小型渠道防渗衬砌施工研究

文兴超

（苍溪县龙洞乡人民政府生态与文化服务中心 四川 苍溪 628442）

1 工程现状概括

某灌区总面积约为50 万亩， 设施灌溉面积约为30 万亩，包括干、支、斗、渡槽及分渠、倒虹、抽水站等。 干渠有民联渠、 西干渠、 东干渠和高干渠四条总长约为78km， 已衬砌32.74km，占42.16%；支渠有十四条，长153km，已衬砌38km，占25%；斗渠共长310km，已衬砌39km，占12%。 工程依据原则来进行（先骨干、后配套、边建设、边受益）。 首期建设以斗渠、道路、渠树为骨架的雏形，其次建设分渠、引渠和腰渠，形成大型方田套中型方田、 中型方田套小型方田的整体格局。

2 小型渠道运行现状

由于某小型渠道经过多年运行，导致渠道存在比较严重是冲蚀和损毁，灌溉中渗漏现象广泛，因此造成水资源大量流失。 其中斗渠以下工程，由于渠系建筑物配套差，斗分渠衬砌率低，使用单一的混凝土现浇或混凝土预制板等防渗的材料，其抗冻、抗渗性能差，工程建设期间施工技术落后，质量控制体系薄弱。 并且运行中斗渠由受益村组管理，产权模糊使斗渠以下工程无人管理，加之灌区资金拈剧，无力对斗分渠工程进行维修养护，所以目前灌区斗渠以下工程冻胀和冲刷破坏、淤积、衬砌板断裂和缺失现象严重，导致田间水利用系数较低，成为制约灌区灌溉效益发挥的主要原因，解决小型渠道衬砌和防渗成为深化灌区灌溉管理工作和节约水资源的重点。

3 灌区渠道防渗衬砌形式和方式选择

灌区节水续建是要满足输水流量条件和减少渠道渗漏，目的是为了降低回填量、改善水流条件、减少冻胀破坏、延长工程使用的寿命。 如今灌区渠道改造常采用到形式、弧底梯形、弧脚梯形、U 型断面。 其中弧底梯形、弧脚梯形因其水流条件好，降低淤积，具有相当理想的抗冻胀能力，这种断面通常用在干渠和流量较大的支渠中。与目前灌区推行的U 型渠道输水输沙能力强，冻胀程度仅为梯形的1／3～1／4，方便于机械化施工，加之土工布覆膜技术应用，渠底现浇，坡板可在灌溉行水期提前预制， 在非灌溉期施工不仅能缩短了施工工期，同时也减少了投资，已成为小型渠道改造的首要选择技术。

目前，灌区渠道衬砌施工可采用翻板浇筑法、衬砌机施工法、滑模施工法。 在总结各施工方法优缺点的基础上，针对小型U 型渠道，将全渠划分为若干区段（2kg 左右），在区段中间设置混凝土搅拌站，依据实施工序流程由前到后，进行流水线工作，同时推进渠道衬砌一次成型，成为整体连续浇筑的施工方式。

4 渠道衬砌整体连续浇筑法施工技术

4.1 渠道基槽的填筑与开挖

首先，对原来的渠槽进行清除和拆除破损衬砌板，之后用灰土或素土换填，在采用整断土回填，每层厚度控制在约为二十厘米， 用机械逐层夯实达到设计密实度为0.94 以上。然后使用小型挖掘机开挖渠槽并保留保护层，其根据衬砌断面精修土模，土模平整度控制在1 厘米内，断面误差在5 毫米以内。 混凝土衬砌前如果土模干燥，要喷一些水确保混凝土衬砌质量。

4.2 土工膜加工和铺设

土工膜使用膜厚大于0.22m2、150g／m2一布一膜PE 复合土工膜，在实施中选用一布一膜形式，膜料依据每段长度剪裁及基槽断面尺寸的大小。 纵向铺设时按基槽的断面尺寸计算所需膜料的幅数，将膜料叠成（琴箱）式，先横向放在下游槽内， 再将一端与先铺好的膜料或原建筑物在现场连接，再拉展铺开。 横向铺设时，以铺设基槽断面的长度为一幅，由渠道一岸经渠底向另一岸铺设， 小型渠道通常为50～60 米，其它大中的型渠道可以选用20～40 米。 膜料连接用搭接法和粘接法进行处理，搭接宽度通常是不小于20 厘米。 当天的浇筑同时也要当天铺膜，为预防膜料裸露时间过长导致影响到其它性能。

4.3 模具制作和安装

根据设计断面与角钢制作模具拱架，角钢两端应长出混凝土封顶板20cm，接着纵向角钢分别连接拱架上下两端，接着短角钢横向连接拱架下端，接着长角钢横向连接拱架上端形成模具主骨架。 为方便浇筑渠道底部，其将圆弧段圆切角25～30 度以下的部分留空，以上部分外包2.5 毫米厚的钢板，并用扁钢作肋，间距15～20 厘米形成整体模具。

依据伸缩缝形状制作伸缩缝夹板， 根据伸缩缝间距、操控要求确定每件模具的长度，在拱架上钻孔（位置一致），方便用钢销或U 型环定位连接， 模具重量控制约160kg， 长度1.5m，注意模具的用料要具有一定刚度、强度。 混凝土浇筑前，平整渠槽两岸平台，沿渠两边平台纵向摆放支垫角钢，一侧支垫模具，另一测作为封顶板的外模。 将模具放入渠槽中，支撑在角钢上，调整模具中线和渠道中线重合，并处于设计高程位置后，打钢钎将模具与渠岸固定。 一般3～4 件模具连接为一体成本段仓，经过查验合格即可后浇筑混凝土。

4.4 施工实施时原材料的要求

施工混凝土首选PC32.5 普通硅酸盐水泥，使用C15、C20强度等级，抗冻标号D50～D100，抗渗标号S2～S4，混凝土衬砌板厚度通常为7～10 厘米。 骨料使用自然级配的中粗砂，最大粒径不超过二十毫米，含泥量不超过百分之三，针片状含量不大于百分之二十五，水灰比不大于0.5，坍落度在一至三厘米较适宜。 为了使其有较好外观质量和防渗能力，砂率一般在0.4～0.55；可掺加不大于百分之二十的粉煤灰，用来改善混凝土和易性。 C15 混凝土每立方用量不≤310kg，C20 不≥350kg。

4.5 混凝土浇筑

根据立模的顺序阶逐仓浇筑（一仓在一仓）。 浇筑边坡部分并使混凝土从模具底部挤出， 待边坡浇满后再浇筑渠底，并用振捣器充分振捣避免现冷缝。 如果首先浇筑渠底，边坡浇筑完成之后，渠底混凝土将变得干硬而无法收面，因此会导致外观质量差。 边坡混凝土在浇筑渠底的同时逐渐 “硬化”。 可减少滑塌的可能性，加快模具周转。 混凝土应用搅拌机集中拌和，人工均匀人仓，用插入式振捣器逐层振捣密实。根据气温状况，在浇筑混凝土前，紧贴模具表面铺设塑料膜并可靠固定，作为脱模措施。 通常待20～30 分钟即可逐段抬去模具，在前面继续支模。 拆模后立即人工原浆收面两遍，其作用可以及时处理混凝土质量缺陷， 将提高渠道表面光洁度、平整度，同时还提升了混凝土抗渗能力。

4.6 伸缩缝灌填

伸缩缝是混凝土衬砌渠道的主要渗漏方式。 曾经灌区渠道衬砌多采用跳仓的方式进行实施，伸缩缝处理滞后时间比较长，因此而导致伸缩缝中填满了砂土等其它杂物，混凝土表面很难清理干净和防渗效果不理想。 伸缩缝灌填要采用整体连续浇筑实施，混凝土衬砌渠道应每隔四至五米设置伸缩缝，形状应该为梯形或者矩形。 混凝土浇筑完成一天后，即可灌填伸缩缝，缝内用热熔的802 型聚氯乙烯胶泥灌填，用厚度不得小于2 厘米的水泥砂浆封口。 处理完工之后，然而即可与混凝土同时同条件养护确保了施工质量。

5 结束语

随着我国引调水、 农业节水灌溉工程越来越多的应用，渠道防渗衬砌施工质量显得尤为重要。 不管是大型渠道还是中小型渠道防渗衬砌施工都要同样重视， 保证工程质量，提高渠道的耐久性和使用效果。 笔者总结经验及通过对小型渠道防渗衬砌案例分析在施工中主要出现的问题，并提出可参考的解决措施。