加工和鋪設

1）剪裁：土工膜一般寬度為4m～6m，長度為50m～100m成卷狀，使用時，根據基槽斷面尺寸和實際情況剪裁。縱向尺寸：按基槽的斷面大小計算所需膜料的幅數。橫向尺寸：按鋪設基槽斷面的長度為一幅。

2）接縫：防滲膜的拼接方法有膠粘法和熱熔焊接機焊接法兩種。熱熔焊接機焊接的接縫強度比膠接法的高，沙河三水庫灌區近年來多采用的是雙軌熱熔焊接法，焊接時的搭接寬度一般不小于12cm。

3）膜料鋪設：保持防滲膜料的完整性，是膜料施工質量的核心問題。基槽開挖整平合格后，灑水濕潤，以保證膜料與基床能夠壓平貼緊。橫鋪時，從渠道一岸經渠底鋪到另一岸，縱鋪時，將膜料加工剪裁后，橫放在下游基槽內，然后與鋪好的土工膜或原建筑物焊接，最后鋪開拉展。我們在鋪設時，復合土工膜上面一層采用的是90g/m2～170g/m2的土工布,下面一層為不小于0.25mm厚的聚氯乙烯膜,是主要的防滲材料。

5.3 保護層回填

保護層回填時，土料一定要夯打密實，土料含水量應控制在17%左右，填土干容重達到1.6t/m3，要隨時取樣檢驗。緊挨土工膜15cm厚的保護層土料要過篩處理，顆粒粒徑小于6mm，這樣易于保護土工膜不被刺破。回填保護層護面時，一定要避免撞破土工膜。

6 結論

近年來，沙河三水庫灌區在渠道防滲襯砌工程中，積極探索采用新材料、新技術、新工藝。累計襯砌干、支、斗渠道32km。共改善灌溉面積373公頃，擴灌面積400公頃，工程的實施，大大提高了灌溉水利用率，促進了農業種植結構的調整和優化，作物復種指數由現狀的1.20提高到1.70，年節約水量約100多萬立方米，優質、高產、高效經濟作物的種植比例不斷增大，作物產量和效益顯著提高，為灌區經濟社會的可持續發展提供有力支持。

[1]婁宗秤.節水灌溉新技術——渠道防滲技術[J].農村實用工程技術，2002(5).

[2]馬愛華.克孜爾水庫除險加固F2斷層防滲墻施工方案關鍵技術探析[J].水利科技與經濟,2011(6).