水利渠道工程的防渗与设计

叶永梅

摘 要：水资源短缺导致了水资源供需的尖锐矛盾，构建节水型社会是缓解这一矛盾的重要手段。根据资料显示，占全疆总用水量百分之九十以上的农业用水，农业灌溉中经过防渗的渠道比例较低，大多数还为土渠，水的利用系数较低，而工程实践表明，采用渠道防渗工程技术可以大大提高水的利用系数，此外，由于渠道防渗技术的采用，渠道渗水量大大减少，使地下水位降低，可以有效防治土壤次生盐渍化的发生。因此，在新疆大力推广渠道防渗工程技术很有意义，文章将针对此做具体介绍。

关键词：渠道工程；防渗；设计

农田水利建设不断向前发展，目前水利工程建设已经渗透到各地区农业灌溉中。节水灌溉主要涉及到渠道和渠系建筑物的设计和建设，尤其渠道的防渗设计是否完善，直接关系着节水工程的优良程度及其效益。多年的实践也证明，防渗渠道不仅可以节约用水，防止水资源的浪费，控制地下水。而且可以减少水源清除淤泥的工程量，由此节省大量劳动力，提高灌溉效益，最终达到增产、增收的目的。渠道防渗在节水灌溉工程中发挥着重要的作用，也是目前应用最广泛的节水技术措施。但是渠道防渗工程还存在一些问题，以下对渠道防渗工程所存在的问题进行分析，提出相应设计对策。不断提高渠道防渗技术，完善节水工程。

1 渠道防渗工程所存在的问题

由于受地域和资金的影响，新疆水利工程技术发展相对较慢。近些年才开始逐步渗透，快速发展起来。之前对渠道防渗工程的重视相对缺乏，资金、技术等各方面投入较少，严重影响了防渗工程的研究和发展。直到今天防渗工程还存在着大量的问题，需要不断地研究解决。目前，新疆在水利渠道的防渗工程中所采用的主要防渗材料为混凝土。混凝土不仅有着承受水流速度大并且防水效果好等多种优点，但是其不抗冻。在冬季寒冷气候下渠道防渗材料的抗冻性是优质材料的必备条件。因此材料的抗冻性有待提高。否则，材料抗冻性的缺乏将会严重阻碍渠道防渗工程的发展。在未来的发展中，渠道防渗工程所采用各种防渗材料的复合使用是必然的趋势，如何将各种材料的优越性很好的结合起来，并将成本低防渗性能好的材料有机的结合应用，取长补短，达到经济上的最大效益，将是我们所不断研究的主要内容和解决的任务。

2 渠道防渗材料的选用

2.1 土料和石材

土料的原材料是粘土、粘砂混合土、灰土等，虽然成本都比较低廉，使用也方便，但是不抗冻，在寒冷地区不适用，并且维护保养费用较高，目前已不常采用此种材料。石材，抗流水冲刷性能强，耐磨性能好，抗冻且在石材丰富的地区方便施工、成本低，但是缺点是缺乏石材的地方较难采用。

2.2 水泥土、混凝土和沥青混凝土

水泥土的主要原材料是土料，再同水泥、水掺混合制成。由于土料成本低，因此水泥土造价并不高，且使用方便。但不抗冻，因此不适用于寒冷地区。混凝土目前采用较多，其可减少大部分水的渗漏、抗流速大的水流、经久耐用，基本无使用地区限制，但是抗变形能力差，一般造价较高。沥青混凝土的优点较多，抗冻、抗变形，具有一定的保温作用，缺点是沥青往往不足。

2.3 薄膜材料

薄膜材料防渗性能好，一般可分为以下几种：PE、PVC类塑膜，其优点是质量小、可延展性好、成本低且可使用寿命符合要求；PVC复合防渗布，由PVC等原料涂于无纺布制成，抗老化、导水效果好，但是成本高，基本上在对防渗要求比较高的大型工程才会使用。

3 渠道防渗技术

渠道防渗技术主要体现在渠道衬砌。渠道衬砌方式的比较与设计是在工程方案中比较集中的体现的技术。主要包括渠道衬砌的形式、超高和厚度。在整个农田水利建设当中，衬砌的设计和施工也是最主要的一个环节。

3.1 沙砾垫层施工

在渠道修筑中，先用粘性土将渠道斜墙填筑完成，再将其整平。坡面完成并验收合格后，进行沙砾垫层的施工。将沙砾料从下到上均匀摊铺在坡面上，先用反铲将坡面大致削平，再进行人工的精修，人工修坡时对坡面厚度和平整度的控制是相当严格的。

3.2 复合土工膜铺设

土工合成材料的铺设中选用加强防渗的复合土工膜材料，聚乙烯土工膜铺设与进出口渠道。土工合成材料铺设中为保证安全，要求松紧适度，平顺整齐，不能绷拉的过紧，要求与支持层之间消除气泡，压平贴紧。为了保证渠道寿命，在混凝土的浇筑前要先调整好衬砌机机架的高程和坡比，并且校核无误后才能进行浇筑。机械浇筑也要专业人员进行现场指挥，掌握机械行走速度和振捣时间。

3.3 平整和厚度的控制及止水缝的施工处理

（1）从人工修坡工艺，保温板铺设时用沙土或细沙整平，至混凝土衬砌整个过程中平整度的控制都是严格把握的，尤其在混凝土衬砌中平整度是最难控制的也是最容易出现问题的。因此在混凝土衬砌完成20分钟后还要进行细致、缓慢的抹光工作，要求坡面光滑、平整。（2）混凝土的厚度对项目的成本和施工质量影响重大。一般在混凝土施工的过程中必须要有一名专业人员对混凝土摊铺中混凝土的厚度进行测量，若有超浇部分是必须及时调整衬砌机高度。（3）为了减少渠道漏水，增强水渠的防渗功能，根据不同设计的施工要求经过专业技术处理在整个渠道设计中预留隔离缝，也就是止水缝，止水缝的设计在梯形混凝土衬砌设计施工中也是一个至关重要的环节。

4 水利渠道工程防渗规划设计应遵循的原则

通过实践经验和相关文献参考得出，我国水利渠道工程的防渗规划设计也是有原则可循的。首先，在渠道防渗工程设计前对现场的勘察与调查是非常关键的。对拟建水利渠道的基本情况和信息的掌握，对建筑材料和渠道土壤等各种相关资料进行大量收集，对已建渠道的防冻害和防渗经验的借鉴，最后按照建筑物的等级和设计阶段进行认真的规划与设计。其次，在渠道设计时要充分考虑到防渗、防冻、防土盐碱化、渠系综合性利用，及山、田、林、路等各种现实要素规划有效结合。最后，有效发挥因地制宜、就地取材的效能，具体问题具体对待的方式。与土壤、地形、气温、地下水位等自然条件相适应，设计渠道大小、防渗性能、耐久性等工程要求。综合考虑生态环境和社会经济效益，技术支持等进行科学评估。使得方案达到经济上的合理性和技术方面的先进性。

5 水利渠道工程规划设计对策

5.1 设计施工前的准备工作

做好水利工程的规划设计，先要做好施工前的准备工作。准备工作主要有两项：一是，资料的收集和现场的勘查。二是，机械、材料、技术、水电等准备。资料收集要全面充分，不仅收集相关水文、气象资料，还要收集相关邻域内当前科学技术研究成果等资料。地质勘查，必须按照相关规范要求严格进行。对岩土分类，滑坡、裂缝、断层等方面的工程地质信息需专业的详细深入了解分析。还要对土壤的干密度、含水率、孔隙度、抗剪切的强度、冻胀性、渗透系数等从物理、化学、力学等各方面的性质加以掌握。还要具备灌区地图、平面、纵横断面等各种地形图。施工器械设备、材料、水电、技术准备都需按照实际情况需求配备。

5.2 施工中混凝土衬砌的渠道防渗控制

渠道渗漏主要是混凝土衬砌出现问题。在混凝土衬砌的每一环节中对技术和施材的质量进行严格把关，才能达到渠道渗漏的有效控制。加强混凝土衬砌渠道防渗的地基处理，按照标准对地基进行开挖或填补，严格的夯实与平整，做到渠道衬砌密度的质量要求。在削坡出现过渡性问题时应用与现浇同一标号的混凝土填充，不能用浮土。为防止渠基处理不当引起渠道渗漏，必须做好临时性的排水系统。

随着科学技术的发展，农田水利建设不断趋于完善。其中渠道改良，节水灌溉作为农田水利建设的重要组成部分，发挥着十分重要的作用。然而，在节水灌溉中渠道的防渗效果不是很理想，存在着一些问题。水利渠道可因各种原因出现渗漏，遵循一定原则做好渠道防渗，在施工中认真把握技术、材料等各项条件，才可以有效达到防渗效果。防渗工程将是水利渠道未来不断改进和发展的一个重要任务。

参考文献

[1]刘洁.谈水利渠道工程的防渗规划与设计[J].中国新技术新产品，2011（3）：77-78.

[2]李志霞，等.试论如何加强建筑结构设计[J].建材与装饰，2012（1）：36-37.