試分析水利渠道工程的防滲工程設(shè)計

劉產(chǎn)欽

【摘要】渠道防滲是我國目前使用最廣泛的節(jié)水工程措施，它可以極大地減少農(nóng)業(yè)灌溉用水的浪費(fèi)，節(jié)水潛力巨大。由此可見，水利渠道工程的防滲漏及其設(shè)計有著相當(dāng)重要的作用和意義，本文就水利渠道工程的防滲設(shè)計方法就行分析探討。

【關(guān)鍵詞】水利；渠道；防滲；設(shè)計要點(diǎn)

引言

水資源短缺導(dǎo)致了水資源供需的尖銳矛盾，構(gòu)建節(jié)水型社會是緩解這一矛盾的重要手段。而渠道防滲可以減少滲漏損失的70%-90%，極大地提高灌溉渠系水利用系數(shù)，緩解農(nóng)業(yè)用水供需矛盾，節(jié)約的水可擴(kuò)大灌溉面積，進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。此外，渠道防滲設(shè)計可使渠道滲水量大大減少，使地下水位降低。因此，在我國大力推廣渠道防滲工程具有十分重要的意義。

1、水利工程渠道防滲的重要性分析

渠道防滲是目前應(yīng)用最廣泛的節(jié)水灌溉工程技術(shù)措施，它可以極大地減少農(nóng)業(yè)灌溉用水的浪費(fèi)渠道采取防滲措施后，可以提高灌溉水的利用率，緩解農(nóng)業(yè)用水供需矛盾，節(jié)約的水可擴(kuò)大灌溉面積，進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展；可以減少渠道占地面積，防止渠道沖刷淤積及坍塌，節(jié)約運(yùn)行管理費(fèi)用，有利于灌區(qū)的管理；可以降低地下水位，防止土壤鹽堿化及沼澤化，有利于生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)。渠道防滲是節(jié)約用水，實(shí)現(xiàn)節(jié)水型農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容。

2、水利渠道工程防滲設(shè)計應(yīng)遵循的原則

2.1 按照建筑物的等級以及設(shè)計階段，遵照相關(guān)的規(guī)范對現(xiàn)場加以勘察與調(diào)查，對擬建水利渠道的基本信息及情況、渠道土壤、建筑材料等相關(guān)資料加以充分地收集與掌握，汲取已建渠道防滲與防凍害的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，以及國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)成果，認(rèn)真進(jìn)行設(shè)計。

2.2 貫徹因地制宜、就地取材以及具體問題具體對待的原則，與自然條件如地形、土壤、地下水位高度以及氣溫，渠道的大小、耐久性以及防滲性等方面的工程要求，水資源供需、地下水以及地表水等結(jié)合運(yùn)用的情況，綜合考慮社會經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境等方面的因素，進(jìn)行技術(shù)上以及經(jīng)濟(jì)上的論證，使得設(shè)計方案具有技術(shù)方面的先進(jìn)性以及經(jīng)濟(jì)上的合理性。

3、水利渠道工程防滲設(shè)計要點(diǎn)

3.1 工程設(shè)計前期的準(zhǔn)備工作

3.1.1 資料的收集和現(xiàn)場的勘查

資料收集要全面充分，不僅收集相關(guān)水文、氣象資料，還要收集相關(guān)鄰域內(nèi)當(dāng)前科學(xué)技術(shù)研究成果等資料。地質(zhì)勘查，必須按照相關(guān)規(guī)范要求嚴(yán)格進(jìn)行。對巖土分類，滑坡、裂縫、斷層等方面的工程地質(zhì)信息需專業(yè)的詳細(xì)深入了解分析。還要對土壤的干密度、含水率、孔隙度、抗剪切的強(qiáng)度、凍脹性、滲透系數(shù)等從物理、化學(xué)、力學(xué)等各方面的性質(zhì)加以掌握。還要具備灌區(qū)地圖、平面、縱橫斷面等各種地形圖。

3.1.2 機(jī)械、材料、技術(shù)、水電等準(zhǔn)備

做好施工機(jī)械設(shè)備、施工用水、施工用材料、技術(shù)支持、電以及勞力供給等方面的施工條件的準(zhǔn)備工作。

3.2 施工階段防滲設(shè)計

施工階段水利渠道的防滲漏設(shè)計是施工關(guān)鍵，想要有效防治滲漏，就必須做好渠道混凝土襯砌施工，從施工材料到施工技術(shù)全程嚴(yán)格把關(guān)，加強(qiáng)質(zhì)量控制和驗(yàn)收，從而達(dá)到節(jié)約水資源、防滲漏的目的。

3.2.1 加強(qiáng)混凝土襯砌渠道防滲設(shè)計的地基處理

對混凝土襯砌渠道防滲的地基進(jìn)行處理，首先應(yīng)該根據(jù)不同的地形現(xiàn)狀，正確、合理地對渠道襯砌基礎(chǔ)加以處理，對于那些需要開挖地方或者需要填補(bǔ)的區(qū)域一定要按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開挖或者填補(bǔ)，對地基進(jìn)行嚴(yán)格地夯實(shí)與平整，做到渠道襯砌密度的質(zhì)量要求，對于改建渠道而言，應(yīng)該盡可能早地扒松渠道基土，并使之盡早風(fēng)干，然后再講這些經(jīng)過風(fēng)干的基土重新回填，并分層對其進(jìn)行夯實(shí)處理，對于渠道內(nèi)部的腐質(zhì)土、垃圾以及淤泥等應(yīng)該徹底清除干凈。

在實(shí)際的施工過程中，往往會出現(xiàn)渠道開挖或者回填與事先設(shè)計好的方案之間的誤差較大，對于這個問題的處理，就可以采用多次修坡的方法進(jìn)行施工來完成。為了能夠很好地確保渠道混凝土襯砌的質(zhì)量，渠道削坡施工應(yīng)該在混凝土澆筑之前加以實(shí)施。當(dāng)削坡出現(xiàn)過度性的問題的時候，應(yīng)該采用與現(xiàn)澆同標(biāo)號的混凝土加以填充，或者可以采用新土回填夯實(shí)。

此外，還要做好必要的臨時性的排水系統(tǒng)，為了能夠保證渠道混凝土襯砌的渠床符合相關(guān)的施工要求，提供效果較好的施工條件，以防止渠基處理不到位而引起的水利渠道工程的滲漏。

3.2.2 混凝土襯砌渠道防滲支模的設(shè)計

混凝土襯砌過程中防滲支模技術(shù)要求高，考慮到水渠施工情況，襯砌模板選用鋼模，這樣鋼模可發(fā)揮自身利于散熱的特性，確保施工穩(wěn)定。需要注意的是，鋼模安裝必須在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，還要具備足夠大的支撐面積，以避免模板發(fā)生滑動或傾覆現(xiàn)象，拼裝時要嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求規(guī)范進(jìn)行，模板盡量平整，以免產(chǎn)生漏漿現(xiàn)象、位移或者變形現(xiàn)象，尺寸偏差值不超越施工規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)值。同時施工時，可以考慮使用預(yù)制U型槽技術(shù)來保證尺寸。

施工完成后要對防滲設(shè)計效果進(jìn)行評價，觀察是否存在泄露問題，比如渠道設(shè)計水位高于地下水位可能會存在泄露現(xiàn)象要及時進(jìn)行調(diào)整，渠基位于透水層上也會造成泄露，要根據(jù)評價結(jié)果及時進(jìn)行補(bǔ)救，以確保施工質(zhì)量和效果。

3.3 防滲渠道的斷面設(shè)計

在防滲渠道的斷面設(shè)計選擇中，明渠可選用矩形、梯形（包括弧形底梯形、弧形坡腳梯形）、U形和復(fù)合形；無壓暗渠可選用城門洞形、箱形、正反拱形和圓形。其中梯形斷面施工簡便、邊坡穩(wěn)定，在地形，地質(zhì)無特殊問題的地區(qū)，可普遍采用。

而梯形與U形的渠道抗凍和抗變形能力較強(qiáng)，因此在北方得到了廣泛的應(yīng)用。其中梯形斷面還有弧形坡腳梯形和弧形渠底梯形兩種，這兩種斷面比直線梯形的水流分布均勻，流速也比較快。其渠底具有一定的反拱作用，可以增強(qiáng)抗凍能力，也使渠道的整體性得到了提高，適用于大中型渠道。

4、水利渠道防滲工程設(shè)計應(yīng)注意得事項(xiàng)

4.1 設(shè)計材料問題

我國的水利渠道工程多是混凝土結(jié)構(gòu)，其耐久性好、防水效果佳、強(qiáng)度高，但在實(shí)際的灌溉應(yīng)用中，其結(jié)構(gòu)適應(yīng)性差、返修費(fèi)用較高，而且極其造成泥沙淤積，而且在石料缺乏的地區(qū)，建設(shè)的成本也相對較高。

因此，在對農(nóng)田水利渠道設(shè)計時，必須要突破常規(guī)，在材料的選擇上要大膽嘗試，可以選擇一些經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新型施工材料。尤其是在水資源相對比較緊缺的地方，設(shè)計人員在材料的選擇上要盡可能地滿足輕薄、損水程度小的材料。如設(shè)計人員在渠道襯砌環(huán)節(jié)施工時應(yīng)采取塑鋼槽和塑料管等材料，這種材料施工方便，而且在供水問題上也比較實(shí)用，既可以保證通水的流暢性，又可以節(jié)約水資源。

4.2 考慮不同環(huán)境的水渠設(shè)計

首先，北方地區(qū)的水量較少，因此對防滲性能要求較高，盡量采用混凝土或?yàn)r青混凝土等結(jié)構(gòu)。而且由于冬天的凍脹原因，其伸縮縫必須進(jìn)行嚴(yán)格處理。其次，在氣溫較低的地區(qū)，渠道的設(shè)計要避免因凍害而導(dǎo)致渠道坍塌，防滲結(jié)構(gòu)遭到破壞。再次，在地形平坦的地區(qū)，其水流速度較低，容易造成淤積，因此在設(shè)計渠道時要考慮好渠道坡度問題。

5、結(jié)束語

總之，水利工程渠道防滲是節(jié)約用水、實(shí)現(xiàn)節(jié)水型農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容，如按我國渠系水利用系數(shù)提高0.1計算，則每年可節(jié)約用水量344.5億m3。由此可見，渠道防滲的節(jié)水效益十分顯著。因此，我們應(yīng)該注重對渠道工程加強(qiáng)防滲設(shè)計處理，遵循一定原則做好渠道防滲，減少渠道水資源的滲漏及浪費(fèi)。

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