渠道渗漏原因分析及修复措施

游玉飞

(华电南靖水电厂，福建 漳州 363600)

1 渠道概况

福建漳州地区水利开发早，20世纪60—80年代建设一批以渠道为主要建筑物(土料、预制混凝土板或浆砌石防渗型式为主)的水力发电及农田灌溉项目，设计流量在2～30m3/s之间。经几十年运行，老化渗漏问题普通存在，水量流失不仅造成水资源浪费，更是严重威胁渠道安全运行，必须采取有效除险加固措施进行控制，使险情防范于未然。文章通过地质勘察、施工调查及渠道日常渗漏检查观测综合分析渠道渗漏成因，并针对性对多个渠道实施渗漏修复改造工程，取得较好效果。

2 渠道渗漏分析

渠道渗漏原因错综复杂，既跟施工材料和防渗型式密切相关，也与地质地形、施工控制不严、维护管理不善及生物洞穴危害等有关，需综合分析。

2.1 地质地形原因

大部分渠道位于河岸高边坡，胶结不好、强透水破碎带、断裂节理密集带或风化严重岩石体等地质不良渠段，不仅使边坡稳定复杂化，也容易造成渠堤渗漏。渠堤填方碎石土料混合防渗性能差，夯实难度大，早期防渗施工技术比较落后，渠堤质量难以保证，常因沉陷变形产生裂缝。特别是冲沟等低洼地形引起的渗透水流的坡降超过渠堤允许坡降，渗流逐步带走细小颗粒产生具有危害性的渗透变形，易造成脱坡险情。

2.2 生物洞穴破坏

堤身填筑料混杂，施工时处理不彻底，植物树木根茎腐烂后形成孔洞。其他方面如白蚁、老鼠等动物在渠堤打洞筑巢，也是造成渠道集中渗漏的重要原因。

2.3 施工质量或建筑材料问题

渠道施工质量好坏，直接影响渠体填料物理力学性质，也是渠道安全重要因素。

施工质量问题主要有：地基清理不彻底；施工中新旧土体接触部位处理不当；渠堤填筑土料未按设计要求或质量控制不严，随意取土，随意填筑，防渗效果差，易引起散浸；早期因施工条件受限填方未夯压密实，渠体沉陷过大；局部地段渠堤风化砾石集中，架空现象严重，形成集中渗漏；渠道砌筑时砌缝砂浆过稀，干缩后形成裂缝等。

建筑材料问题如：渠道混凝土板衬砌受当时条件限制(部分渠道采用竹筋混凝土板)，混凝土板强度低、密实性和抗裂性差，又经长期运行产生冲磨、剥蚀、龟裂等缺陷，为渗流提供了入口通道。原浆砌石衬砌所用胶结材料，主要为石灰砂浆和少量水泥，强度低、抗渗性差。

2.4 后期维护管理不善原因

渠道老化失修，检查维护不到位，直接影响工程效益和使用寿命。如因长期疏于管理，渠堤常有大片低矮树木未及时清理，根系直达渠堤内部或穿透渠堤影响其渗透特性，引起混凝土面板及浆砌石防渗体错动、开裂等形式破坏。日常停水检修中勾缝脱落处理不到位，缝沟清理、勾填压实等工序未能严格把关。

3 修复措施对策

对已运行的渠道采取渗漏修复技术因土质和防渗形式等因素不同而变化，需科学分析论证采取综合处理措施。

3.1 日常维护修补

正常的维修养护可提高渠道建筑物耐久性，延长其使用寿命。主要通过日常巡查，定期全面检查及不定期重点检查，及时了解水工建筑状况，如有异常险情应及时制订防范措施。每年应结合停水检修做好常规缺陷处理，避免隐患扩大。

土料防渗层出现裂缝、孔洞等，应将病患部位凿除，清理干净，用三合土回填夯平。

混凝土板或砌石勾缝开裂、脱落，可沿缝凿开，将缝壁、缝口冲洗干净后用水泥砂浆填充捣实，勾缝最好压成平缝。局部混凝土防渗板表层剥蚀、破碎、裂缝等缺陷，应及时采用水泥砂浆表面抹平或喷浆处理，处理时表面应清洗干净。当破碎面深度较大时，可在水泥砂浆中掺适量砾料，以减少砂浆干缩和增强砂浆强度。局部砌石防渗层出现错动、沉陷、掉块等，应将病害部位拆除并冲洗干净后选用大小适合的石料，座浆砌筑。

3.2 技术改造修复

3.2.1 灌浆防渗加固

处理方式有填充式灌浆和劈裂灌浆。填充式灌浆利用泥浆自重灌入渠堤裂缝。劈裂灌浆是浆液在较大压力下劈开堤体，通过浆堤互压、渠体湿陷、泥浆固结压实等机理，挤压密实裂缝、洞穴等病害，促进变形稳定，起到防渗和加固双重作用。土堤灌浆材料采用黏土浆或水泥黏土浆，就地取材，工艺简单、效果好。

灌浆工艺流程：①分序钻孔。由疏到密布孔，孔序数一般为Ⅱ序，最多不宜超过Ⅲ序。②制浆。灌浆土料要求黏粒含量不能太少，浆液流动性好且有一定的稳定性。浆液的稠度一般为1∶1～1∶2.5(水:固体)，黏土浆密度一般为1.0～1.75g/cm3。水泥黏土浆中水泥与黏土的重量比一般为1∶1～1∶4。③灌浆。一般采用“单排布孔、分序钻灌、稀浆开路浓浆灌注、少灌多复、全孔灌注、综合控制”的原则，以保证质量。在劈裂灌浆中，要控制好压力，以防止渠堤产生较大变形。灌浆过程中如发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、浓浆、低压、限流、间歇灌浆等方法处理。灌浆工作应连续，若因故中断，应及早恢复，否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。④封孔。在终灌后，将孔内清水抽完，然后倒入泥球或稠浆，最后表面用土夯实。⑤质量检查以检查孔压水试验成果为主，结合漏水量测定、采样试验等综合评定。

3.2.2 预制混凝土板及砌石防渗层修复

(1)高压喷浆修复

针对大面积预制混凝土板表面磨损较严重、浆砌石勾缝不好处理或原风化严重岩石体作渠身等易形成渗漏通道不良情况，可将水泥、砂和水混合料高压喷射到原防渗层表面。该方法结合枯水期低水位及渠道停水检修时实施，速度快、质量好、节省模板，对渠道正常运行影响小。

(2)旧混凝土板不拆，加铺混凝土板

主要针对旧混凝土板磨损较严重但整体平整，加厚后安全超高仍满足要求情况。主要施工步骤：对旧混凝土板局部隆起部分压平；立模铺筋并冲洗干净；混凝土入仓振捣；收面；拆模；养护。现浇混凝土应按设计配合比进行配料。浇筑前，应对底面洒湿润。施工顺序：先浇渠底，后浇渠坡，多按伸缩缝分块浇筑。施工以机械为主，备料及投劳集中。该方法优点是比较适合渠道现状，使用年限长，缺点是工期长。

(3)旧混凝土板拆除，铺设花岗石板

创造性实施花岗石板防渗修复基于以下原因：福建地区花岗石材分布广泛、取材方便，开荒率高；硬度大(摩氏硬度达6左右)、强度高、吸水性低；耐腐蚀、耐磨损、化学稳定性好。根据花岗石耐火性差可加工成火烧面增加摩擦系数，以起防冲抗滑作用。

施工工艺流程：①天然花岗石材按设计尺寸在工厂切割成半成品，一面用烧毛机喷烧成粗面后运至施工现场。②拆除原混凝土预制板后清理杂物，渠面修理平整。③浆砌石板采用铺浆法砌筑。砌面先均匀摊铺M10水泥砂浆后铺衬保持湿润花岗石板。砂浆应保证饱满，石板应在水泥砂浆初凝前铺设完毕。砌筑顺序应先渠底后渠坡，渠坡应自下而上铺设。砌筑预制石板应上下错缝，勾缝应反复抹压保证密实平整且无裂纹。

花岗石材加工容易，铺设简单，工期短。石板迎水面光滑糙率小、流速加大、不易滋生杂草，效果极佳。

3.2.3 土工膜材料防渗

适用于防渗要求高，边坡较缓土渠。膜料防渗有全铺、半铺和底铺式，半铺式和底铺式可用于宽浅渠道。全铺式中当渠堤内地下水位高且有内水压力时，在膜下设置排水设施，以防水压顶托膜料。为防止土工膜被硬物刺破及提高与土体接触面的摩擦系数，一般需用重量大于200g/m2的土工布作保护。

施工方法：先将原混凝土面板拆除，清理碎石、混凝土块、树枝等杂物和淤积物，渠面整平顺直，检查验基后铺衬土工膜，然后过渡25mm的M10水泥砂浆，最后砌筑刚性混凝土预制板作膜料防渗保护层。渠道土工膜层顶应满足设计超高要求并浇筑C20混凝土埋固。伸缩缝底部为焦油塑料胶泥充填，用棒子搅动抹压使胶泥与缝壁充分粘结，后用沥青砂浆勾缝压平。

土工膜防渗性能好，质量轻，运输量小，施工速度快，投资省。

3.2.4 混凝土U型渠应用

随着工厂机械化预制质量水平提高及工业废渣利用成本降低，U型渠在本地区农田修复土渠上得到大力推广应用。混凝土U型防渗渠道具有防渗效果好，比梯形、矩形渠道具有湿周短，流速快，裂缝小，整体性好，施工速度快，使用寿命长等优点。

4 结语

防渗质量好坏直接关系到渠道工程发电灌溉效益。保证渠道防渗质量就是在保证水资源合理利用率。如何通过老化渗漏渠道修复改造，恢复和提高渠道工程综合效能，对管理者来说任重而道远。通过多个渠道除险加固工程取得较好成效和实践经验，修复改造工程应在充分调查分析渗漏成因基础上，通过科学论证，多种技术综合处理渠道渗漏问题。特别是要因地制宜、积极探索和大力推广应用防渗新技术、新材料、新工艺，力求技术先进、运用安全，有效降低施工成本和劳动强度，减少日后管理维护费用，提高水的利用率，充分发挥工程效益。