溆水灌区罗家坡倒虹吸管防渗加固方案分析

李中亚

（湖南省溆水灌区管理局，湖南 怀化 419300）

1 工程概况

溆水灌区位于湖南省溆浦县境内，于1975年动工修建，建成取得效益在1983 年，设计灌溉面积2.08 万hm2，有效灌溉面积1.52 万hm2，灌溉涉及溆浦县14 个乡镇，总人口49.93 万人，其中农业人口占41.31 万人。灌区现有土地面积5.61 万hm2，现有耕地面积2.15万hm2。现在作物主要是种植水稻，是溆浦县的主要产粮基地和水果林木生产基地。经过多年的建设，现已形成以深子湖水库和千工坝为主要水源，金家洞、杉木塘2座中型水库为骨干，以其他基础设施为补充水源的一个蓄、引、提相结合的“长藤结瓜”自流灌溉体系。

溆水灌区罗家坡倒虹吸管道位于湖南省溆浦县双井镇百花村、杉木塘支渠K7+500～K8+722桩号之间，管道为现浇混凝土管。管道部分掩埋于地下，部分外露于地上，管道存在一定坡度和拐弯，内径1 100 mm，最大高差40 m，长度为1 222 m，管道每5 m 设置一道伸缩缝，每道伸缩缝外采用混凝土套环包裹，整个倒虹吸管道共有6个检修口，7个镇墩。倒虹吸管道经多年运行，存在管道局部阻水、管身裂缝及多处伸缩缝渗漏，因渗漏和阻水情况比较严重造成了大量水资源浪费，不仅对下游农田灌溉产生了较大影响，渗漏还造成了倒虹吸管道沿线附近的部分农田被冲毁、农作物被淹没等现象，当地的老百姓反响很大，管道防渗加固势在必行。

2 管道渗漏原因分析

管道渗漏主要表现为管道伸缩缝部位和管道局部裂缝，渗漏情况相对严重，有渗水，滴水，射流等不同程度的渗漏现象。管道局部裂缝渗漏和伸缩缝部位渗漏的原因主要是管身受力不均，致使管道沉降变形，而管道的受力不均，主要是受外界环境影响所致，因为管道修建穿越了山地、农田、公路和河流等，多年的运行过程中，管道受到公路车辆行驶、农田耕作等影响，使受力时大时小地在发生多次变化。当外界压力超过管道承受范围时，相应的问题就会产生。该倒虹吸管道管道局部裂缝渗漏和伸缩缝部位的渗漏就是在这种环境条件下产生的。

管道产生渗漏后，通水时由于管内存在水压，渗水会影响农田耕作，也会对管道基础造成不稳定性，久之可能会导致管道坍塌；在管道内不通水时，农田水土会流入管内，久之还导致管道淤积堵塞。

随着管内的水流流失，长年累月，使管外基层结构更加松散，承受压力的能力就更弱，当外界压力发生变化时，管道的受力条件也在发生变化，伸缩缝部位这些管道的薄弱点，渗漏将会持续加重。

3 处理方案分析

3.1 方案比选

将输水倒虹吸管的防渗修复方法主要采用：一是把现在已有的管道修复加固处理，主要修复方案如PE衬管，软衬法及局部修复方法；二是更换新的倒虹吸管，先清除后重新修建。

表1 方案比选表

经多种方案进行对比分析后，故选择采用软衬法及局部维修加固相结合的方案进行修复处理。针对管道2#检查井到3#检查井之间采用软衬法，拟定工程量50 m，其他部位采用局部修复处理。

3.2 管道防渗加固处理设计

3.2.1 软衬法

首先将选取软衬法处理的管道内部清理干净并对管壁局部缺损进行修补，再用SCL W35252 锚固型防腐防渗膜（以下简称SCL 防渗膜）作为衬垫，利用机械设备以牵引的方式将SCL防渗膜牵引入管道内，接着给防渗膜衬垫加注清水将衬垫撑起。使用高微浆SG100 把防渗膜与管道内壁之间的间隙填实。使高微浆SG100料凝结后与管内壁粘连成整体，使防渗膜由锚固键与高微浆锚固在一起，即构成了管道内衬结构，软衬法防渗加固示意见图1。

图1 软衬法防渗加固示意图

该方案优势如下：SCL 防渗膜表面十分光滑，糙率系数较小，可提高水的输送能力；耐化学腐蚀性能与精良的耐磨性能比较突出，使用寿命较长；SCL 防渗膜它是一类高分子的树脂物质，具有安全稳定的性质，科学使用时，即便在非常复杂的气候环境，仍然能够保持产品安全良好密封性能；比较好的抗撕裂性与比较好的抗热变形性，能够很好地适应其再次变形；精良的抗压性能和高密度防渗透性能，防渗效果十分明显；施工不需要进行土方开挖，既省工又省时。

3.2.2 伸缩缝渗漏处理设计

局部处理的管道伸缩缝采用化学注浆法及SCL 防渗膜进行处理。由于管道渗漏是在伸缩缝部位，伸缩缝部位是一个活动变形的位置，必须采用弹性密封材料进行处理。故工程采用化学灌浆法与SCL防渗膜进行处理，伸缩缝SCL防渗膜安装示意见图2。

图2 伸缩缝SCL防渗膜安装示意图

对管道内壁清理后，采用堵漏材料将伸缩缝表面封堵。然后沿伸缩缝安装注浆嘴，进行注浆处理。注浆料选用SG203化学灌浆液，SG203化学灌浆液是一种在水中可快速固化的止水材料，且固化体富有弹性，可适应结构变形需要。

灌浆后，在伸缩缝隙表面装好SCL 防渗膜密封好，SCL 防渗膜采用不锈钢板压条和螺丝钉固定好，并将其用密封材料密封好。

该方案具有如下优势：SG203 化学灌浆液止水速度快，效果好；SG203 化学灌浆液固化体为弹性结构，可适应伸缩缝变形需要；SG203化学灌浆液为高分子材料，固化后耐腐蚀，不分解，使用寿命长；耐化学腐蚀性能与精良的耐磨性能比较突出，使用寿命较长。

3.2.3 管壁裂缝处理

对管壁横（斜）向贯穿性裂缝采用化学灌注浆方法进行修复，然后表面粘贴缝宝进行密封处理。先将管内壁洗净再施工，找到裂缝位置。注浆需在灌浆嘴装好后再注浆，注浆料采SG203 化学灌浆液。灌浆结束后，粘贴SCLW301 缝宝进行密封处理，缝宝采用高微浆SP202粘贴管壁渗漏处理。

3.3 管道防渗加固处理施工

3.3.1 管道软衬法施工

施工流程：施工前期准备—管道缺损修复及清理—铺设安装SCL 防渗膜—SCL 防渗膜密封固定—防渗膜内灌水支撑—灌浆施工—最后检查质量。

施工工艺：材料进场前先布设施工场地再安排好施工设施设备，如水、电等。将软衬管道内的所有杂物清洗干净，把SCL防渗膜拉入管道中要用上卷扬机，通过测量及计算确定尺寸、长度，防渗膜要提前预制焊接好，防渗膜焊接应。在安装完成SCL防渗膜后，应在管道两端部位安装密封条，并使用锚固板和螺栓将防渗膜牢固地固定在管道内壁上，以确保管道的安全性和可靠性，并固定好注浆成型管道。将管道两端紧密封闭，然后加入清水，利用水的压力将SCL 防渗膜支撑并牢牢固定在管道上。防渗膜和管道形成一个整体需从注浆嘴中注入SG100高微浆，使SG100高微浆充满防渗膜与混凝土管道之间的缝隙。

施工方案编制：先进行现场查看，根据工程实际情况，编制施工方案。

技术施工交底：在根据已制定好的计划完成各项工程建设工作后，把工程技术质量情况汇报给有关工作人员，对工程项目的质量情况进行技术交底。对施工的人员实施必要的技术培训和考试。

方案执行：严格按照方案施工，遇到问题及时向管理人员报告请示，进行有效的处理。

管道清理：管道内部清理冲洗好后必须保持干干净净。

内衬质量检查：在进入施工现场之前，应当对使用钢筋预制的防渗膜内衬进行严格的质量检查，一旦发现有任何需要修补的地方，应立即采取措施，以确保其完好无损。其次，还要将内衬的规格精确测定好，以保证防渗膜内衬和管道内部结构的实际尺寸相符合，并检验在钢筋搭接部位的焊缝是否符合质量要求，如不符合要求，则需要及时进行焊接。

3.3.2 伸缩缝处理施工

施工流程：首先布置灌浆孔、安装好注浆嘴，然后进行封缝、开始灌浆、质量检查、清除灌浆嘴，最后安装SCL 防渗膜并固定。

施工工艺：布置灌浆孔——按照伸缩缝实际情况500～800 mm的距离设置每个注浆用的孔并洗净注浆孔。安装注浆嘴——伸缩缝中间钻孔，将止水针头注浆嘴插入孔中再拧紧针头。封缝——对伸缩缝隙用堵漏材料封堵止浆。灌浆——将灌浆用的液体用灌浆泵从下至上灌进孔里面，灌入时需根据仪器显示的数据和裂缝的变化，确定灌浆最高时的压力需对灌浆的压力进行调整。清除注浆嘴——检查完成后把注浆嘴清除并磨平。最后装好SCL防渗膜，SCL防渗膜厚2 mm，宽200 mm，使用不锈钢板压条和螺丝钉固定好，并粘贴SC602自粘胶带进行封闭处理。

3.3.3 管壁裂缝处理施工

施工流程：首先裂缝清理、布置灌浆孔、安装注浆嘴，然后封缝、灌浆，最后检查、清除注浆嘴、粘贴SCLW301缝宝。

施工工艺：清洗干净渗漏的管壁，将具体裂缝位置找到后再清洗干净；布置灌浆孔按照伸缩缝实际情况500～800 mm的距离设置每个注浆用的孔并洗净注浆孔。安装注浆嘴——伸缩缝中间钻孔，将止水针头注浆嘴插入孔中，拧紧针头即可。封缝——对伸缩缝中的空隙用堵漏材料封堵止浆。灌浆——将灌浆用的液体用灌浆泵从下至上灌进孔里面，灌入时需根据仪器显示的数据和裂缝的变化，确定灌浆最高时的压力需对灌浆的压力进行调整。清除注浆嘴——检查完成后把注浆嘴清除并磨平。最后粘贴SCLW301 缝宝，缝宝采用SP202 高微浆粘贴，高微浆根据产品说明书要求进行配制使用。

4 结语

溆水灌区罗家坡倒虹吸管采取以上防渗加固方案处理后，已经过几年的灌溉运行，目前运行良好。综合来看该方案不仅防渗效果显著，还能在一定程度上延长倒虹吸管的使用寿命，减少了倒虹吸管日常维护的工作量和维护成本，提高了水资源利用率，在近两年的抵御严重干旱灾害中发挥了巨大的作用。下一阶段，随着溆水灌区续建配套与现代化改造工程的有序推进，还将对灌区其他类似情况的倒虹吸管、渡槽等渠系建筑物继续实施防渗加固改造，届时灌区安全运行状况将得到进一步改善，灌区粮食高产稳产、农民增收将得到更有力的保障。