潘庄灌区渠道防渗关键技术分析与应用

李书月 李建民 李元波

德州市潘庄灌区运行维护中心

1 引言

潘庄灌区位于山东省德州市西部，东邻李家岸引黄灌区，西部与聊城市接壤，西北部及北部以卫运河、漳卫新河为界与河北省相毗邻。潘庄灌区控制土地面积5867km2，设计灌溉面积500万亩，有效灌溉面积357万亩，承担着向德州市境内齐河县、禹城市、平原县、德城区、武城县、夏津县、陵城区、宁津县等8个县市区工农业生产和城乡生活供水的任务。

2 渠道防渗的重要性

潘庄灌区兴建于1971年，但是受到当时客观条件的影响，工程施工质量、建设标准不高，经过四十多年的运行，渠道渗漏严重。根据调查发现，渠道渗漏已经成为了水资源浪费的重要原因，随着当地农业的发展，对水资源的需求量持续增加，所以要加强渠道防渗研究，采取防渗措施减少渠道的渗漏，提高输水效率，更好的满足农业生产需求。潘庄总干渠全长91.3km，根据渠道的地质条件、工程情况、运行环境、投资不同采用不同的防渗形式，体现出较强针对性，对于提升水资源利用率有很大的帮助。

3 渠道渗漏的原因

潘庄灌区渠道渗漏的原因主要集中在以下几个方面：一是勘测设计方面的原因。当时灌区建设属于“三边”工程，勘测设计时，勘测设计人员由于没有充分做好勘测工作，对基础地形地质构造资料、土壤性质没有充分掌握，考虑不周全，渠道堤防填筑采用就地取土人工填筑而成，存在土质差，抗渗性能差，经过多年运行，出现不同程度的渗漏。二是施工方面的问题。在当时施工条件下，堤防主要以人工填筑，人工夯实，受当时施工技术、方法的限制，工程质量标准不高，在渠道长时间、高水位、大流量的运行条件下，会产生渗漏的问题。三是工程维护工作不到位。工程运行维护费用投入不足，管护人员少，管理工作不到位，工程得不到有效治理，渠道渗漏严重威胁工程的安全运行，影响灌区效益的正常发挥。

4 渠道防渗关键技术的具体应用

4.1 灌浆技术在堤防防渗中的应用

在堤防防渗加固时，充分考虑实际情况，制定出合理方案，有效运用灌浆技术，增强堤防的防渗性能，满足输水的需要，实现预期目标，不断提升渠道质量。根据灌区堤防土层的勘探、土质的检测，灌浆土料的实验，综合分析采用黏土充填式灌浆防渗技术。黏土充填灌浆技术在堤防防渗中，有见效快、投资小，设备简单，施工方便等特点，运用广泛。在实际施工中，要注意施工方法，确保灌浆的质量，才能使堤防达到防渗加固效果。此次灌浆钻孔布置为6 排，排距1.7m，孔距2m，孔深10m。在工程的施工过程中，为保证工程质量，采取分片包干、责任到人的办法，质检人员采取旁站的方式紧盯现场，对每批原材料、每道工序严把质量关，保证了工程质量。

4.2 水泥土在渠道防渗中的应用

由土料、普通硅酸盐水泥及水拌和制作而成水泥土具有就地取材、施工方便、造价低，防渗防冲效果较好等优点。潘庄总干渠徐集桥至瓦王闸段14.43km，该段渠道比降较大，断面小，原有护底工程已经损坏，渠底冲刷严重，左岸大堤存在漏水管涌现象，影响到工程安全运行，经过比较论证采用水泥土护底技术，水泥土厚度直段处20cm，弯道处30cm；水泥土28d 的抗压强度不应低于3.5MPa（按常年输水2.0MPa）；水泥土干密度允许最小值1.5g/cm3，水泥用量占干土重量比为10%（干土容重按1500kg计算），即20cm厚度每平方米30kg。

4.3 混凝土护底及护坡在渠道防渗中的应用

潘庄灌区为满足工农业及生活、生态用水的需求，每年引水230天左右，工程的实施仅有7.8.9三个月的时间，针对施工时间短、且在雨季施工，如何加速渠道防渗建设的速率，经过多年的探索和实践，考虑到渠底和护坡的特点，采用混凝土护底及护坡施工技术，确保达到防渗的标准。灌区采用混凝土板护坡，混凝土板平面尺寸为48×58cm，错缝半板48×29cm。砼强度等级C25,抗渗等级W4,抗冻等级F150，板厚为8cm，预制砼板衬砌一律按下而上逐行安砌，沿两坡垂直水流方向每隔15m设伸缩缝一道，缝宽2cm，伸缩缝采用聚氯乙烯胶泥填充。采用现浇混凝土护底，混凝土板大小采用5m×5m，厚度10cm砼板，强度等级c30，抗冻等级F150,抗渗等级W4,设通缝，垂直水流方向护底通缝宽2cm。经运行实践证明，混凝土梯形防渗渠道，虽然一次性投资较大，但渗漏损失较小，流速较快，水的利用率较高，施工简单易行，施工速率快，使用寿命较长，经济效益较好。

4.4 膜料在渠道防渗中的应用

膜料防渗具有施工简单、适应性强、成本低、应用范围广、防渗效果好等优点。由于其抗拉强度较高,抗穿透能力好，抗老化性能强,土工布表面摩擦力大,防滑效果好,便于安砌或浇筑砼板，因此灌区采用复合土工膜防渗，即两布一膜土工布（每平方米200g/0.3mm/200g）做防渗层,其上再用砼刚性材料做为保护层。在渠道膜料防渗施工中，要掌握膜料和渠道边坡附着的施工技术要领，这样做的目的是可以避免出现膜料破坏的情况。采用膜料防渗是非常简单的，直接摊铺在渠道中，但膜与膜之间不能有褶皱，要留有足够的搭接长度，要根据复杂多变现场情况及时做出调整，制定完善的施工方案，保证膜料防渗施工技术的有效运用，可以取得良好效果。

5 防渗效果

由于防渗技术的应用，渠道输水效果得到了明显的改善，不仅减少了水资源浪费，而且大大提高了利用率，不仅为农业生产提供充足的水源，也产生一定的经济效益和社会效益。

5.1 减少渠道渗漏，提高渠系水的利用率

防渗技术在渠道中的使用,可以大大减少渠道中水量的流失。从使用效果来看,使用防渗技术的渠道,渗漏损失减少了80%以上,以此计算,年节水量可达到上7000万立方米,节水效果明显,具有很大的使用潜力。在渠道中全面使用防渗技术,可以在总体上减少农业用水量,扩大灌溉的面积,提高农业用水的利用率。

5.2 渠底渠坡糙率降低，加快了流速，提高了总干渠水利用系数

使用防渗技术可明显的提高渠道的输送能力,原来渠首闸至马颊河的天数由2.2天减少到2天，缩短了10%，总干渠利用系数由原来的0.87提高到0.94。

5.3 降低了运行维护费用

防渗改造后渠道的耐用性明显提高,在渠道的建设和维护上的成本明显减少,降低了农业灌溉成本,从而获得更大的经济效益。渠道渗漏问题得到了很好解决，输水安全性有了明显提高，节约了巡查防守的人力、物力和经费开支，降低了工程的运行维护费用。

6 结语

综上所述，潘庄灌区渠道防渗关键技术是根据潘庄灌区工程运行的实际情况进行分析，对渠道渗漏的原因进行总结，在此基础上制定出有效的应对策略。随着现代科学技术发展和进步，越来越多的新材料、新工艺的出现，防渗工程也将大规模的得到应用，灌区防渗条件将不断改善，渠道输水率将不断提高，更好地满足当地农业生产的需求，推动农业经济的可持续发展。