双牌灌区无模混凝土防渗渠道技术的应用

张彩

（双牌水库管理局 永州市 425100）

1 灌区基本情况

双牌灌区位于湖南省湘江中上游一级支流潇水下游右岸。设计灌溉永州市的双牌县、零陵区、冷水滩区和祁阳县等4县（区）共19个乡（镇）371个村3 433个村民小组，以及永州市柑桔示范场、水产试验场、林科所、红壤所等2.17万hm2（32.54万亩）农田，受益人口37.67万人，其中农业人口31.97万人。目前有效灌溉面积2.02万hm2（30.3 万亩）。

灌区工程于1966年建成投入运行。现有干渠1条，长96 km；支渠18条，总长348 km；斗渠185条，共长740 km。

灌区建成后，为改善当地农业生产条件、社会经济发展和人民生活水平的提高发挥了巨大作用，效益十分显著。

2 灌区渠道混凝土防渗情况及存在的问题

双牌灌区工程兴建于国民经济困难时期，设计标准低，施工质量差，工程不配套，渠道均为傍山型，渠系走线不合理，弯道多、填方台渠多。干渠上建筑物长度仅占总长度的8%，其中6处应设渡槽790 m可缩短渠线6 800 m、8处应设隧洞2 800 m可缩短渠线7 650m现为傍山渠道；共有221段填方台渠，总长34 600 m，一般填筑高度为（5～8）m，最大填筑高度为15 m；其余都是半挖半填型渠道，当地土质差，填方基面也未作处理，加上当时施工全部是人工填筑，夯压不实，渗漏严重。因配套维修资金不足，大部分渗漏渠段未衬砌，加上当时技术水平有限，衬砌质量不高，老化破损严重，渠堤常因渗漏出现崩垮、滑坡、管涌和决口等事故；干渠自运行至1994年已出现决堤21次，直接经济损失600万余元。干渠衬砌率为40%，支渠衬砌率不到20%，斗渠及以下各级渠道均未衬砌；干渠水利用系数为0.67；灌溉水利用系数约为0.38。影响了灌区工程的正常运行，供水纠纷和矛盾时有发生，农业灌溉无法得到保障，严重制约了该地区农业生产、农村经济发展和人民生活水平的提高，影响灌区生态环境的改善。

双牌灌区渠道工程在运行维修过程中，采取了一些防渗措施，常用土料、水泥土、三合土、石料、混凝土作为渠道防渗层，防渗效果较好。预制混凝土板衬砌接缝多，部分因填土夯压不实，出现架空现象，导致受力不均，易形成渗漏通道。现浇混凝土目前普遍采用了伸缩缝，在工程实践中发现，设计的分缝长度很难达到预期的目的，工程完工后仍会出现裂缝，甚至有的裂缝就在分缝的附近。而且设置伸缩缝造价较高，施工工艺较复杂，难以保证工程质量，特别是防水结构稍有不慎，就会因该处填充材料受损或老化而导致渗水，形成自然的漏水通道，进而造成渠道外坡渗透破坏、垮塌。

3 渠道混凝土防渗无缝施工

根据南方灌区的气候条件和渠道运行所处环境的温度变化对混凝土的伸缩影响，针对混凝土的面板施工进行合理分缝，采用无缝施工技术，其无缝混凝土防渗衬砌施工工艺如下:

（1）合理确定渠道分缝间距。

渠道分缝是为了防止由于不均匀沉降或温度变化引起渠道防渗体破坏，而沿渠线长度方向每隔一定距离在横向上专门设置的缝。现场多次试验确定分缝间距为2.5 cm较为适宜。如图1所示，在双牌灌区渠道防渗面板混凝土施工中每块横向浇筑长度为2.5 m。

图1 渠道混凝土浇筑施工程序示意图（分缝）

（2）注重混凝土的浇筑方法。

混凝土浇筑采用分块间隔跳仓浇筑法，即对渠道混凝土浇筑进行分块、分缝后，首先在缝的搭接处铺设40 cm宽的土工膜，两边各搭接20 cm，然后第一次进行间隔浇筑，待混凝土初凝后即强度达到设计强度的70%以上，即第一次浇筑完成后48小时，再进行第二次浇筑，见图2。

图2 渠道混凝土浇筑施工程序示意图（跳仓）

（3）采用合理的施工操作程序。

①基面处理。对土基渠道，清除表面杂物，按设计断面清基整坡，保持基面平整；对于岩基渠道，将松软风化的岩石表层用铁钎撬除并冲刷干净，使岩石表面无油污、灰浆和杂物，渠道坡脚应开挖成齿槽形。

②混凝土浇筑。梯形渠道混凝土浇筑一般是无模混凝土衬砌。渠道无缝混凝土衬砌采用分块间隔跳仓浇筑法。首先分块间隔跳仓浇筑渠道边坡，然后浇筑渠道底板。第一次间隔浇筑渠道边坡时，按分缝间距在每块缝的两侧立挡板（一般使用槽钢），并固定之；再根据渠坡的高度，制作一活动操作架，能进行人员上下活动，以利于混凝土的入仓、振捣和抹面。浇筑渠道边坡混凝土时，应自下而上、按水平方向上升浇筑，一个分缝块应连续浇筑完成。第二次浇筑渠道边坡混凝土时，待第一次渠道边坡混凝土完成48小时后，才能进行间隔内的渠道边坡混凝土浇筑。边坡混凝土浇筑完成后，再浇筑底板混凝土。

③振捣与抹面。渠坡混凝土浇筑时，熟料铺垫厚度应比设计大10%～20%，堆迭的骨科应均匀分散于有浆处，先用括板初步整平，再用小型平板振捣器自下而上纵向振捣一遍、横移振捣一遍，纵横移动振捣搭接宽度不小于5 cm。振捣完成后，接着先用长木泥抹初抹，再用铁泥抹细抹，直至表面平整。

④注意事项。在施工方面，应保证混凝土骨料质量和控制水灰比，使用合适的微膨胀掺加剂，提高混凝土的抗收缩能力，混凝土浇筑后应及时洒水养护，以减小其硬化过程中的水分蒸发，从而减小收缩、温差和收缩应力，达到减少裂缝的目的。

实际工程施工中，混凝土面板出现裂缝是一个普遍性的现象，也是令技术人员困扰的一个复杂的技术难题。裂缝在大多工程中虽然不可避免，但却可以控制。我们将无缝施工技术应用到双牌灌区渠道工程中,取得了很好的效果。

4 渠道混凝土防渗无缝施工技术应用情况

常规渠道混凝土防渗衬砌采用预留伸缩缝，给施工和管理带来许多不便。预留伸缩缝施工困难，并增加造价；施工中如果伸缩缝处理不好，也会沿伸缩缝产生渗漏通道，给渠道运行带来安全隐患。通过合理划分施工块、采用先进施工工艺等技术措施，取消伸缩缝，既能大量节省工程投资，又能减少渠道安全隐患。

双牌灌区于1998年冬在集义、茶花管理所的渠段进行分块间隔跳仓浇筑混凝土试验，取得成功。继而在全灌区全面推广，近几年灌区已有68 km干、支渠采用无模混凝土防渗衬砌，均采用混凝土防渗无缝施工技术。节省工程直接投资约40万元。

双牌灌区续建配套项目实施以来，对干渠47.9 km严重渗漏渠段进行防渗衬砌后，使干渠水利用系数提高0.1，每年可减少渗漏损失水量2 000万m3；干渠最大安全引水流量从18 m3/s提高到24 m3/s，每年可增放水量3 600万m3，灌区的抗旱能力大为提高。在永州近几年遭受的特大干旱期间，双牌灌区发挥了巨大作用。特别是2007年连遭春秋干旱，双牌灌区干渠运行流量连续4个多月都在23.8 m3/s以上，灌区不仅没有遭灾，反而普遍高产丰收。同时，节约和增放的水量，使双牌灌区恢复和扩大了灌溉面积3600 hm2。由于灌溉服务能力和服务质量的提高，灌区每年可增产粮食1 500余万kg，产生经济效益1 200余万元。

1水利部农村水利司，中国灌溉排水技术开发培训中心，渠道防渗工程技术[M].北京：中国水利水电出版社，1998.

2 SL207-98.节水灌溉技术规范[S].北京:水利电力出版社.

3李安国，建功，曲强.渠道防渗工程技术[M].北京:中国水利水电出版社，1998.

4唐兴信.农业节水技术[M].北京:水利电力出版社，1992.