水利工程中混凝土衬砌渠道渗漏措施耿继胜

水利工程中混凝土衬砌渠道渗漏措施耿继胜

耿继胜

山东黄河工程集团有限公司山东济南250000

摘要：渠道防渗材料和技术措施很多，采用混凝土衬砌渠道防渗是目前用的最多的防渗技术措施。渠道防渗技术是当前减少渠系输配水损失的主要措施，混凝土衬砌渠道是防渗用的最多的形式。做好渠道混凝土防渗工程是提高现有灌溉工程效率，提高渠系水利用系数，节约用水，扩大灌溉效益的重要途径。

关键词：水利工程；混凝土衬砌；渠道渗漏

引言：水利工程施工过程中，应用衬砌混凝土施工技术不仅能够提高水利工程的施工质量，还能够使水利工程避免出现坍塌、围堰变形等问题，真正的保证了水利工程的运行安全性。衬砌混凝土施工技术在施工过程中其应用环节较多，因此必须要保证灌注、运输及压浆等环节的质量。

1混凝土防渗的优缺点

1.1混凝土防渗优点

1.1.1防渗漏效果好

混凝土衬砌渠道，一般能减少渗漏损失达90%以上，渠道水利用系数可达0.95。

1.1.2耐久性好

加强维修养护，混凝土衬砌渠道可运行30a以上。

1.1.3糙率小

混凝土衬砌渠道可减少沿程水头损失，糙率在1.20～1.70×10-3范围内。而且，允许流速大，一般为3～6m/s。坡降较陡时连接建筑物，可缩小渠道断面，减少土方工程量和占地面积，节约投资。

1.1.4衬砌后强度高，方便管理

采用混凝土衬砌的渠道相比用其他材料强度高，可有效防止动、植物穿透和其它外力的破坏，便于管理和节约运行维护成本。

1.1.5适应性广泛

混凝土浇筑部分通常采用预制构件进行装配，受气候条件影响小，可工厂批量化生产，不受季节限制。预制构件质量易于保证，还能很好利用渠道停水或灌溉间隙进行现场装配，加快施工进度，适应一些施工季节较短的灌区。

1.2混凝土防渗缺点

混凝土衬砌渠道适应变形能力差。混凝土凝固刚度大，适应变形能力差，这就要求地基要压实，防止沉陷造成破坏。还要注意变形缝的设置，防止热胀冷缩温度变化破坏。另外造价偏高。渠道衬砌在缺乏砂石料地区，由于不能就地取材，混凝土衬砌造价会偏高。

2混凝土衬砌防渗渠道断面形式

2.1梯形断面形式

防渗渠道也是多种多样，采用最多的断面形式还是梯形，尤其是较大规模渠道断面一般都采用梯形断面。梯形断面稳定性好，断面利用率高，施工时便于开挖，运行时容易维修养护。

2.2矩形断面形式

防渗渠道采用矩形断面，具有施工开挖量少、占地省、水流条件较好等特点，适宜在山丘及穿村渠道。

2.3U形断面形式

U形渠道断面形式衬砌具有防渗效果好，水流条件佳，占地少，适应温度变形能力强，投资少，寿命较长等特点。U形断面适宜于小型渠道。

2.4复合形断面形式

在流量变化较大的情况下，宜采用复合型渠道断面。

2.5其它改进断面形式

为了改善过流条件，适应热胀冷缩变形，可以因地制宜采用弧形渠底梯形、弧形坡脚梯形以及半圆形等等。

3渠道混凝土防渗技术措施分析

3.1科学规划优化设计

渠道防渗科学规划优化设计很重要，应结合实际，考虑施工技术水平、造价、耐用、运行安全、维修方便等因素，合理确定防渗规模、范围、防渗材料及断面形式、结构尺寸等技术方案，忽略哪一方面就达不到预期效果，也就称不上科学规划优化设计。新三义寨引黄灌区在一期干渠建设中，受资金、时间等因素影响，规划设计比较仓促，渠道仅衬砌边坡，护砌高度也偏低，边坡衬砌每10m一分缝，加之冬季施工防护不够，出现了渠坡裂缝、冲刷、塌陷、滑坡等问题，影响力工程的正常运行。二期渠道混凝土衬砌采取全断面衬砌，每5m分一道横缝，并考虑防冻要求等科学规划设计，精心规范施工，确保了工程质量。渠道运行20多年来基本完好。

3.2施工技术措施

3.2.1严格控制回填土的施工质量和标准

渠道衬砌通常是在原有不平整的渠床上实施，严格控制回填土的质量十分重要。压实削坡比较容易做到做好，少量回填压实达到设计标准和要求比较困难。采用小型机械碾压振捣、人工夯实要求精准细作。对于砂质土壤就很难做好，经实验研究采用“水力充填”的重新造床施工方法，成功解决了这一关键技术难题。新三义寨、人民胜利渠灌区采取“水力充填”办法，利用渠道中淤积的泥沙，用水力挖塘机冲泥抽沙输送到事先在渠边坡上围埂内沉淀，使土体压实度达到设计要求。这个办法在很多引黄灌区得到应用，效果很好。

3.2.2防冻胀施工技术

混凝土防渗渠道防冻胀措施很多，除了从优化设计方面注意衬砌断面结构形式，合理确定有关尺寸外，还有以下几种措施：一是在混凝土中添加防冻剂或粉煤灰和木钙。二是在衬砌底板与基土之间设置保温层[1]。三是对渠床土体进行置换、隔水、排水等方法处理；具体使用什么方法要因地制宜，不可生搬硬套。河南省大型灌区地理位置多属暖温带气候，冻胀裂缝大多在渠道背阴坡面，宜采用混凝土中掺粉煤灰和木钙的方法，此法在人民胜利渠和新三义寨等多个灌区都取得了令人满意的效果。

3.2.3不良地质条件渠段的技术处理

对于黏土夹层土质的地下水处理，采用井点排水效果差，仓面会有明水。采取挖排水沟（齿槽）加集水坑，仓面挖小排水沟引水入集水坑集中排走，浇注混凝土时可保持仓面无明水。对于稀泥段的处理，采用人工挖除、垫碎石、回填砂土等办法处理后再进行衬砌。

4水利工程渠道防渗施工管理的策略

4.1提高认识，加大渠道防渗力度

渠道防渗对减少渗漏提高渠系水利用率，节约用水潜力巨大，目前全省渠道防渗长度只有60%左右，任务仍旧很大，应在全省加强宣传力度，提高各级领导干部及广大群众意识，积极筹措资金，加快渠道防渗工程建设步伐[2]。

4.2加快防渗新材料的研究与推广

渠道防渗使用的传统材料有灰土、水泥土、砌石、混凝土和沥青混凝土等。随着防渗工程的发展，逐步开发利用了一些新型材料如：膜料渠道防渗层、新型伸缩缝止水材料及新型防冻害温材料，进而又从单一刚性材料防渗结构发展成为复合式防渗结构，即由柔性膜料防渗层、过渡层、混凝土等刚性材料保护层组成、两种材料互相扬长避短，显示了明显的技术经济性能，是今后发展趋势[3]。土壤固化剂是20世纪中期出现的新材料，它能与各种土壤发生反应形成有一定承载能力，抗渗能力和耐久性的固化土，主要特点是就地取材且工程造价低，目前我省防渗工程适用的主要是传统的混凝土材料，其他材料研制和推广应用也在进行中，今后可加大研制推广应用力度并从资金方面给予支持，加快新材料应用的研究步伐。

4.3改进渠道防渗施工方法

渠道防渗的施工方法今后要向半机械化、机械化方向发展，今后在渠道防渗工程中，结合实际进行土渠开挖，基土压实、混凝土浇筑、膜料铺设等环节进行半机械化和机械化应用研究，以进一步解放生产力，减少人为因素造成的质量问题来确保工程质量提高。目前U型渠槽开渠机，小型U型渠混凝土浇筑机，大中型U型渠采用喷射法施工的DLQ—100型预制压块机等机械使用都比较成熟，应积极推广到各个灌区应用，并不断改进完善施工工艺。

结论

综上所述，随着水利工程建设规模的不断增加，为了提高水利工程施工建设质量，加强对施工技术的管理控制，其中衬砌混凝土施工技术能够提高水利工程施工质量，提高地基的防渗能力，因此必须要将各个施工环节进行有效控制，从而保证水利工程施工质量的提升，促进我国水利工程的稳定发展。

参考文献：

[1]陆淑琴.水利工程建设施工中混凝土衬砌渠道防渗漏技术的运用[J].甘肃农业，2017（21）：40-41.

[2]吴清源，熊昊冠.水利工程中衬砌技术的应用探析[J].黑龙江水利科技，2017，45（12）：158-160.

[3]张宝才.衬砌混凝土技术在水利工程渠道施工中的应用研究[J].黑龙江科技信息，2016（03）：258.