王琳娜
(陜西省寶雞峽引渭灌溉管理局,陜西 咸陽 712000)
渠道防滲是減少渠道輸水滲漏損失的工程措施,不僅能節(jié)約用水量,而且能降低地下水位,防止土壤次生鹽堿化和渠道沖淤坍塌,加大水流流速,提高輸水能力,減少工程費用和維修管理費用。渠道防滲作為一項節(jié)水技術(shù)措施,近年來在寶雞峽灌區(qū)節(jié)水改造項目中得到了大量應(yīng)用,取得了顯著的節(jié)水效果。
渠道防滲技術(shù)措施可分為兩類,一類是通過壓實、抹光、摻入化學(xué)材料等措施,減少土壤空隙率,以提高土壤抗?jié)B透性能;另一類是采用混凝土、塑料薄膜、土工織布、砌石、三合土、水泥土、粘土等不同材料,在渠床設(shè)置防滲層。這兩類措施,都可以達到減少渠道滲漏損失的目的。
寶雞峽灌區(qū)建成運行四十多年來,渠道防滲分別采取土料、砌石、混凝土、膜料、混凝土下鋪土工膜復(fù)合式等防滲技術(shù)。
(1)土料防滲:主要應(yīng)用于斗分渠等田間渠道防滲,其優(yōu)點是可就地取材,成本低,技術(shù)簡單,方便易行;缺點是耐久性不強,經(jīng)過多次的凍融,防滲層會變得松散,甚至被剝蝕,會使防滲作用降低。
(2)砌石防滲:主要應(yīng)用于支渠及重點斗渠防滲,其優(yōu)點是取材方便,容易施工,具有較強的抗沖磨性和抗腐蝕性,能夠承受較大的渠道流速;缺點是經(jīng)過長時間水流沖刷及冰雪凍融作用,砌石臨水面接縫處容易破壞,造成砌石體淘空空肚,對渠道安全造成不利影響。
(3)混凝土防滲:主要應(yīng)用于干渠及重點支渠防滲,其優(yōu)點是防滲效果好,耐久性強,糙率小,強度高,適應(yīng)性廣泛;缺點是抗凍脹變形能力差,成本偏高。
(4)膜料防滲:主要應(yīng)用于渠道臨時性防滲,其優(yōu)點是原料輕便且易于運送,張弛能力強,用方便且造價低,抗腐蝕和抗?jié)B透能力強;缺點是壽命短,容易被刺破,因料面光滑而與土地缺少摩擦而造成邊坡不穩(wěn)。
(5)混凝土下鋪土工膜復(fù)合式防滲:這種防滲技術(shù)措施的要點是,在已處理好的渠床基礎(chǔ)上先鋪設(shè)一層土工布,然后在其上澆筑混凝土,以達到防沖防滲的目的。這種技術(shù)措施防滲效果好,并能起到一定的保溫作用,減輕了凍脹破壞,是一種新興的抗凍、抗沖、防滲措施。
近年來,寶雞峽灌區(qū)在渠道防滲中廣泛采用了混凝土下鋪土工膜復(fù)合式防滲技術(shù),取得了良好的效果。
1)基礎(chǔ)處理。根據(jù)寶雞峽灌區(qū)實際,渠道基礎(chǔ)處理主要采取了以下方法:如渠基含水量很大,甚至為飽和狀態(tài)時,采用風(fēng)干、抽排、翻曬等方法,降低基土含水量,以便于填筑施工;過流較大的重要干支渠,采用換填土方法對渠基進行處理;流量小于2.0 m3/s的支渠,首先進行清淤和清理基土,再進行填筑;大于2.0m3/s的支渠,采用局部填筑補齊的方法填筑,且填筑面寬度一般應(yīng)較設(shè)計加寬50 cm以上。
2)土工膜的加工和鋪設(shè)。寶雞峽灌區(qū)采用的復(fù)合土工膜規(guī)格為一布一膜,面層為100~150 g/m2的土工布,底層為不小于0.25mm厚的聚氯乙烯膜。
①剪裁。根據(jù)鋪膜基槽斷面尺寸大小及段長剪裁。縱向鋪設(shè)時,首先按基槽的斷面尺寸計算所需膜料的幅數(shù);橫向鋪設(shè)時,以鋪設(shè)基槽斷面的長度為一幅。剪裁的長度應(yīng)以其大塊膜料便于搬運和鋪設(shè)為宜。
②接縫處理。土工膜的接縫處理是一個關(guān)鍵工序,直接影響防滲效果。一般的接縫方式有:①搭接:搭接寬度宜大于15 cm;②熱焊:宜于稍厚的土工膜基材,焊縫搭接寬度不小于5 cm。根據(jù)寶雞峽灌區(qū)多年的實踐證明,防滲土工布的厚度應(yīng)不小于0.25 mm,否則容易產(chǎn)生氣孔而降低防滲效果。寶雞峽灌區(qū)大都采用焊接法,焊接搭接寬度一般不小于10 cm,采用雙焊縫焊接。
③鋪設(shè)。鋪設(shè)前應(yīng)將基槽表面灑水濕潤,以保證膜料能與基床緊密貼合。縱向鋪設(shè)時,將按設(shè)計尺寸加工的大幅膜料疊成“琴箱”式,先橫向放在下游槽內(nèi),再將一端與先鋪好的膜料或原建筑物在現(xiàn)場焊接,再向上游拉展鋪開;橫向鋪設(shè)時,由渠道一岸經(jīng)渠底向另一岸鋪設(shè),鋪設(shè)速度應(yīng)和混凝土澆筑速度同步,以避免膜料裸露時間過長。
3)混凝土板澆筑。一般采用人工澆筑法或機械澆筑法。寶雞峽灌區(qū)在渠道防滲工程中,對斷面尺寸較大的干支渠道大都采用人工澆筑法;對斷面尺寸較小的支斗渠采用U型渠襯砌機澆筑法。
①人工澆筑法。主要應(yīng)用于斷面尺寸較大的干支渠工程。其施工工藝為:在鋪設(shè)好的土工膜上安裝側(cè)?!炷寥雮}振搗——側(cè)板澆筑成型——養(yǎng)護——安裝填充伸縮縫。底板澆筑按照同樣順序施工。
②機械澆筑法。主要應(yīng)用于斷面尺寸較小的支斗渠工程。其施工工藝為:在鋪設(shè)好的土工膜上安設(shè)渠道襯砌機——混凝土入機倉——勻速行進——渠道成型——切設(shè)填充伸縮縫——養(yǎng)護。
③伸縮縫處理。采用水利部西北水科所在聚氯乙烯油膏基礎(chǔ)上研制的性能與其相同,但造價相對較低、止水效果好的新型伸縮縫止水材料——焦油塑料膠泥進行填縫止水。
1)基礎(chǔ)處理時應(yīng)注意全面徹底清理渠床基礎(chǔ)上的腐殖土等雜物,對水流沖刷形成的空洞、蜂窩采用灰土或黏土進行填充找平,并通過人工或機械進行平整夯實。
2)土工膜鋪設(shè)時應(yīng)注意不能繃得太緊、不得打皺,拼接要牢固,兩端埋入土體部分呈波紋狀。所鋪的土工膜上應(yīng)用厚度7~10 cm的C15混凝土作為保護層,以保護膜料不被外力破壞和防止其老化。施工時,應(yīng)避免石塊直接砸在土工膜上。土工膜與周邊結(jié)構(gòu)物連接時,應(yīng)采用膨脹螺栓和鋼板壓條錨固,連接部位要涂刷厚2 mm的乳化瀝青粘接,以防發(fā)生滲漏。
3)混凝土板澆筑時模板應(yīng)分塊間隔安設(shè),按照1—3—5—7—9或2—4—6—8—10的次序依次澆筑,這樣可以提高施工效率。養(yǎng)護時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工條件,采用灑水養(yǎng)護、覆膜養(yǎng)護、草袋養(yǎng)護等措施進行混凝土養(yǎng)護。
4)冬季施工時,應(yīng)采取調(diào)整配合比、摻用引氣劑、摻加早強劑、蓄熱法、外部加熱法、抗凍外加劑等方法,防止冰凍破壞,保證混凝土澆筑質(zhì)量。
寶雞峽灌區(qū)近年來的實踐證明,復(fù)合式渠道防滲技術(shù)能夠使混凝土和土工膜兩種材料實現(xiàn)優(yōu)勢互補,具有顯著的濟技術(shù)性能。一是防滲效果好。其滲漏量是單純的混凝土防滲材料的1/6,是砌石材料的1/13,是不防滲土渠的1/21。二是延長了渠道的使用壽命。土工膜防滲層鋪在混凝土保護層下,其壽命可達30年以上。同時,膜料防滲層可以保溫,有效減輕凍脹破壞,減少混凝土保護層裂縫,延長工程壽命。三是與單純的混凝土防滲材料相比,兩者投資大體相當(dāng),但防滲效果卻大大得到了提高。因此,對于北方灌區(qū)來說,采用混凝土與土工膜復(fù)合防滲技術(shù),是一個費省效宏的渠道節(jié)水措施,值得大范圍使用和推廣。