浅谈渠道防渗材料的应用

雒成远

（甘肃省引大入秦工程管理局，甘肃兰州730300）

我国是一个农业大国，农业用水占用水总量的2/3 左右，但人均水资源占有量仅为全球人均水资源占有量的1/4，因此要大力推广节水技术。渠道防渗措施是减少水资源在输送过程渗漏损失的重要途径，也是节约用水的工程基础。

1 渠道常用的防渗材料

目前普遍常用的防渗材料主要有土石料、混凝土、沥青混凝土、防渗膜等作为渠道的防渗层，或者是上述材料的2 种及2 种以上联合应用，形成复合防渗结构，以取得更好的防渗效果。在实际使用时，需要根据渠道所在地质地形条件、气候类型、工程规模等级、设计流量大小、防渗要求、正常使用寿命等，结合当地材料的资源储备及市场采购、运输的便利性合理选择使用。

1.1 土料防渗

土料防渗分为两种：一种是单纯的将渠道基底基础土进行机械或人工夯实，这种方式在农田灌溉小的农渠或者毛渠上比较常用，防渗效果一般；另一种是在渠床表面铺填适当厚度的三合土、黏砂混合土、灰主等，然后碾压夯实，起到一定的防渗作用。使用土料作为防渗层防渗，防渗作用有限，好处是施工简便，易于操作，造价便宜；缺点是防冲抗冻和耐久性差，适用于气候条件温暖的地区和流量较小、坡降平缓的渠道。

1.2 石料防渗

常用的石料主要有块石、卵石、条石等，多用于石料资源储备丰富，便于采集运输的地方，通过干砌石或浆砌石的形式砌筑于渠坡，起到防冲刷、抗耐磨的作用。优点是使用期限长，耐久性好，防渗效果优于土料防渗；缺点是无法机械作业，只能人工施工，需要投入大量的人工劳动力，施工期长，对施工人员的砌筑水平有一定要求。

1.3 混凝土防渗

混凝土防渗属于最常见的一种防渗形式，一般有预制板、预制块、“U”形槽、现浇混凝土、钢筋混凝土等几种。预制板或预制块多铺设在渠床或渠道边坡，其下一般铺设砂浆垫层过渡层、土工膜、聚苯乙烯泡沫塑料保温板，综合应用，兼具防渗、防冻胀破坏。“U”形槽预制铺设多用于流量较小的农田灌溉渠道，对渠道基底基础一定要夯实，尤其是填方段，需要逐层铺筑碾压，再开挖成型，同时按照设计要求设置伸缩缝。混凝土预制板、预制块、“U”形槽铺设渠道根据工程规模大小需要考虑附近有预制厂或自行筹建预制厂。

现浇混凝土、钢筋混凝土渠道适用范围广，可用于各类地质、地形、气候条件的大中小型渠道，防渗性能优良，防冻性、抗冲性、耐久性好，便于人工及机械化作业，但需要考虑砂石骨料的采集运输便利性。

1.4 沥青混凝土防渗

沥青混凝土结构上有一定的柔韧性，适合各种渠道断面结构形式和地形，防渗效果好，抗冻害性能良好，投资和混凝土接近，不足之处是施工和生产料源时对空气环境有一定的污染，需要考虑附近沥青料源的提供是否便利。沥青混凝土防渗有两种形式：一种是整平胶结层；另一种是无整平胶结层。在岩石地基或坚硬的砂岩、岩土地基上多考虑使用整平胶结层，按流量大小和工程规模一般选择铺设5～10 cm厚为宜，每隔5 米左右设置横向伸缩缝；同时为了预防和降低沥青老化，增强防渗效果，在沥青混凝土表面涂刷2～3 mm厚度的沥青玛蹄脂作为封闭层。

2 新型渠道防渗材料

目前国内外涌现出的新型防渗材料体现了渠道防渗由单一材料向复合材料转化的趋势，新型材料主要有土壤固化剂、固化土、复合土壤胶结料等。

2.1 土壤固化剂

土壤固化剂是20 世纪90 年代我国从日本引进的土壤固化新材料，其与传统的水泥、石灰、粉煤灰等固化材料不同，具有适用范围广、施工简便、施工期短、造价低廉、质量有保证等优点。其主要特点：适用范围广，可用于不同类型及粒径的土壤，根据工程施工工序及工期要求可以调整固结时间；固结后土体的体积收缩变化小，抗渗性能及抗裂和抗冻能力得以极大提高；便于开展机械化作业，施工速度快，有利于节约工期。

2.2 固化土

固化土作为一种新兴的渠道防渗措施，在实际应用中取得了良好的防渗效果。其通过化学或生物技术在土体中掺入一定比例的水泥或其他凝胶材料达到固结土粒的目的，从而使其强度提升，增强土体的稳定性和抗渗性，在施工中可减少挖方及弃土，减少对周围地质环境的扰动，有利于生态环境保护。

2.3 复合土壤胶结料

复合土壤胶结料是由氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、硫酸亚铁、粉煤灰、矿渣等按比例混合后用球磨机磨碎，过120 目筛而成。作为一种高性能环保型新材料有以下几方面特点：一是稳定性能好；二是粉煤灰、矿渣等便于就地取材，工程造价低；三是适用范围广，基本上和水泥的适用范围相同，广泛用于堤防加固和渠道防渗；四是凝结快，比水泥快1 倍，养护时间缩短2/3；五是保质期长，比水泥长1 倍。通过调整组成改进配合比例，提高了固化土体的强度和耐久性，从而起到防渗的作用。

3 防渗膜

防渗膜一般指塑料薄膜、土工膜、沥青玻璃纤维布或者其他高分子聚合物复合类薄膜，其性能稳定，具有一定的抗冻性，防渗效果优良，能适应一定的变形，在渠道防渗中广泛使用。聚乙烯膜在各类土工合成防渗膜料中占据主导地位，其常用厚度一般为0.1～0.3 mm。

膜料防渗的特点：一是防渗性能好，一般可以减少渗漏量的90%左右。二是防渗膜质地柔软，具备一定的延伸性和抗拉性，对地形变化的适应能力强，可用于各种形状的断面及可能发生沉陷和位移的渠道。三是耐腐蚀性强。其不受酸、碱和土壤微生物的侵蚀，稳定性和耐腐蚀性能好，除广泛用于各类引水渠道外，还可用于排污渠道及排碱渠道的防渗。

明铺式膜料防渗的优点是渠床糙率较小、工程量小、铺设简便；缺点是膜料直接受阳光、大气的作用，容易老化和受到外力破坏，使用寿命短。因此，膜料防渗多用埋铺式，其结构一般包括膜料防渗层、过渡层、保护层等。无过渡层防渗结构适用于土渠基和用素土、水泥作保护层的防渗工程；有过渡层的防渗结构适用于岩石、砂砾石、土渠基和用砂砾石、石料、现浇碎石混凝土、预制板、预制块作保护层的防渗工程；当采用复合土工膜做防渗层时，可不再设过渡层。

4 结语

随着科技水平的发展，渠道防渗新材料、新工艺、新技术不断出现，需要人们在实际应用中进行尝试和试验，通过后期运行实践检验其施工便利性、经济可行性和实际效果，科学合理选择经济适用的防渗措施加以推广应用。