浅谈灌区渠道防渗加固措施

何翠萍 蒲春霞

西充县升钟水利工程建设管理局

摘要：渠道防渗加固是灌区节水节能的重要技术措施，是提高灌区运营经济效益的重要手段，本文对灌区渠道防渗加固工程中的防渗加固技术进行了分析。以供参考。

关键词：灌区渠道；防渗加固；节能；改造

我国于20 世纪60 年代就开始使用混凝土进行水利工程防渗处理，混凝土在渠道防渗修复工程中具有多种特点，主要包括：防渗效果较好，一般可以减少渠道运行过程中渗漏损失水资源的85% ～ 90%；混凝土防渗修复材料具有经久耐用的特点，在渠道修复加固工作中，只要结合工程实际情况，合理设计修复加固方案，注重施工现场质量监督控制以及后期运行养护，混凝土渠道其一般使用寿命均可以达到50 年以上，渠道混凝土防渗修复加固材料其糙率小，据一些统计资料表明混凝土渠道其一般糙率仅在0.012 ～ 0.018 之间，其可以大大提高渠道的过流能力，渠道允许流速大多可以达到3.5 ～ 5m/s，而且混凝土自身具有很强的耐冲刷能力，普通混凝土可以承受的冲刷流速基本可以达到15 ～40m/s。另外，渠道混凝土防渗节能修复加固技术在我国水利工程中使用较为完善，其施工技术也较成熟，综合投资经济效益较高，在渠道防渗节能修复加固工程中具有非常强大的研究意义。

1 渠道防渗常用防渗材料优缺点分析

从大量文献资料和实际工作经验可知，目前无论是农业、工业还是城市供水渠道中，最为常见的防渗材料为浆砌石、预制混凝土板以及现浇混凝土3 种，工程中使用的不同防渗材料具有各自的优缺点，现结合自我工作经验，对上述3 种防渗材料的综合防渗性能进行简单归纳总结。

1.1 浆砌石防渗材料

灌区渠道防渗修复工程中常采用的浆砌石防渗材料，其具有抗冻胀、抗冲刷、抗磨、耐久性好、施工操作较为简便容易等优点，但從大量工程实际应用效果来看，浆砌石的综合防渗效果较其他防渗材料较差，其防渗效果很难满足相关技术规范标准和设计要求，渠道防渗修复加固后很难达到最大渗漏量0.09～0.25m3 /（m2·d）的技术要求。同时浆砌石防渗修复加固方案还受到原材料取材的制约，也就是说该防渗方案主要适用于石料来源丰富、有抗冻胀、抗冲刷、耐磨以及工程地质条件较为优越的灌区渠道防渗节能修复加固衬砌工程中。

1.2 预制混凝土板

预制混凝土板是根据渠道截面要求预先进行混凝土板制作，其优点是修复材料可以在异地制作，且施工技术也较为简单。但是预制混凝土板其需要根据渠槽原模型进行制造，不仅会造成大量的渠槽模型资源浪费，同时该类防渗方案是否能够达到较好的防渗效果，其修复后渠道最大渗漏量是否能够满足0.06～0.17m3 /（m2·d）的技术规范标准要求，主要取决于渠槽原模型制造和现场安装技术水平的高低。

1.3 现浇混凝土

从大量工程实际应用效果来看，现浇混凝土不仅具有综合防渗性能好、抗冲刷和耐久性强等优点，而且采用现浇混凝土进行渠道防渗节能修复加固，其很容易达到灌区渠道修复加固后最大渗漏量在0.04～0.14m3 /（m2·d）的技术要求，同时现浇混凝土在施工过程中不会像浆砌石或预制混凝土板那样受外部因素影响，也就是说现浇混凝土防渗修复方案适用于各类地区和各种运营环境条件下的各级渠道的防渗节能修复加固衬砌改造。但是单一采取上述某种防渗方案，其可能在刚修复后具有较高的防渗效果，但是经过一段时间的运营后，就会出现裂缝、鼓起破坏等不利工况。因此，工程中常将上述几种防渗方案相互结合起来，利用优点间的相互弥补加深，从而有效提高渠道防渗节能修复加固改造效果。

2 复合防渗修复加固方案

目前，渠道防渗修复工程中广泛推广使用预制混凝土板、现浇混凝土和聚乙烯土工膜复合梯形断面防渗节能修复加固衬砌方案。此种复合方案由于其具有较好的防渗效果，在旧渠防渗修复加固改建工程中得到广泛推广使用。采用工厂生产好的土工膜料和预制好的混凝土板，可以在渠道处于停水期工况条件下进行施工，不会影响渠道的正常行水功能。采用现浇混凝土作为土工膜料的防渗层的保护层，其厚度可以由单一的现浇混凝土防渗衬砌的10～14cm 厚度减薄为4～8cm，这样可以有效减少渠道防渗修复改造过程中的混凝土使用量，达到节约投资成本，提高渠道防渗修复加固改造总体经济效益的目的。

3 复合防渗节能修复加固方案应用效益分析

3.1 工程概况

某大型灌区属于水库引水重力自流明渠灌区，其设计可控灌溉面积约为390000hm2，但该渠道实际可控灌溉面积仅为178000hm2，也就是该渠道的渠道水利用系数仅为0.456。该灌区渠道按总干渠、分干渠以及支渠三级渠道进行设计。由于渠道已经运营了20 余年，加上渠道日常检修养护措施的不到位，灌区渠道和很多水工建筑物均发生较为严重的破损，其中干渠破损率高达18.92%，分干渠破损率高达22.81%，支渠破损率高达45.67%，水工闸门损毁率高达81.3%，整个灌区中大约有75%以上的机电设备发生丢失或年久失修等现象，而且整个灌区由于多年未进行自动化设施改造，水位水清观测自动化设施基本没有。不合理的输水和配水，加上灌区农民在使用水资源时，缺乏统一管理监管制度，造成大量的抢水、乱挖乱开、擅自引水等不合理用水现象，造成大量水资源浪费。因此，结合灌区渠道实际情况，采取相应的防渗节能修复加固措施已成为该灌区进行节水节能技术改造研究的一个重要内容。

3.2 防渗方案设计

在结合灌区渠道的实际情况进行认真试验分析后，初步确认灌区总干渠的最大流速按照1.0～1.16m/s 的流速进行设计。在防渗设计方案中初步确定采用防渗土工膜、预制混凝土板以及现浇混凝土相结合的综合防渗节能修复加固方案。在防渗设计方案中，初步确定渠道混凝土板厚为5cm，但在施工图设计时，考虑到渠道加固结构等功能单元需要，决定在施工时将渠道渠底现浇混凝土板板厚增

大到10cm，渠底混凝土预制板板厚增加到7cm；而渠道边坡现浇混凝土的板厚则确定为8cm，对应边坡混凝土预制板厚则确定为6cm；并在渠底和渠道边坡的预制混凝土板下铺设厚度为2.5cm 的M10 水泥砂浆找平层。灌区渠道防渗节能修复加

固改造方案如图1 所示。

3.3 改造经济效益分析

灌区渠道采取图1 所示的复合防渗节能修复加固方案后，其所取得的防渗加固效果十分明显。在未改造前，该渠道每公里水资源损失量高达2.51%，而采取防渗修复改造方案后，该渠道每公里损失量则降为0.73%，也就是防渗修复加固改造后渠道每公里节水达到1.78%，其所取得的节水节能效果十分明显。而且进行防渗修复改造后，渠道过流能力得到大大增加，其挟沙能力也得到进一步提高，渠道淤积量大大减少，由未改造前的0.21～0.38m 降低到小于0.12m，从而有效改造了渠道的运行工况调节。

4 结语

以现浇混凝土、土工膜以及预制混凝土板组成的复合防渗节能修复加固方案，其可以有效提高渠道综合防渗性能水平，降低其运行过程中的水资源损失率，提高渠系水利用系数，具有非常高的防渗修复加固应用价值，在灌区渠道节能节水改造中发挥着非常重要的作用。