石門水庫灌區續建配套節水改造項目渠道防滲等措施探討

方 雪

（漢中市石門水庫管理局，陜西 漢中 723000）

1.灌區概況

陜西省漢中市石門水庫灌區屬國家大型灌區，是陜西省唯一的大型水稻灌區，位于陜西南部秦嶺南麓的漢中盆地腹心，主要水源由漢江支流褒河上的石門水庫供給。灌溉由東干渠、西干渠、南干渠三個獨立灌溉系統組成。

灌區工程運行多年，渠道病險、老化失修導致滲漏水嚴重，致使工程效益衰減，灌溉效益連年銳減。1999年石門水庫灌區被納入國家大型灌區續建配套節水改造項目之列，從1999年開始分年度予以實施。通過1999年—2013年連續十五個節水改造工程項目的建設，灌區工程面貌發生了巨大變化。

石門灌區節水改造項目主要是針對干、支渠道防滲、節水的改造工程。渠道防滲對提高灌區效率、節約用水、保護工程安全運行、發揮工程效益有著重要作用，這里僅對石門灌區節水改造項目中渠道防滲治理的措施、適用情況、施工技術、施工方法進行分析探討。

2.防滲措施

2.1混凝土防滲在該項目中主要是分為現澆和預制兩種方式。

2.1.1預制砼防滲

預制砼防滲在石門節水改造項目初期應用頻繁，在灌區渠道的防滲工程上主要有預制砼板襯砌和預制U型板襯砌。

①預制砼板防滲襯砌由于砼板規格靈活多樣、可以工業化生產，質量易保證，施工受氣候、環境、運輸條件影響不大，易于施工，維護便捷，在灌區節水改造項目早期被大量的應用在干、支渠道的防滲襯砌上。但隨著施工技術的快速發展及工藝的提高，發現此種防滲措施施工節縫多，整體性較差，易被人為破壞和丟失等諸多現象后，在中后期的建設中逐漸銷聲匿跡。砼預制板襯砌，一般在夯實的土基上使用低標號的水泥砂漿找平或者鋪設一層砂來找平，然后采用砌筑砂漿將砼預制板層層錯縫砌筑，最后勾縫。渠道沿長度方向每十米設橫向伸縮縫一條，板頂用漿砌石壓頂封口或砼預制塊的壓頂封口。其襯砌結構圖如下:

預制砼板渠道襯砌結構斷面示意圖

②預制U型板襯砌。預制U型板在適用時有兩種形式：預制U型渠槽（俗稱：U型槽板）和預制U型半板（兩塊板拼湊成一個U型渠槽）。優點與預制砼板相同。但實踐證明預制U型板襯砌，無論從水利性能還是從渠系優化的結果來看，在石門灌區是一種更適用于小型渠道襯砌防滲的措施，它易于預制，形式靈活，過水條件較好，占地少，便于施工，是一種良好的渠道形式。在灌區的支渠的尾水段得到廣泛應用。其襯砌結構圖如下：

U型砼預制板襯砌敷設土工膜渠道襯砌結構斷面示意圖

2.1.2現澆砼防滲襯砌在該項目中主要為梯形斷面現澆砼襯砌和U型斷面現澆砼襯砌兩種形式。

①梯形斷面現澆砼襯砌在石門節水改造項目中是應用最多、最廣泛的一種，主要是應用在流量較大的干、支渠。由于該項目的大部分渠道在丘陵地帶，受施工道路和場地的限制，在選用施工方法時，就采用不受場地限制的鋼滑模現澆方式。襯砌渠道設計流量大于20m3/s時，選用C20砼 ；襯砌渠道設計流量小于20m3/s時，現澆砼的標號采用C15砼。襯砌厚度視工程等級而定，一般在8—12cm。從渠道襯砌開始每4米設橫向伸縮縫一條，渠底板與兩側斜坡交界處留縱向施工縫，采用聚氯乙烯熱灌嵌縫。這種襯砌形式在石門灌區的渠道條件中有普遍的適用性，具有防滲性能良好、糙率底、施工方法便捷等優點。對施工工藝有一定的要求，需要掌握施工工藝，做好施工組織設計，否則工程進度、質量將會受到影響。

②U型斷面現澆砼襯砌在石門節水改造項目的支渠上有應用。可以采用U型渠道襯砌機，或者滑模現澆進行施工。如果采用滑模現澆施工方法，根據本灌區土壤為粘土、亞粘土鈣質結構為主的情況，為增加結構強度，在U型襯砌之下可增設條形勒帶。

2.2漿砌石防滲

漿砌石防滲的優點是自重大穩定性好、堅固、耐磨、抗沖等；缺點是施工原材料受地理環境限制，施工質量難控制，造價高，防滲效果受施工工藝的影響較大。由于灌區當地有石材供應，依據漿砌石防滲這些特點，在許多渠道上采用漿砌石防滲與多種形式組合進行使用，極大地發揮了漿砌石襯砌防滲的效益。根據渠道具體的情況，可采用一側渠坡現澆砼防滲，一側渠坡砌石防滲；一側渠坡預制板防滲，一側渠坡砌石防滲等多種形式。通常的渠道襯砌砌石厚度在30-50cm左右。采用M7.5的砂漿砌筑，M10的砂漿抹面，經過抹面后砌石渠道即減小了糙率，又增強了防滲能力，在石門灌區的渠道防滲上是應對病害較多的一種措施，漿砌石防滲的綜合應用較多。其襯砌結構圖如下:

漿砌石與砼襯砌渠道結構斷面示意圖一

漿砌石與砼襯砌渠道結構斷面示意圖二

2.3復合土工膜防滲

在石門節水改造項目中復合土工膜是結合其他的襯砌防滲措施一起使用。主要優點是施工方法簡單，造價低、防滲效果好，適用性強。主要應用在防滲要求較高的渠段或工期緊張的搶險工程上。施工方法是在充分碾壓后的土地基上敷設復合土工膜，然后上面再鋪設其他襯砌物。在施工中要注意保護復合土工膜的完整性，在邊角、搭接處要特別注意施工工藝和方法，否則將影響防滲效果。在石門節水改造項目中作為治理高大填方病害渠段的重要技術手段使用。在使用中發現它更適合地下水位較低的渠段，對于地下水豐富和地下水水位較高或者地下水變化較大的渠段使用時需要慎重選擇，并且要充分地考慮地下水變化的影響以及在渠道荷載變化時溫度應力對渠道的影響。(其襯砌結構參見U型砼預制板敷設土工膜渠道襯砌結構斷面示意圖)

2.4導濾管

石門水庫灌區節水改造施工中，導濾管是適用于地下水較高或地下水變化較大的渠段，為防止外部水壓對渠道破壞時的一種疏通導排措施，是經濟便捷的。它可以配合各種防滲措施使用。施工方法是在距離襯砌渠道底部30cm高的渠坡上埋設PVC管，管徑可根據施工點的地下水和當地的降水以及渠道的防滲形式等具體情況進行選用。導濾管可在渠坡上梅花布置或等排等距布置。導濾管低的一側伸出渠道襯砌面，管口保持與襯砌面平行便于減壓排水；導濾管高的一頭用棕絲或土工布等材料包裹扎緊伸入渠坡土地基中，為防止堵塞在管口外做0.2m*0.2m*0.2m砂礫石的排水棱體。這種方法也是石門灌區渠道襯砌防滲疏導的一種自創方式，它減輕了渠道外側水壓對渠道的破壞，也給予了外部土方在雨季含水量過大時一個減壓、泄水的渠道，鞏固了渠道兩側土方的穩定性，并延長了襯砌的使用壽命，且經濟易操作。其結構圖如下：

布設導濾管的渠道襯砌結構斷面示意圖

2.5盲溝排水

盲溝排水在石門節水改造施工后期用得較多，主要用于地下水水位較高或變化較大的渠段，這些渠段附近有塘、庫、泉等水源，渠道受周邊水源的影響較大，容易造成渠道的變形或失穩。為了保證渠道的穩定性，采用降低地下水位和減少周邊水壓力的思路，根據具體渠段結合渠內布置導濾管，渠道下面布設縱、橫盲溝，盲溝具有一定的坡度，在匯聚點設置排水明溝與盲溝相連，這樣大量的地下水或滲水從盲溝導出至明溝內泄走，即降低了地下水水位升高對渠道的損壞，又及時排除土壤中的多余滲水減少了土基失穩帶來的災害。施工方法，根據渠道的具體情況，在設計渠底線以下按一定的坡度、深度開挖盲溝，溝的深度和寬度要根據渠道的大小、地下水的水位等具體的情況來定，開挖的盲溝可以縱、橫布置相互連接，在溝內用級配砂礫石回填，也可以在盲溝內側壁和底部的敷設雙層土工膜，然后回填土方至地面高度。

3.技術特點

石門灌區是陜西唯一的大型水稻灌區，地處中國南方，與陜西的其他大型北方灌區有著截然不同的灌溉方式，在灌區節水改造施工中因地制宜地創造出了適合自己灌區特點的新型方法：

施工技術方面：采用漿砌石與砼現澆結合；漿砌石與砼預制板結合；漿砌石與砼現澆及砼預制板結合等。一個斷面多種材料的施工方式，在保證渠道的安全、質量的情況下更加經濟有效的處理了病險渠道。在渠道斷面上斜插PVC管作為導濾管，為汛期渠道外圍的土基排水、降壓打好了基礎，大大地降低了渠道病害的危險，很好地保證了渠道穩定、安全的運行。盲溝排水與渠道的結合，為渠道降低地下水和及時泄減土基中的滲水開辟了新途徑。

施工材料方面：導濾管外圍包裹砂礫石和棕絲，防止了泥沙淤滯，延長了導濾管的壽命。盲溝內壁土工膜的敷設，避免了泥沙的堵塞，保證滲水通暢的匯聚、導出。

4.使用成效

時值現在，通過十五個年度節水改造項目的建設及以上的防滲導排措施在灌區的綜合利用，二十多個年度的灌溉運行表明：

4.1減少了水量損失，渠系水利用系數由未改造前的0.58提高到現在的0.62，灌溉水利用系數由未改造前的不到0.5提高到0.52。

4.2提高渠道的工程強度和防沖、抗淤積能力，減少了工程的維護費用。

4.3提高了灌溉效率，縮短了放水時間，節約了水資源；

4.4增大了渠道輸水能力，東干渠引流量由未改造前的14m3/s提高到現在的21m3/s。

5.結束語

隨著經濟的增長和社會進步，水利灌溉所發揮的經濟意義和社會價值也日益重要。在現代科學技術日新月異的今天，新工藝、新材料、新方法層出不窮，相信今后還會有更多更好的治理渠道滲漏的新技術推廣開來。