试分析水利渠道工程的防渗工程设计

刘产钦

【摘要】渠道防渗是我国目前使用最广泛的节水工程措施，它可以极大地减少农业灌溉用水的浪费，节水潜力巨大。由此可见，水利渠道工程的防渗漏及其设计有着相当重要的作用和意义，本文就水利渠道工程的防渗设计方法就行分析探讨。

【关键词】水利；渠道；防渗；设计要点

引言

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。而渠道防渗可以减少渗漏损失的70%-90%，极大地提高灌溉渠系水利用系数，缓解农业用水供需矛盾，节约的水可扩大灌溉面积，进一步促进农业生产的发展。此外，渠道防渗设计可使渠道渗水量大大减少，使地下水位降低。因此，在我国大力推广渠道防渗工程具有十分重要的意义。

1、水利工程渠道防渗的重要性分析

渠道防渗是目前应用最广泛的节水灌溉工程技术措施，它可以极大地减少农业灌溉用水的浪费渠道采取防渗措施后，可以提高灌溉水的利用率，缓解农业用水供需矛盾，节约的水可扩大灌溉面积，进一步促进农业生产的发展；可以减少渠道占地面积，防止渠道冲刷淤积及坍塌，节约运行管理费用，有利于灌区的管理；可以降低地下水位，防止土壤盐碱化及沼泽化，有利于生态环境和农业现代化建设。渠道防渗是节约用水，实现节水型农业的重要内容。

2、水利渠道工程防渗设计应遵循的原则

2.1 按照建筑物的等级以及设计阶段，遵照相关的规范对现场加以勘察与调查，对拟建水利渠道的基本信息及情况、渠道土壤、建筑材料等相关资料加以充分地收集与掌握，汲取已建渠道防渗与防冻害的有关经验，以及国内外先进的技术成果，认真进行设计。

2.2 贯彻因地制宜、就地取材以及具体问题具体对待的原则，与自然条件如地形、土壤、地下水位高度以及气温，渠道的大小、耐久性以及防渗性等方面的工程要求，水资源供需、地下水以及地表水等结合运用的情况，综合考虑社会经济以及生态环境等方面的因素，进行技术上以及经济上的论证，使得设计方案具有技术方面的先进性以及经济上的合理性。

3、水利渠道工程防渗设计要点

3.1 工程设计前期的准备工作

3.1.1 资料的收集和现场的勘查

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，必須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。

3.1.2 机械、材料、技术、水电等准备

做好施工机械设备、施工用水、施工用材料、技术支持、电以及劳力供给等方面的施工条件的准备工作。

3.2 施工阶段防渗设计

施工阶段水利渠道的防渗漏设计是施工关键，想要有效防治渗漏，就必须做好渠道混凝土衬砌施工，从施工材料到施工技术全程严格把关，加强质量控制和验收，从而达到节约水资源、防渗漏的目的。

3.2.1 加强混凝土衬砌渠道防渗设计的地基处理

对混凝土衬砌渠道防渗的地基进行处理，首先应该根据不同的地形现状，正确、合理地对渠道衬砌基础加以处理，对于那些需要开挖地方或者需要填补的区域一定要按照相关的标准进行开挖或者填补，对地基进行严格地夯实与平整，做到渠道衬砌密度的质量要求，对于改建渠道而言，应该尽可能早地扒松渠道基土，并使之尽早风干，然后再讲这些经过风干的基土重新回填，并分层对其进行夯实处理，对于渠道内部的腐质土、垃圾以及淤泥等应该彻底清除干净。

在实际的施工过程中，往往会出现渠道开挖或者回填与事先设计好的方案之间的误差较大，对于这个问题的处理，就可以采用多次修坡的方法进行施工来完成。为了能够很好地确保渠道混凝土衬砌的质量，渠道削坡施工应该在混凝土浇筑之前加以实施。当削坡出现过度性的问题的时候，应该采用与现浇同标号的混凝土加以填充，或者可以采用新土回填夯实。

此外，还要做好必要的临时性的排水系统，为了能够保证渠道混凝土衬砌的渠床符合相关的施工要求，提供效果较好的施工条件，以防止渠基处理不到位而引起的水利渠道工程的渗漏。

3.2.2 混凝土衬砌渠道防渗支模的设计

混凝土衬砌过程中防渗支模技术要求高，考虑到水渠施工情况，衬砌模板选用钢模，这样钢模可发挥自身利于散热的特性，确保施工稳定。需要注意的是，钢模安装必须在稳固的基础上，还要具备足够大的支撑面积，以避免模板发生滑动或倾覆现象，拼装时要严格按照施工技术要求规范进行，模板尽量平整，以免产生漏浆现象、位移或者变形现象，尺寸偏差值不超越施工规范中的标准值。同时施工时，可以考虑使用预制U型槽技术来保证尺寸。

施工完成后要对防渗设计效果进行评价，观察是否存在泄露问题，比如渠道设计水位高于地下水位可能会存在泄露现象要及时进行调整，渠基位于透水层上也会造成泄露，要根据评价结果及时进行补救，以确保施工质量和效果。

3.3 防渗渠道的断面设计

在防渗渠道的断面设计选择中，明渠可选用矩形、梯形（包括弧形底梯形、弧形坡脚梯形）、U形和复合形；无压暗渠可选用城门洞形、箱形、正反拱形和圆形。其中梯形断面施工简便、边坡稳定，在地形，地质无特殊问题的地区，可普遍采用。

而梯形与U形的渠道抗冻和抗变形能力较强，因此在北方得到了广泛的应用。其中梯形断面还有弧形坡脚梯形和弧形渠底梯形两种，这两种断面比直线梯形的水流分布均匀，流速也比较快。其渠底具有一定的反拱作用，可以增强抗冻能力，也使渠道的整体性得到了提高，适用于大中型渠道。

4、水利渠道防渗工程设计应注意得事项

4.1 设计材料问题

我国的水利渠道工程多是混凝土结构，其耐久性好、防水效果佳、强度高，但在实际的灌溉应用中，其结构适应性差、返修费用较高，而且极其造成泥沙淤积，而且在石料缺乏的地区，建设的成本也相对较高。

因此，在对农田水利渠道设计时，必须要突破常规，在材料的选择上要大胆尝试，可以选择一些经济实用的新型施工材料。尤其是在水资源相对比较紧缺的地方，设计人员在材料的选择上要尽可能地满足轻薄、损水程度小的材料。如设计人员在渠道衬砌环节施工时应采取塑钢槽和塑料管等材料，这种材料施工方便，而且在供水问题上也比较实用，既可以保证通水的流畅性，又可以节约水资源。

4.2 考虑不同环境的水渠设计

首先，北方地区的水量较少，因此对防渗性能要求较高，尽量采用混凝土或沥青混凝土等结构。而且由于冬天的冻胀原因，其伸缩缝必须进行严格处理。其次，在气温较低的地区，渠道的设计要避免因冻害而导致渠道坍塌，防渗结构遭到破坏。再次，在地形平坦的地区，其水流速度较低，容易造成淤积，因此在设计渠道时要考虑好渠道坡度问题。

5、结束语

总之，水利工程渠道防渗是节约用水、实现节水型农业的重要内容，如按我国渠系水利用系数提高0.1计算，则每年可节约用水量344.5亿m3。由此可见，渠道防渗的节水效益十分显著。因此，我们应该注重对渠道工程加强防渗设计处理，遵循一定原则做好渠道防渗，减少渠道水资源的渗漏及浪费。

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