土工膜在渠道防滲節水改造工程中的應用

陳淑華

寧安市樺樹川灌區中心水利站

土工膜在渠道防滲節水改造工程中的應用

陳淑華

寧安市樺樹川灌區中心水利站

渠道在我國當前的農業生產中越來越受到人們的重視，其對于促進農業生產和發展有著重要的作用與意義。然而我國作為一個水資源緊張，且用水量大的國家，在農業生產中由渠道造成的水資源浪費也較為嚴重，因此在目前的社會發展中實現渠道的節水、節能和防滲已成為農業灌溉中人們關注的主要重點。土工膜作為渠道工程中最常見的材料結構之一，越來越受到人們的青睞。本文就復合土工膜在渠道防滲節水改造工程中的應用進行探討，并提出了需要注意的事項。

復合土工膜；渠道；防滲；節水

1、前言

水資源污染和能用水緊缺已成為世界性問題之一，在我國也同樣面臨著水資源短缺問題，因此在目前社會發展中，節約用水已成為關乎國計民生的重大事件，與此同時節水、節能的農業灌溉技術也成為工作人員研究和關注的熱點話題之一。我國存在著人多、地少、水資源短缺的現狀，同時更是面臨著眾多自然災害的影響與威脅。經過多方統計數據總結得出，當前，我國人均水資源總量僅僅為2300m3，僅占世界人均水平的1/4，被列為世界主要貧水國家之一。然而我國又是一個農業大國，農業發展與生產離不開水資源，干旱缺水現象已成為目前影響我國農業發展的關鍵。近年來，國家政府與相關人員對于節水概念相當重視，發展節水農業也成為新世紀農業發展的新方向。渠道防滲工程技術作為節水農業的重要組成部分，其在工作中節水灌溉的應用有著重要作用與意義。

2、節水渠道概述

節水渠道是我國目前農業生產的核心，也是主要的農業基礎設施建設項目之一。目前我國社會發展中，已建成節水防滲渠道為55萬km，僅僅占據農業灌溉渠道綜述的1/5，其中有80%以上的渠道仍然是以傳統的渠道為主，未曾在上面設置任何防滲和節水措施。經過多年數據的統計與總結，我國目前每年農業灌溉渠道中所造成的水量損失高達1734．62億m3，占據我國總用水量的45%左右，不但造成嚴重的水資源浪費，同時也給農業生產和人們生活帶來了極大的影響。渠道防滲工程技術作為一項新興的技術方式和措施，在工作中是通過杜絕和減少渠道深入渠床而造成大量的水資源浪費與流失的新技術，在工作中力求以最低的經費投入來保證最佳的經濟效益和工作流程。渠道防滲節水工程改造主要目的在于長期保持將水量盡可能的全部輸送到所需要灌輸的田間，進而達到高收入、低投入的目的。當前常見的節水防滲渠道主要有土料防滲、水泥土防滲、砌石防滲和膜料防滲等。

3、灌區渠道節水防滲改造工程現狀

由于我國在地形和氣候因素的影響，使得我國在目前的渠道建設中還存在著諸多的問題與不足，大部分地區的水資源綜合應用還存在著不足和差額較大的隱患。這種社會現狀的存在造成了嚴重的水資源浪費和隱患，同時也制約著我國農業生產和發展。在我國在當前的渠道建設中，大部分地區的水資源綜合利用非常低，造成我國渠道水資源的短缺，因此在其施工的利用的過程中對渠道工程施工利用的不夠，有的渠道由于長期使用缺乏相應完善的檢修維護制度措施，出現了其在水資源利用中的各種滲透問題嚴重，甚至是出現長期不維修和不處理的現象，因此在這些水渠應用中其各種問題不斷的涌現而出。我國絕大部分土渠其平均灌溉水利用系數僅為42．89%～45．31%，這個數據體現出了當前我國水資源的利用情況和利用分析現象，在當前的水資源利用過程中是主要的分析和利用措施以及現象因素。土工膜防滲材料不僅可以取得很好的防滲效果，更是在當前施工的過程中施工結構簡單，方便，其工程造價的整體性高，經濟性能活躍的優勢，能夠保證解決水渠滲透問題的良好及時解決方法和方式。

4、節水防滲方案的選擇與標膠

在工程實踐中，灌區渠道防滲節水加固修復方案通常包括將破損渠道拆除重建、在原渠道混凝土襯砌板上采取現澆混凝土套襯的節水防滲加固方案、以及直接在原襯砌板上明鋪防滲性能非常良好的復合土工膜進行防滲節水節能加固修復。在結合該灌區渠道現在的破壞情況、地質條件、以及寒冷冰凍等氣象條件，從技術經濟角度來對上述三種方案進行定性比較后，認為：采取拆除重建方案其工程量和綜合造價較其他兩種方案高，經濟效益比另外兩種方案要低，考慮到灌區中有些水工建筑物和絕大部分渠道現存主要是滲漏較為嚴重的問題，因此從技術經濟性比較來看，認為沒有必要采取高代價的拆除重建方案；另外該灌區位于北方寒冷冰凍地區，渠道發生主要滲漏問題是由于渠道外部寒冷凍脹等氣象條件所致，因此，如果采用現澆混凝土套襯的節水防滲加固方案，其沒有根據解決渠道現存的凍脹引起的滲漏問題，結合工程實際情況，決定選用防滲、抗凍脹性能等均較為優越的復合土工膜作為該灌區渠道節水防滲加固修復的主要防滲材料。

5、土工復合膜的應用

20世紀以來，隨著高分子化學工業的不斷發展，相繼出現了多種不同類型的土工合成材料。復合土工膜料便是其中的一種，它是以土工膜與土工織物熱粘后形成的一種土工合成材料。土工膜一般是由聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)為原材料，采用吹塑法、擠塑法、輥軋制成的，由于聚合物分子之間的空間非常小，一定壓力下穿透膜料的水分子較以往任何一種渠道防滲材料都要少，它還具有適應變形能力強、質量輕、運輸量小，施工簡便、工期短，耐腐蝕性強等優點，因而近年來被廣泛應用于水庫大壩及渠道防滲工程中。

但是土工膜表面光滑，與接觸面的摩擦系數較小，造成施工不便，且易刺破損壞。因此，為提高土工膜的性能，將針刺無紡織物用熱粘或膠粘的方法單面或雙面復合其上，制成復合土工膜，有一布一膜與兩布一膜之分。復合土工膜將單膜的拉伸強度、抗刺破、抗頂破強度提高了2～3倍，具有豎向防滲、水平導水的功能，帶布的一面還能增大與渠基土或過渡層、保護層之間的摩擦系數，對保護渠體穩定，以及抗凍脹均起到一定的作用。

6、防滲土工膜改性建議

針對以上問題，可以試圖從以下幾個方面入手進行解決：開發一種加糙土工膜，可以在其成型過程中，利用模具將土工膜表面壓制出規則的紋理，制造凹凸面，使最凹處厚度滿足工程要求的厚度，那么，突出的部分就相當于土工膜上同材質的“筋”。這樣，不但增大了糙率，而且提高了膜料的抗拉、抗撕裂、抗頂破的能力。這種加糙土工膜可以單獨使用，也可以制作為一布一膜的復合土工膜，其工程效果一定比光膜好。兩布一膜的復合土工膜中膜材被土工布蓋嚴，不需使用加糙膜材。

7、結束語

在灌區渠道防滲節能修復加固改造方案設計時，不僅僅要通過分析當前渠道的歷史運營情況進行綜合的處理分析，更要結合各種當前氣候資源和氣象因素以及地質情況進行綜合分析，從而構筑完善可靠的渠道防滲節能修復加固方案。復合土工膜是寒冷冰凍地區灌區渠道防滲節水修復加固改造工程中使用較為廣泛的一種新型防滲材料，具有非常大的應用推廣前景。