宝鸡峡灌区复合式渠道防渗技术浅析

王琳娜

（陕西省宝鸡峡引渭灌溉管理局，陕西 咸阳 712000）

渠道防渗是减少渠道输水渗漏损失的工程措施，不仅能节约用水量，而且能降低地下水位，防止土壤次生盐碱化和渠道冲淤坍塌，加大水流流速，提高输水能力，减少工程费用和维修管理费用。渠道防渗作为一项节水技术措施，近年来在宝鸡峡灌区节水改造项目中得到了大量应用，取得了显著的节水效果。

1 传统渠道防渗技术措施的优缺点

渠道防渗技术措施可分为两类，一类是通过压实、抹光、掺入化学材料等措施，减少土壤空隙率，以提高土壤抗渗透性能；另一类是采用混凝土、塑料薄膜、土工织布、砌石、三合土、水泥土、粘土等不同材料，在渠床设置防渗层。这两类措施，都可以达到减少渠道渗漏损失的目的。

宝鸡峡灌区建成运行四十多年来，渠道防渗分别采取土料、砌石、混凝土、膜料、混凝土下铺土工膜复合式等防渗技术。

（1）土料防渗：主要应用于斗分渠等田间渠道防渗，其优点是可就地取材，成本低，技术简单，方便易行；缺点是耐久性不强，经过多次的冻融，防渗层会变得松散，甚至被剥蚀，会使防渗作用降低。

（2）砌石防渗：主要应用于支渠及重点斗渠防渗，其优点是取材方便，容易施工，具有较强的抗冲磨性和抗腐蚀性，能够承受较大的渠道流速；缺点是经过长时间水流冲刷及冰雪冻融作用，砌石临水面接缝处容易破坏，造成砌石体淘空空肚，对渠道安全造成不利影响。

（3）混凝土防渗：主要应用于干渠及重点支渠防渗，其优点是防渗效果好，耐久性强，糙率小，强度高，适应性广泛；缺点是抗冻胀变形能力差，成本偏高。

（4）膜料防渗：主要应用于渠道临时性防渗，其优点是原料轻便且易于运送，张弛能力强，用方便且造价低，抗腐蚀和抗渗透能力强；缺点是寿命短，容易被刺破，因料面光滑而与土地缺少摩擦而造成边坡不稳。

（5）混凝土下铺土工膜复合式防渗：这种防渗技术措施的要点是，在已处理好的渠床基础上先铺设一层土工布，然后在其上浇筑混凝土，以达到防冲防渗的目的。这种技术措施防渗效果好，并能起到一定的保温作用，减轻了冻胀破坏，是一种新兴的抗冻、抗冲、防渗措施。

2 复合式渠道防渗施工

近年来，宝鸡峡灌区在渠道防渗中广泛采用了混凝土下铺土工膜复合式防渗技术，取得了良好的效果。

1）基础处理。根据宝鸡峡灌区实际，渠道基础处理主要采取了以下方法：如渠基含水量很大，甚至为饱和状态时，采用风干、抽排、翻晒等方法，降低基土含水量，以便于填筑施工；过流较大的重要干支渠，采用换填土方法对渠基进行处理；流量小于2.0 m3/s的支渠,首先进行清淤和清理基土，再进行填筑；大于2.0m3/s的支渠，采用局部填筑补齐的方法填筑，且填筑面宽度一般应较设计加宽50 cm以上。

2）土工膜的加工和铺设。宝鸡峡灌区采用的复合土工膜规格为一布一膜，面层为100~150 g/m2的土工布，底层为不小于0.25mm厚的聚氯乙烯膜。

①剪裁。根据铺膜基槽断面尺寸大小及段长剪裁。纵向铺设时，首先按基槽的断面尺寸计算所需膜料的幅数；横向铺设时，以铺设基槽断面的长度为一幅。剪裁的长度应以其大块膜料便于搬运和铺设为宜。

②接缝处理。土工膜的接缝处理是一个关键工序，直接影响防渗效果。一般的接缝方式有：①搭接：搭接宽度宜大于15 cm；②热焊：宜于稍厚的土工膜基材，焊缝搭接宽度不小于5 cm。根据宝鸡峡灌区多年的实践证明，防渗土工布的厚度应不小于0.25 mm，否则容易产生气孔而降低防渗效果。宝鸡峡灌区大都采用焊接法，焊接搭接宽度一般不小于10 cm，采用双焊缝焊接。

③铺设。铺设前应将基槽表面洒水湿润,以保证膜料能与基床紧密贴合。纵向铺设时，将按设计尺寸加工的大幅膜料叠成“琴箱”式，先横向放在下游槽内，再将一端与先铺好的膜料或原建筑物在现场焊接,再向上游拉展铺开；横向铺设时，由渠道一岸经渠底向另一岸铺设，铺设速度应和混凝土浇筑速度同步，以避免膜料裸露时间过长。

3）混凝土板浇筑。一般采用人工浇筑法或机械浇筑法。宝鸡峡灌区在渠道防渗工程中，对断面尺寸较大的干支渠道大都采用人工浇筑法；对断面尺寸较小的支斗渠采用U型渠衬砌机浇筑法。

①人工浇筑法。主要应用于断面尺寸较大的干支渠工程。其施工工艺为：在铺设好的土工膜上安装侧模——混凝土入仓振捣——侧板浇筑成型——养护——安装填充伸缩缝。底板浇筑按照同样顺序施工。

②机械浇筑法。主要应用于断面尺寸较小的支斗渠工程。其施工工艺为：在铺设好的土工膜上安设渠道衬砌机——混凝土入机仓——匀速行进——渠道成型——切设填充伸缩缝——养护。

③伸缩缝处理。采用水利部西北水科所在聚氯乙烯油膏基础上研制的性能与其相同,但造价相对较低、止水效果好的新型伸缩缝止水材料——焦油塑料胶泥进行填缝止水。

3 复合式渠道防渗技术施工保障措施

1）基础处理时应注意全面彻底清理渠床基础上的腐殖土等杂物，对水流冲刷形成的空洞、蜂窝采用灰土或黏土进行填充找平，并通过人工或机械进行平整夯实。

2）土工膜铺设时应注意不能绷得太紧、不得打皱，拼接要牢固，两端埋入土体部分呈波纹状。所铺的土工膜上应用厚度7~10 cm的C15混凝土作为保护层，以保护膜料不被外力破坏和防止其老化。施工时，应避免石块直接砸在土工膜上。土工膜与周边结构物连接时，应采用膨胀螺栓和钢板压条锚固，连接部位要涂刷厚2 mm的乳化沥青粘接，以防发生渗漏。

3）混凝土板浇筑时模板应分块间隔安设，按照1—3—5—7—9或2—4—6—8—10的次序依次浇筑，这样可以提高施工效率。养护时应根据现场施工条件，采用洒水养护、覆膜养护、草袋养护等措施进行混凝土养护。

4）冬季施工时，应采取调整配合比、掺用引气剂、掺加早强剂、蓄热法、外部加热法、抗冻外加剂等方法，防止冰冻破坏，保证混凝土浇筑质量。

4 结语

宝鸡峡灌区近年来的实践证明，复合式渠道防渗技术能够使混凝土和土工膜两种材料实现优势互补，具有显著的济技术性能。一是防渗效果好。其渗漏量是单纯的混凝土防渗材料的1/6，是砌石材料的1/13，是不防渗土渠的1/21。二是延长了渠道的使用寿命。土工膜防渗层铺在混凝土保护层下，其寿命可达30年以上。同时，膜料防渗层可以保温，有效减轻冻胀破坏，减少混凝土保护层裂缝，延长工程寿命。三是与单纯的混凝土防渗材料相比，两者投资大体相当，但防渗效果却大大得到了提高。因此，对于北方灌区来说，采用混凝土与土工膜复合防渗技术，是一个费省效宏的渠道节水措施，值得大范围使用和推广。