灌区渠道防渗修复技术措施研究

吕格亚

(咸阳市羊毛湾水库管理局，陕西咸阳713300)

灌区渠道输水是我国农田灌溉、农业生产用水的主要输配水模式。但由于受当时建设技术水平和投资资金等因素的制约，加上渠道长期检修维护措施不完善和不到位，渠道渠系水利用系数比较低，渠道输配水过程中造成的渗漏损失量大，每年发生的水资源浪费量惊人。如果采取合适的渠道防渗修复技术，一方面可以大大减少渠道水资源浪费量，提供灌区渠道的综合运行经效益;另一方面，渠道渗漏量减少，可以减少渠道渗漏水对周围农作物生长环境的破坏，给农作物营造一个良好的生产环境，同时可以提高渠道周期的生态环境性能水平。

从大量文献资料和实际工作经验可知，我国渠系水资源利用系数在0.45左右的渠道约占全国所有渠道总长的85%以上，也就是灌区渠道防渗节水节能的潜力还很大，防渗节水节能加固修复已成为灌区渠道优先考虑的优化经济效益的重要技术措施。从一些成功的灌区渠道防渗节能修复工程应用效果数据可知，混凝土防渗渠道具有非常良好的防渗节能加固效果，其一般可以获得85%及以上的节能效果，可以有效提高渠道的输配水能力，提高渠道渠系水资源的综合利用效率，同时减小了渠道的断面尺寸，增大了渠道内水资源的流速，改善了输配水的运行环境，提高了渠道的耐久性能，对灌区渠道防渗节能节水修复加固工程中得到了广泛的推广应用。

1 灌区渠道运营现状

1.1 渠道渠系缺乏完整性与合理性

我国灌区渠道由于缺乏有效的规划设计，加上当时建设技术水平条件的局限性，很多灌区灌溉渠系不是十分明晰，缺乏渠道渠系完整性和灌溉水输配水防渗合理性。有些渠道由于缺乏有效的管理和检修维护措施，渠道中很多骨干渠系建筑物已出现大量老化毁坏、田间渠系配套设施不健全不完善、灌区尾部和末级提灌区域存在严重供水可靠性保证率低、灌溉运营成本较高、综合运营管理措施制度不完善、渠道自动化系统缺乏或落后等问题，渠系运行状况不是很理想等问题。

1.2 渠道输配水利用效率低

据一些统计文献数据可知，我国绝大部分土渠其平均灌溉水利用系数仅为42.89%～45.31%，水资源浪费现象十分严重。考虑到在渠道在灌溉期间由于其他非水损的社会经济用水量等外部因素的影响(按引入水资源总量的10%来进行估算分析)，渠系输配水利用效率由现在的初步测算估计值增大10%，再除以渠道田间水资源综合利用系数，则可以获得非常可观的节水节能潜力。若灌区田间水资源综合利用效率采用 0.80，而输配水综合利用效率才只能达到52.35%。也就是说我国渠道渠系输配水利用效率低，造成渠道中大量水资源的损失是我国渠道面临的主要问题，采取防渗节水节能修复技术措施，有效提供灌区渠道水资源综合利用效率，其所获得的节水节能效益十分可观。

2 渠道防渗节水节能加固技术措施

目前在我国渠道防渗节水节能加固修复工程中主要使用的防渗材料包括现浇(或预制)混凝土、水泥砂浆、黏性土、浆砌毛条石、浆砌毛块石、以及复合土工膜等。

2.1 混凝土防渗措施

混凝土防渗加固修复方案是渠道节水节能工程中常用的技术措施。从多年的实践应用经验可知，混凝土防渗加固修复方案非常适用于山区渠道的特点，而且防渗加固应用效果十分良好。混凝土防渗加固材料主要包括现浇和预制两种模式。现浇混凝土其防渗效果十分好，大致可以减少渠道原渗漏量的85%以上，而且其结构较为稳定经久耐用，使用综合寿命也比较长。

现浇混凝土板防渗加固修复具体应用又可以根据渠道工程的实际情况划分为3种形式:

1)是在渠道岩石开挖或土渠直接开挖成型后，直接在开挖渠道内采用现浇模式浇筑防渗混凝土板，此种防渗模式在灌区渠道配套工程中施工较为方便，但由于现浇混凝土板容易出现地基沉陷、冻胀等原因出现混凝土板裂缝问题，且该类裂缝渗漏没有很好的处理措施。

2)是浆砌块石现浇混凝土板防渗方案，此种防渗加固方案在渠道防渗节水节能改造工程中应用较广泛，且防渗效果较好，耐久性也比较强，但是该防渗加固方案其综合投资较大，应根据渠道工程的实际情况合理选择。

3)是干砌块石后灌注混凝土，此种防渗方案其综合造价相对较低，但是其综合使用寿命较短，其综合防渗加固效果不够明显。

2.2 水泥砂浆防渗

水泥砂浆防渗加固修复方案由于其综合造价较低，技术性也相对较低，因此其在20世纪70—80年代中在我国渠道中作为主要的防渗加固方案。水泥砂浆防渗加固方案中大部分采用在浆砌块石基础上直接利用1∶2的水泥砂浆进行抹面。但是这种防渗加固模式中，水泥砂浆的收缩率较高，易产生干缩裂缝等不利运行工况，因此其防渗加固效果、耐久性等相对混凝土等防渗方案，目前在我国渠道防渗加固工程中已很少选用。

2.3 浆砌块石勾缝防渗

对于山区渠道而言，其防渗原材料获取、运输等相对较为困难。浆砌块石勾缝防渗加固方案是结合山区渠道的实际情况，因地获得防渗材料的一种防渗加固方案。这种防渗加固方案虽然其防渗材料因地较易获得，但是其防渗时砌体很难进行密实处理，勾缝部位的耐久性较差，容易发生裂缝渗漏问题。，此防渗方案效果不理想，除非受到工程总体投资的影响，否则不易采用。

2.4 复合土工膜防渗

复合土工膜防渗材料能渠道防渗节水节能工程中得以广泛应用，主要由其自身具有的优良功能特性所决定。复合土工膜具有防渗作用、滤层作用、以及排水防护等功能，防渗效果较为明显，且具有非常好的防冻胀性能，在寒冷灌区渠道防渗加固改造中应用效果比较好。

3 现浇混凝土防渗加固方案施工技术要点

利用现浇混凝土进行梯形渠道防渗节水节能加固施工时，应严格按照先坡后底，最后浇筑压沿的施工工艺工序进行施工。通过先浇的渠底混凝土板作为渠道坡面浇筑的支撑体，避免上端浇筑的混凝土板出现滑动变形等不利工况。在进行渠底和压沿混凝土浇筑过程中，应按照一定的方向进行连续浇筑，同一块混凝土板的浇筑不应出现间歇，如因施工机械设备故障等原因造成的施工间歇，其时间≤60～90 min。否则应该去除已经浇筑完的混凝土板进行重新浇筑。混凝土板浇筑前应在精削后的渠床上按照施工组织设计要求，安放好钢模板并固定闭孔密实泡沫塑料进行伸缩缝处理。对于渠床有干燥起土现象时应先洒水进行充分湿润，以避免渠道浇筑好的防渗混凝土板因水分过度流失而出现表面细裂纹等不利现象。浇筑过程中使用的现浇混凝土必须采用机械拌和，且其搅拌机容积≥0.4 m3，以确保整个浇筑过程连续可靠的进行。现场混凝土拌合施工人员应严格按照设计要求控制好混凝土的水灰比和坍落度，必须按照相关技术规范和设计要求保证混凝土标号，确保水泥的正确用量。

4 结语

新防渗材料、新防渗技术、新施工设备在渠道防渗节水节能加固工程中应用，对提高灌区渠道防渗工程的施工质量水平、加快施工进度、以及降低工程总体造价和提高渠道防渗工程社会经济效益等方面起到非常良好的作用。灌区渠道防渗节水节能加固修复技术升级改造，可以大大提高渠道水资源综合利用效率，有效提高了灌区的综合运行经济效益，为今后灌区渠道工程向先进自动化方向奠定了坚实的发展基础。

［1］ 郑文群.渠道防渗措施探讨［J］.商品与质量，2010(16):120－121.

［2］ 何武全.我国渠道防渗工程技术的发展现状与研究方向［J］.防渗技术，2002，8(1):31－33.