李新根

(江西省袁惠渠工程管理局，江西 新余 338025)

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水利渠道施工中的滲透因素及防滲對(duì)策

李新根

(江西省袁惠渠工程管理局，江西 新余 338025)

水利渠道工程是節(jié)水灌溉的重要組成部分。為了提高水利渠道的引水利用率，應(yīng)該對(duì)導(dǎo)致水利渠道工程出現(xiàn)滲透問(wèn)題的原因進(jìn)行分析，然后采取多樣化的防滲對(duì)策進(jìn)行處理，以便于更好的提高水利渠道的防滲性能，避免造成水資源的浪費(fèi)。文章針對(duì)水利渠道施工中的滲透因素進(jìn)行了分析，并提出了水利渠道施工的防滲對(duì)策，要求在水利渠道施工之前必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘察，加強(qiáng)防凍材料改進(jìn)研究和新型防凍結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，推廣和應(yīng)用暗管、暗渠，加強(qiáng)對(duì)施工材料的管理，同時(shí)采用各種先進(jìn)的防滲施工技術(shù)，以便于更好的提高水利渠道的整體防滲性能，進(jìn)一步的提高水利渠道工程進(jìn)行效益與社會(huì)效益。

水利渠道；滲透因素；防滲對(duì)策；防滲技術(shù)

0 前 言

水利渠道工程是節(jié)水灌溉的重要組成部分。為了提高水利渠道的引水利用率，應(yīng)該對(duì)導(dǎo)致水利渠道工程出現(xiàn)滲透問(wèn)題的原因進(jìn)行分析，然后采取多樣化的防滲對(duì)策進(jìn)行處理，以便于更好的提高水利渠道的防滲性能，避免造成水資源的浪費(fèi)。因此，文章針對(duì)水利渠道施工中滲透因素及防滲對(duì)策的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 水利渠道施工中的滲透因素分析

1.1 地質(zhì)問(wèn)題

我國(guó)幅員遼闊，灌區(qū)地質(zhì)環(huán)境非常復(fù)雜， 不同區(qū)域的水文地質(zhì)狀況不同，如果在進(jìn)行水利渠道施工之前沒(méi)有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)狀況進(jìn)行勘察，則難以保證水利渠道施工的順利開(kāi)展，同時(shí)難以保證水利渠道的防滲性能，導(dǎo)致滲透問(wèn)題的發(fā)生。

1.2 凍脹問(wèn)題

水利渠道出現(xiàn)凍脹破壞的原因是凍脹應(yīng)力分布不均勻，對(duì)水利渠道混凝土表面造成破壞，進(jìn)而導(dǎo)致渠道出現(xiàn)滲透。在一些寒冷地帶，冬天水利渠道停止輸水，混凝土板塊下的積水處于飽和狀態(tài)，到和冷空氣相遇時(shí)會(huì)結(jié)冰，抬高混凝土板塊，當(dāng)氣溫回升后融化成水，導(dǎo)致混凝土板塊下沉，反復(fù)多次的上升和下沉，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)混凝土板塊脫硫板縫下滑的問(wèn)題，對(duì)襯砌板造成損壞，導(dǎo)致滲透問(wèn)題的發(fā)生。

同時(shí)，土壤凍結(jié)后承載力顯著提高，并不會(huì)被壓縮，但是當(dāng)土壤解凍之后，承載力明顯降低，導(dǎo)致水利渠道出現(xiàn)地基變形的問(wèn)題，很容易破壞襯砌結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致渠道出現(xiàn)滲透問(wèn)題。

1.3 地下水反滲

當(dāng)灌區(qū)在雨雪后或者灌溉后，渠道兩邊的土壤處于飽和狀態(tài)，導(dǎo)致地下水位上升，當(dāng)灌區(qū)停止輸水后，會(huì)導(dǎo)致地下水位下降，過(guò)大的地下水位差，會(huì)增大側(cè)壓力，向內(nèi)側(cè)擠壓土壤，渠道兩邊土壤中的水會(huì)流向渠道地下，導(dǎo)致混凝土板塊位移，對(duì)渠道造成破壞產(chǎn)生滲透。

1.4 材料問(wèn)題

水利渠道最常采用的材料包括膨潤(rùn)土、石材、土工布、止水材料、混凝土、鋼筋等，其中混凝土原材料的質(zhì)量直接影響水利渠道工程的整體質(zhì)量，由于水利渠道施工單位并不重視施工材料的采購(gòu)和質(zhì)量檢測(cè)，導(dǎo)致許多質(zhì)量不合格的施工材料進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)，并且也沒(méi)有做好材料的儲(chǔ)存和管理工作，導(dǎo)致材料出現(xiàn)受潮、變質(zhì)等問(wèn)題，影響水利渠道的施工質(zhì)量，導(dǎo)致渠道出現(xiàn)滲透問(wèn)題[4-6]。

2 水利渠道的防滲對(duì)策分析

1)加強(qiáng)地質(zhì)、環(huán)境勘測(cè)。不同灌區(qū)水文地質(zhì)狀況不同，這就要求在進(jìn)行水利渠道施工之前，必須對(duì)施工區(qū)域的土質(zhì)環(huán)境狀況進(jìn)行詳細(xì)、全面的勘察，根據(jù)土質(zhì)狀況確定合適的防滲方案。

對(duì)于北方嚴(yán)寒凍土區(qū)域，更應(yīng)該在水利渠道施工之前進(jìn)行全面、細(xì)致的勘察，觀察和分析區(qū)域土壤凍結(jié)、消融的常規(guī)時(shí)間，并在特定的時(shí)間對(duì)土壤的滲透狀況進(jìn)行重新檢查，并制定針對(duì)性的防滲方案，這對(duì)于提高水利渠道的防滲性能和穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的作用。

2)加強(qiáng)防凍材料的改良研究和新型防凍結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。水利渠道采用的傳統(tǒng)防凍材料包括膠結(jié)材料、膨脹蛭石、巖棉以及珍珠巖等。

現(xiàn)階段，高分子聚合物以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被廣泛的應(yīng)用在保溫材料研究和制作中，在很大程度上提高了傳統(tǒng)防凍材料的保溫性能。研究人員通過(guò)對(duì)防凍材料的性能、造價(jià)以及結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行改造和優(yōu)化，顯著的提高其保溫性能，被重新應(yīng)用在水利渠道防凍施工中。

我國(guó)自20世紀(jì)60年代開(kāi)始研發(fā)和應(yīng)用新型的防凍結(jié)構(gòu)，現(xiàn)階段應(yīng)用廣泛的防凍結(jié)構(gòu)包括楔形板、中部加厚板、肋梁板、空心板等，并且在實(shí)踐應(yīng)用的過(guò)程中獲得了良好的防凍效果。

此外，雖然國(guó)外的各種防凍結(jié)構(gòu)具有良好的防凍效果，但是造價(jià)相對(duì)較高，并不適合在我國(guó)大面積的推廣和應(yīng)用，這就要求科研人員應(yīng)該借鑒國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，以此設(shè)計(jì)出符合我國(guó)國(guó)情的水利渠道防凍新結(jié)構(gòu)[7-9]。

3)暗管、暗渠的研究和應(yīng)用。暗管和暗渠在解決水利渠道滲透問(wèn)題方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)將管道埋在凍土層以下，就能夠解決凍土對(duì)水利渠道造成的不良影響，并且在暗管和暗渠中輸水，引水利用率能夠達(dá)到95%，具有非常強(qiáng)的適應(yīng)能力，無(wú)論是在耕地、草原，還是在高山，都可以在地下修建暗渠，既能夠節(jié)省水資源，又能夠節(jié)省土地資源，同時(shí)還未農(nóng)業(yè)灌溉提供很大便利。

暗管和暗渠的修建費(fèi)用相對(duì)較高，在發(fā)達(dá)國(guó)家具有廣泛的應(yīng)用，但是在我國(guó)的應(yīng)用范圍有限。同時(shí)，因?yàn)榘倒芎桶登哪途眯詮?qiáng)，使用年限長(zhǎng)達(dá)30a之久，具有非常高的研究?jī)r(jià)值，我國(guó)應(yīng)該進(jìn)一步的加強(qiáng)對(duì)暗管和暗渠的研究，以便于更好的提高我國(guó)水利渠道的防滲水平[10-11]。

4)加強(qiáng)對(duì)施工材料的質(zhì)量管理。水利渠道施工單位應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)施工材料的質(zhì)量管理，具體包括以下幾個(gè)方面：在運(yùn)輸和儲(chǔ)存材料時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格的按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，例如，水泥和鋼筋材料禁止存放在潮濕環(huán)境中，防止水泥遇水變質(zhì)和鋼筋銹蝕，保持儲(chǔ)存環(huán)境的干燥性和通風(fēng)性，同時(shí)還應(yīng)該按照水泥的種類進(jìn)行分開(kāi)放置，水泥和墻邊、地面應(yīng)該保持30cm左右的距離；負(fù)責(zé)材料采購(gòu)和供應(yīng)的部門(mén)，應(yīng)該對(duì)進(jìn)場(chǎng)的所有原材料進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，同時(shí)創(chuàng)建取樣送檢制度，檢驗(yàn)合格之后才允許進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，不合格的材料應(yīng)該及時(shí)的進(jìn)行處理[12]。

5)采用多樣化的防滲技術(shù)?，F(xiàn)階段，水利渠道防滲施工技術(shù)眾多，并且各具優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中應(yīng)該根據(jù)區(qū)域的實(shí)際狀況采用合適的防滲技術(shù)，具體包括以下幾個(gè)方面：

2.1 瀝青混凝土防滲技術(shù)

瀝青混凝土防滲技術(shù)是將瀝青、碎石和砂加熱后攪拌，并壓實(shí)成混合材料，具有良好的防滲性能，并且造價(jià)和混凝土接近，主要應(yīng)用于北方水利渠道工程。瀝青混凝土防滲技術(shù)有點(diǎn)在于穩(wěn)定性好、耐久性好、防滲效果好、使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)在于材料源少，價(jià)格較高，并且在高溫下會(huì)產(chǎn)生一定的有害氣體。

瀝青混凝土防滲技術(shù)常用的結(jié)構(gòu)包括兩種，無(wú)整平膠結(jié)層防滲結(jié)構(gòu)如圖1所示、有整平膠結(jié)層防滲結(jié)構(gòu)如圖2所示。對(duì)于有整平膠結(jié)層防滲結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定系數(shù)必須超過(guò)4.5，滲漏系數(shù)超過(guò)0.001cm/s，該種防滲結(jié)構(gòu)更適合于巖石地基；對(duì)于無(wú)整平膠結(jié)層防滲結(jié)構(gòu)，水穩(wěn)定系數(shù)必須超過(guò)0.9，斜坡流淌值不能超過(guò)0.8mm，滲透系數(shù)小于1×10-7cm/s，孔隙率小于4%，該種滲透結(jié)構(gòu)更加適用于土質(zhì)地基。

2.2 膜料防滲技術(shù)

膜料防滲是近幾年新興的一種防滲技術(shù)，膜料防滲技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的兩種技術(shù)為塑料防滲技術(shù)和土工膜防滲技術(shù)[13]。對(duì)于塑料防滲技術(shù)，塑料薄膜防滲技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外渠道防滲施工工程，將塑料薄膜均勻的攤鋪在渠床上，以此達(dá)到防滲的效果，塑料薄膜防滲技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于防滲效果好、耐腐蝕性能強(qiáng)、質(zhì)量輕、施工簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)輸方便等，是目前最經(jīng)濟(jì)、最實(shí)用的防滲技術(shù)，缺點(diǎn)在于使用壽命短，需要采用埋藏鋪設(shè)方式，占地面積相對(duì)較大；對(duì)于土工膜防滲技術(shù)，土工膜防滲技術(shù)是水利渠道工程應(yīng)用廣泛的另一種防滲技術(shù)，由高分子聚合物加工形成的土工膜，具有良好的防滲性能，滲透系數(shù)介于10～14，厚度通?？刂圃?.1～0.4mm，可以將土工膜當(dāng)做一種不透水的材料，土工膜防滲技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于良好的穩(wěn)定適應(yīng)性、定性效果良好、抗裂和抗裂性能良好、表面光滑、質(zhì)量輕、耐腐蝕性能好、無(wú)毒、防滲性能良好、施工方便、成本較低、工期較短以及耐久性良好等，缺點(diǎn)在于使用年限相對(duì)較短。

圖1 無(wú)整平膠結(jié)層防滲結(jié)構(gòu)圖

圖2 有整平膠結(jié)層防滲結(jié)構(gòu)圖

2.3 砌石防滲技術(shù)

砌石防滲技術(shù)是把石料鋪設(shè)在渠道表面，形成石料防滲層，以此提高水利渠道的防滲性能。在進(jìn)行砌石防滲施工之前應(yīng)該將水利渠道清理干凈，然后把砂漿墊層攤鋪在水利渠道表面，將石塊安放在砂漿墊層上，采用碎石將出現(xiàn)的空隙填補(bǔ)完全。在進(jìn)行塊石砌筑施工時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格的控制厚度，通常將厚度控制在20～40cm，同時(shí)還應(yīng)該將片石襯砌厚度控制在15cm左右，并采用水泥砂漿對(duì)勾縫進(jìn)行處理。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，砌石防滲技術(shù)的材料源廣，成本相對(duì)較低，能夠顯著的提高水利渠道的防滲性能，同時(shí)還能夠提高水利渠道的防凍能力。

3 結(jié) 語(yǔ)

總之，我國(guó)對(duì)水利渠道施工技術(shù)的要求不斷的提高，要求水利渠道在施工的過(guò)程中必須重視渠道防滲施工，采用各種先進(jìn)、有效的防滲對(duì)策，不斷的提高水利渠道的防滲性能和運(yùn)水效率。但是，導(dǎo)致水利渠道施工出現(xiàn)滲透問(wèn)題的因素相對(duì)較多，如地質(zhì)問(wèn)題、凍脹問(wèn)題、地下水反滲以及材料問(wèn)題等，增加了水利渠道防滲施工難度，這就要求在水利渠道施工之前必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘察，加強(qiáng)防凍材料改進(jìn)研究和新型防凍結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，推廣和應(yīng)用暗管、暗渠，加強(qiáng)對(duì)施工材料的管理，同時(shí)采用各種先進(jìn)的防滲施工技術(shù)，以便于更好的提高水利渠道的整體防滲性能，進(jìn)一步的提高水利渠道工程進(jìn)行效益與社會(huì)效益。

[1]王金蓮，趙敬東，楊潔.水利渠道施工中的滲透因素及防滲對(duì)策分析[J].內(nèi)蒙古水利，2013(03)：103-104.

[2]李秀玉.水利渠道施工中的滲透原因及防滲對(duì)策[J].中國(guó)高新就似乎企業(yè)，2016(09)：118-119.

[3]黃金城.水利渠道施工中的滲透因素與防滲策略[J].環(huán)境與生活，2014,12(26)：286.

[4]張子達(dá).淺談水利渠道施工中的滲透因素及防滲對(duì)策[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016(05)：202.

[5]馮桂琴.在水利渠道施工中滲透因素及防滲技術(shù)[J].民營(yíng)科技，2015(03)：117-118.

[6]馮桂琴.在水利渠道施工中滲透因素及防滲技術(shù)[J].民營(yíng)科技，2015(03)：65-66.

[7]韓景華,楊艷平.淺談水利渠道工程防滲的施工方法[J].江西建材，2014(19)：58-60.

[8]藍(lán)育寧.水利渠道施工中防滲漏技術(shù)應(yīng)用分析[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2014(08)：12-14.

[9]程西偉,陳曉艷,呂偉.水利渠道施工防滲技術(shù)研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2014(23)：57-58.

[10]陳微.防滲技術(shù)在水利渠道施工中的應(yīng)用探析[J].中國(guó)科技信息，2014(07)：46-49.

[11]李莉莉,閆濤.水利工程中防滲施工技術(shù)的探討[J].價(jià)值工程，2010(30)：98-99.

[12]林森.水利工程防滲處理施工技術(shù)應(yīng)用的探析[J].價(jià)值工程，2010(03)：36-37.

[13]吳華.水利工程防滲處理施工技術(shù)應(yīng)用的探討[J].經(jīng)營(yíng)管理者，2009(15)：98-99.

TV672；TV223.4

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1007-7596(2016)08-0048-03

2016-07-22

王新穎(1981-)，女，遼寧錦州人，工程師，研究方向?yàn)榉姥纯购怠?水環(huán)境、水文水資源、水土保持等。