探讨对水利渠道工程的防渗与设计的几点看法

【摘要】随着水资源短缺的情况日益严重，合理利用、节约水资源就显得十分重要。水利渠道工程与水资源的合理利用息息相关，提高水利渠道工程的防渗能力是合理利用、节约水资源的有效途径。本文主要探讨了水利渠道工程的防渗与设计的问题。 
【关键词】水利渠道；防渗设计 
　　1. 前言 
　　水资源短缺导致了水资源供需的尖锐矛盾，构建节水型社会是缓解这一矛盾的重要手段。根据资料显示，占全国总用水量一半以上的农业用水，其水利渠道中水的利用系数很低，主要原因是使用渠道防渗工程技术的渠长仅占总长的1/5，而工程实践表明，采用渠道防渗工程技术可以大大提高水的利用系数，此外，由于渠道防渗技术的采用，渠道渗水量大大减少，使地下水位降低，可以有效防治土壤次生盐渍化的发生。因此，在我国大力推广渠道防渗工程技术很有意义，本文将针对此做具体介绍。 
　　2. 目前渠道防渗工程技术中存在的问题 
　　渠道防渗工程技术节水效果好，对于缓解我国水资源匮乏问题和促进国家经济发展，意义重大，但是由于之前对渠道防渗工程不够重视，导致投入较少，影响了对此方面的科研，目前还有许多问题亟待解决。目前使用较广泛的防渗材料混凝土，各方面优点包括防水渗漏的效果好和可承受水流速大等，但是不防冻，在我国幅员辽阔而寒冷的北方地区，其使用受到很大的限制， 如何解决这一局限性是一个研究方向。各种防渗材料的复合应用也是未来研究的一个方向，如何将各种材料根据优缺点结合，如薄膜类的防渗效果较佳，成本高，将其与成本低的材料有机结合可以取长补短，达到经济效益和效果最大化。此外，目前的输水渠道主要是明渠，但是研究表明，暗渠和暗管输水技术防渗效果比较好，可将渗漏损失降到最小，特别是在北方有冻土层的地区，将其埋到土层以下就不会存在冻胀问题，既节约了土地又方便了田间耕作，因此对于这方面的研究也应当提起重视，如何降低成本和埋设施工设计都是需要解决的问题。 
　　3. 渠道防渗材料的选用 
　　3.1 土料和石材 
　　土料的原材料是粘土、粘砂混合土、灰土等，虽然成本都比较低廉，使用也方便，但是不抗冻，在寒冷地区不适用，并且维护保养费用较高，目前已不常采用此种材料。石材，抗流水冲刷性能强，耐磨性能好，抗冻且在石材丰富的地区方便施工、成本低，但是缺点是缺乏石材的地方较难采用。 
　　3.2 水泥土、混凝土和沥青混凝土 
　　水泥土的主要原材料是土料，再同水泥、水掺混而制成。由于土料成本低，因此水泥土造价并不高，且使用方便。但不抗冻，因此不适用于寒冷地区。混凝土目前采用较多，其可减少大部分水的渗漏、抗流速大的水流、经久耐用，基本无使用地区限制，但是抗变形能力差，一般造价较高。沥青混凝土的优点较多，抗冻、抗变形，具有一定的保温作用，缺点是沥青往往不足。 
　　3.3 薄膜材料 
　　薄膜材料防渗性能好，一般可分为以下几种：PE、PVC类塑膜，其优点是质量小、 
　　可延展性好、成本低且可使用寿命符合要求；PVC复合防渗布，由PVC等原料涂于无纺布制成，抗老化、导水效果好，但是成本高，基本上在对防渗要求比较高的大型工程才会使用。 
　　4. 渠道防渗工程施工工艺 
　　4.1 渠道防渗工程施工前，应对渠道进行施工放样，具体的放样尺寸应按照设计图纸要求进行。放样出 渠道 底脚线和 渠口线共四条线，然后进行机械开挖或人工开挖，土方的开挖应提前进行，使得地基的土的水分在自然风干下尽量降低以增强土基的强度，减轻冬季冻胀的破坏。 
　　4.2 衬砌渠道多为新建渠道，根据不同的地形有的渠道需要开挖，有的渠道需要填方。挖方式 渠道的基础比较坚硬，但其开挖面在开挖的过程中发生松动，在防渗体工程铺筑之前必须将其清理干净，然后回填，渠基整平、夯实。填方式渠道的基础比较松散，在衬砌前迎接和灌溉用水有意识的加大水位对渠道进行浸水预沉，但仍然难以达到衬砌所需的密实度的要求，必须进行夯实。对于改建渠道防渗，应尽早的停止放水并扒松渠基风干，然后根据实际情况回填新土并分层夯实。无论是新建渠道还是改建渠道在回填夯实前，必须将渠床内的淤泥、腐质土、垃圾及隐藏的砖石清理干净。 　　4.3 为避免表面干燥和施工人为地因素的践踏及雨水的冲刷而造成的起尘和破坏，渠道削坡应在混凝土浇筑前一天进行，削坡时应严格控制高程和表面平整度，采用人工挂线精削。如果渠道开挖或回填与设计的误差较大时，可以采用多次修坡的方法。如果削坡过量时不能用浮土回填，应采用与现浇同标号的混凝土填充或者新土回填夯实。 
　　5. 材料质量的控制 
　　5.1 骨料的质量。砂、石骨料是混凝土最基本的组成成分。对混凝土用量很大的水利水电工程，砂、石骨料的需求量是很大的，骨料的质量好坏直接影响混凝土强度、水泥用量和混凝土要求，从而影响水工建筑物的质量和造价。为此，在水利水电工程施工中应统筹规划，认真研究砂石骨料储量、物理力学指标、杂质含量。 
　　5.2 水泥的质量。水泥品种较多，按用途和性能分为通用水泥、专用水泥及特种水泥。通用水泥主要用于一般土建工程。包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤硅酸盐水泥以及复合硅酸盐水泥。在使用水泥的时候必须区分水泥的品种及强度等级掌握其性能和使用方法，根据工程的具体情况合理选择与使用水泥，这样既可提高工程质量又能节约水泥。 
　　5.3 混凝土配合比。混凝土施工配合比必须通过实验，满足设计技术指标和施工要求，并经审批后方可使用。混凝土施工配料必须经审核后签发，并严格按签发的混凝土施工配料单进行配料，严禁擅自更改。在施工配料中一旦出现漏配、少配或者错配，混凝土将不允许进仓。 
　　5.4 混凝土的拌和。在混凝土的配合比确定的情况下，大中型的渠道的施工中，应按最佳配料顺序和拌和时间进行试验，经试验审核后，达到设计要求方可使用，配合比单、顺序、时间，一经确定不得擅自更改，已确保混凝土的质量。混凝土的组成材料的配料大中型渠道施工中均以重量计，但在小型渠道建设中，可将砂、石料用量折算成体积配料，但不能超过其误差。混凝土的拌和物应具有与施工条件相适应的和易性，在便于施工操作并能保证振捣密实的情况下，应根据结构物的条件及施工方法，当构件截面尺寸较小或钢筋较密、采用人工振捣时，坍落度可选较大，反之当构件的截面尺寸较大或钢筋较疏、采用机械振捣时，可选用较小的坍落度。 
　　5.5 混凝土的浇筑。混凝土浇筑的施工过程包括：浇筑前的准备作业，浇筑时入仓铺料，平仓振捣和浇筑后的养护。 
　　5.6 基础面处理。对于砂砾地基，应清理杂物，整平建基面，在浇 10～20 cm 低标号混凝土作垫层，以防漏浆；对于土基应先铺碎石，盖上湿砂，压实后，再浇混凝土。 
　　5.7 施工缝处理。施工缝系指浇筑块间临时的水平和垂直结合缝，也是新老混凝土的结合面。在新混凝土浇筑前，必须采用人工或高压水枪等机械设备将老混凝土表面含游离石灰的水泥膜清除，并使表层石子半露，形成有利于层间结合的麻面。对纵缝表面可不凿毛，但应冲洗干净，以利灌浆。施工缝凿毛或冲毛后，应用压力水冲洗，使其表面无碴、无尘，在结合面铺水泥浆或小级配混凝土，才能浇筑混凝土，确保施工缝结合良好。 
　　6. 结语 
　　严格提高施工技术水平，加强对混凝土的品质、配合比质量的波动以及混凝土的拌和运输、浇筑、养护等施工工艺的监督和管理，以保证施工质量，做到优质、经济、安全。使渠道防渗工程达到一定的效果。。积极实施防渗工程，减少渠道渗漏水，是改进水利渠道防渗工程的重要任务。 
　　参考文献 
　　[1]苏琨茹.《水利渠道防渗工程技术浅析》.《科技创新导报》. 2010 年第27期； 
　　[2]李田涛.《水利渠道工程防渗施工方法浅析》.《民营科技》. 2011 年第2 期。