渠道防渗工程技术在东风水库灌区的推广及应用

张春萍 侯红妮

（凤翔县东风水库灌溉管理处 陕西 凤翔 721400）

东风水库灌区是凤翔县开发利用较早的三大中型国有灌区之一，1969年动工兴建，1972年开始受益。东风水库灌区位于凤翔县中南部，灌区由自流灌区和抽水灌区两部分构成，辖彪角、郭店、南指挥三镇29个行政村，设施灌溉面积6.86万亩，输水干渠两条长14.3km。灌区地势西北高，东南低，地势较平坦，土壤为亚粘土和黄绵土。灌区总人口6.9万人，农业人口6.6万人，粮食种植以小麦、玉米为主，经济作物以辣椒、苹果、西瓜、大棚蔬菜为主。作为一个新老结合的中型灌区，工程布局、地质和水文地质条件比较复杂。加之受原技术水平和施工时经济条件所限，工程设计标准不高、工程不配套、部分干渠和大部分支渠未进行防渗处理，其中输水渠道渗漏是浪费水费和水资源的主要因素。采用混凝土衬砌防渗的渠道经几十年运行，原衬砌的混凝土板大部分遭到破坏，预制板勾缝大部分脱落、破裂、滑塌、渠底冻胀，漏水严重。渠道防渗能力大为下降，渗漏损失严重，渠系水利用系数在0.36左右，致使水源不能充分利用，浪费大，直接影响着东风水库灌区的灌溉效益。随着灌区续建配套工程的实施，渠道防渗工程技术在东风水库灌区得到进一步的推广和应用，节水效果有了明显的提高，灌区效益日益凸显。现将东风水库灌区渠道防渗工程技术中的一些主要问题做一简要阐述。

东风水库灌区渠道防渗工程主要考虑了以下四个方面的问题。

1 防渗断面形式的选择

按照明渠均匀流公式计算水力最佳断面及允许流速，断面一般分为以下几种：

（1）设计流量大于9.0m3/s时，选择弧形坡脚梯形断面；

（2）设计流量在 3.0m3/s～9.0m3/s时，选择弧形坡脚梯形断面或弧形渠底梯形断面；

（3）设计流量在 1.0m3/s～3.0m3/s时，选择弧形渠底梯形断面或U形断面；

（4）设计流量小于1.0m3/s时，选择U型断面。

弧形渠底梯形断面与U形渠道衬砌既可减少工程回填量，缩短工期，降低成本，又可改善水流条件，减少淤积量，减轻冻胀破坏，延长工程寿命。U形混凝土渠道较梯形渠每公里输水损失小3.7%，较土渠可以减少渗漏损失97%，防渗效果最好；它近似于最佳水力断面，水流条件好、流速快、输水输沙能力强；抗冻害性能较高，冻害程度仅为梯形渠的1/3～1/4,且便于管理，投资少。

弧形渠底梯形断面较梯形断面流速分布均匀，近似于最佳水力断面，流速较快；改善了防渗渠道冻胀变形分布的不均匀性，渠底有一定的反拱作用，故可以减轻冻害，减少裂缝和错台现象，边坡稳定性较高，同时造价较低，适用于中小型灌区的渠道防渗。

东风水库灌区渠道防渗改造工程主要是对输水干渠渠道进行改造，拆除原梯形衬砌预制板，采用了流速分布均匀的弧形渠底梯形断面C15混凝土衬砌，衬砌面下铺设PE防渗膜。

2 防渗材料的选择

东风水库灌区原设计采用砼预制板衬砌，经过几十年的运行，其很难达到预期的防渗效果和耐久性。随着近年来防渗材料的不断刷新，不断的总结经验，东风水库灌区渠道防渗改造工程的防渗主要采用弧形渠底梯形断面C15混凝土衬砌，衬砌下铺设PE防渗膜（一布一膜土工布）。以柔性材料做防渗膜，其上用C15混凝土刚性材料作为保护层，厚度一般为10cm，此层主要起保护膜不被外力破坏和防止其老化，以延长工程寿命的作用。两种材料互相扬长补短，显示了明显的经济技术性能。PE防渗材料优点较为突出：①防渗性能好，防渗效果是单纯混凝土防渗材料的1/6，是砌石材料的1/13，是不防渗土渠的1/21；②质轻、延伸性强，延长了工程的使用寿命，同时膜料防渗层可以保温，从而减轻了冻胀破坏，使混凝土保护层裂缝减少；③工程造价低，施工方便。

3 伸缩缝止水材料的选择

以往在止水材料方面投资较少，刚性材料防渗渠道多采用沥青砂浆或油毡，但其性能较差。这次渠道防渗改造过程中，采用聚氯乙烯胶泥作为伸缩缝止水材料，设纵向伸缩缝，间距6m，缝宽0.02m。聚氯乙烯胶泥的柔性和抗压、抗拉性能都比较强，施工方便，造价低。

4 渠道防渗改造工程的施工

防渗改造工程设计中，采用了弧形渠底梯形断面，在高填方渠段，为了适应沉降变形破坏，均采用C15混凝土现浇，厚度为10cm。防渗渠道施工包括三个方面。

4.1 防渗渠道基槽的填筑和开挖

为了使防渗层经久耐用，基槽在填筑与开挖中，务必达到坚实、稳定、平稳和尺寸准确的要求。东风水库原渠道为梯形断面，但经过长期输水运行，水面以下的断面均已变成弧形等不规则的断面，要在此渠槽基础上修建防渗工程，必须对基础进行填筑。填筑时应注意以下几点：①如渠基含水量很大甚至达到饱和状态时，应提前停水，使基土风干。②旧渠运用中往往长草，泥土淤积或杂物堆积较多，填筑时应按要求彻底清除。填筑时要使新老土结合紧密，一般应尽量把全渠槽填满至设计高程后，再按设计开挖至防渗层铺筑断面；渠道基槽的开挖应按设计平整好基面，定好渠线中心桩，测量好高程、沿渠口尺寸，洒好两侧开挖灰线；先粗略开挖至渠底再将中心桩移至渠底，重新测量高程后，再精确开挖；将渠槽内的大土基本挖完后，每10m长按设计挖出标准开挖断面，在两个标准断面间拉紧横线，按横线从坡上至坡下边挖边刷坡，同时用断面样板逐段检查，反复修整，直至符合设计要求时为止。

4.2 现场浇筑

渠道防渗改造工程现场浇筑分为三个工序：①模板制作与安装。②混凝土的拌制和运输。③混凝土的浇筑。混凝土衬砌渠道的施工顺序，通常是先浇筑渠底，后浇筑渠坡。浇筑边坡时，将拌好的混凝土倒入仓板内，随倒随平，使浆与骨料均匀分布。用插入式振捣器插捣，模板边缝用人工捣实，直至出浆为止。

4.3 伸缩缝施工

伸缩缝施工分清缝、填缝材料制作、填充伸缩缝3个部分，胶泥制好后，用带有V形缺口的小铁桶趁热向伸缩缝中灌注，边灌边用小木棍靠缝边搅动，使胶泥与缝壁、缝底充分粘结，并均匀地达到设计厚度。

5 结语

东风水库灌区近几年渠道防渗改造工程的实施，渠系水利用系数由原来的0.36提高到0.52，不仅节约了水量，而且提高了农民收入。因此，渠道防渗工程技术的推广及应用非常重要，建好渠道防渗工程是提高现有水利工程的效益、提高渠系水利用系数、节约用水、时效较快的重要途径。陕西水利