浅议混凝土面板防渗渠在塔河流域的应用

摘 要：通过在叶河流域常规节水改造工程的实际测量资料说明，混凝土面板衬护面方式防渗效果极佳，对混凝土面板板护面在叶河流域广泛应用，从技设和技施上的可行性、防渗渠断面的形式、混凝土强度的确定、齿墙、隔墙的设计等方方面面进行了概括性的叙述。

关键词：混凝土面板；防渗渠；塔河流域；应用

1 塔河现状

塔里木河流域灌区是一个单纯农业灌溉区，多少年来因为引水渠防止渗水效率较低，灌溉方法简便，农田监管水平跟不上，致使流域本身就富裕的水资源显得更加紧张，耕地作物因为不能得到及时、充足有效的灌溉，耕地亩产、总体产量受到限制。而要从根本上彻底解决流域耕地缺少水的难题，就得进行节水改造，走普及节水型流域的路子。伴随塔河灌区近期综治项目的不断开展实施，塔河灌区的用水务必实行适宜的水资源调度管理，主动积极稳妥推进节约性灌溉项目，尽量提高渠道水的利用效率。

混凝土面板衬砌是渠道节约水的最主要方式之一，此种防止渗水样式不仅仅是施工工艺简便、造价低廉、造型大方美观，且防渗护坡、节水效果极佳，不需要特别的管养，运行成本低，灌水成本成倍减少。它不仅提高了防渗渠道的过流能力、夹砂能力与抵抗冲蚀能力，并且节余了渠段历年来清理障碍的维修保养经费。经过近几年资料实测说明，可以降低渗水损失88%，达到预期的防止渗水作用。除此之外，混凝土面板衬砌防止渗水便于管理养护、持久运用、灌溉成本下降。且防渗渠渗漏水对于潜水补给降低，对掌控沿渠道地下水位及防止沿渠两岸农田盐滞化起到很好的抑制效果。

2 混凝土现浇面板防止渗水渠道在技设技施上的完全可行性

混凝土面板护面的防渗渠在塔河流域广泛应用进程中碰到的最主要问题：极易遭受土壤的冻胀损坏和推移质磨损损坏。塔河流域的霜冻期虽然不尽完全相同，但基本冻层深度一般在80cm左右，渠道一般为挖填各半，潜水比较深，地基土水分基本靠地面渗漏水供给，在渠道混凝土面板施工以后，能有效切断阻隔此部分渗进水量，在混凝土面板下面铺设一层厚35公分左右的混合戈壁石垫层后，一般可掌控土壤冻胀对于混凝土面板造成影响；塔河流域已经建成了众多的拦河枢纽工程，枢纽工程的建设，对塔河流域两岸灌区蓄用清水发挥了积极的作用，没有推移质进到渠道内，仅有少量悬移质进到渠道，悬移质慢慢沉淀，起到了防止磨损混凝土面板的作用。

塔河流域内已修建成功的混凝土面板防渗渠较多，比如子灌区喀一电站防渗渠、亚斯墩电站防渗渠、泽普县总干渠、莎车县吾拉买题乡干渠、吾达力克乡干渠等。叶河流域管理局1998年7月14日和1998年7月24日对喀一电站防渗渠进行了实际测量，喀一电站防渗渠是混凝土现浇面板水工膜防止渗水，上游下游断面间隔是9km，实际测量渠道里没有水量进出。

通过测量成果，泽普县总干水利用系数是99.06%，每年节水量是2289万m3。

所以，现浇混凝土面板防渗有极佳的防渗作用，在叶河灌区有广泛的适用价值。

3 混凝土面板防止渗水渠道的规划设计

3.1 防止渗水渠道断面样式

塔河流域灌区是由东北往西南倾斜，地平面广泛分布冲洪扇卵砾石与砂壤土，细沙层的沉淀，耕地土质有沙壤土，粘土与沙土，灌溉防渗渠全部采取梯形断面。十几二十年前依照各自渠道的土质、水面深度与过流能力等原因进行岸坡稳定性研究分析，通过方岸比较选取了最佳水力过水断面。对于莎车县塔尕其乡防渗渠道流量在7～16m医/s的灌溉防渗渠边坡采取1：1.6～1：1.80。以后对渠道进行面板护面（混凝土）衬砌的时候，规划设计单位在保证当初断面形式不变的前提下，对防渗渠底部与岸坡相交处，渠道冲陷部位进行了调整，防渗渠底部宽度在先前的前提上再增大了0.6m，岸坡由先前的1：1.80修改1：1.6，过水能力明显比土渠强很多。防渗渠垂线高程确定为2m，面板（混凝土）底层边坡长度由先前的4m降至3.5m。可见，面板（混凝土）既经济实惠又无形中加大了渠堤顶宽度，通过比较，面板（混凝土）护面之后防渗渠淤积明显减少，过水能力比原来土渠过水能力显著增强。

3.2 面板（混凝土）强度标号的确定

塔河流域深入内陆的塔里木盆地，由于四面八方高山环抱，阻断了大西洋潮湿气候的涌入，属于典型的大陆性（温带）干旱气候。长年均匀气侯温度在11.4℃，高气温也在41.5℃，低气温-23.5℃，长年无霜期213.8天。对于抗冻性的（混凝土）依据我国水利水电行业规范《渠道防渗工程技术规范》SL-18-91的规定，混凝土强度标号是C20，F150是抗冻强度标号，W6是抗渗标号（强度）；面板（混凝土）现浇采取二级配，采用的水泥品种是硅酸盐普通水泥，对潜水比较高且含盐碱量比较高地段采取抗硫水泥。为了满足混凝土面板的抗冲蚀性、抗渗透性和持久性，总体掌控砂率在33%左右，水灰比在0.55以下。

3.3 衬砌混凝土面板厚度的确定

在地基土的冻胀作用、渗水压力、浮力及非均匀塌陷情况下，面板（混凝土）衬砌很有可能遭受扭矩作用力，经内力分析精准推算，在塔河灌区拟定面板（混凝土）衬砌的厚度如下表。

3.4 衬砌体抗冻胀规划设计

在防渗渠衬护的前提下，由于衬护层约束了土壤的冻胀变形从而产生了很大的推力，叫做冻胀应力。因冻胀应力起到作用，通常衬砌面就会被严重破坏。因为渠道断面各个部位表面接收太阳辐射不均衡，各自温度存在差异，地基土的冻层深度和冻胀能量也存在差异，渠道底部与阴坡的冻胀能量比阳坡大。河床渗水与地下水上升的毛管水的补给有影响，致使河床下部地基土的含水量比上部大，进而增大了下面地基土的冻胀量。因此，防止渗水渠道的冻胀破坏的地方以防渗渠底与渠坡相交处比较严重。

4 结束语

塔河流域的普及性节约水资源改造水利工程项目，虽然累积了很多宝贵经验，但是节水性改造水利工程治理项目亦在不断的探讨摸索过程之中。因此，针对冻胀改变形状、面板（混凝土）防止渗水渠道在潜水较高的情况下，衬护渠道底部、边坡斜面冻融改变形状等难题还有待于更进一步的探索与研究。

参考文献

[1]新疆塔里木河流域近期综合治理-（喀什地区叶尔羌河子项目）.莎车县米夏渠节水改造工程初步设计报告.（2003.10）.

[2]新疆自治区水利厅世行办.世界银行贷款塔里木一期渠道防渗工程调查研究报告.P54、P60.

作者简介：阿布力米提·依斯马义（1979-），男，维吾尔族，新疆库车县人，从事水利工程运行管理，工程师，现工作单位：塔里木河流域喀什管理局喀群水利枢纽管理站学士，研究方向：水利运行管理。