李書月 李建民 李元波

德州市潘莊灌區(qū)運行維護中心

1 引言

潘莊灌區(qū)位于山東省德州市西部，東鄰李家岸引黃灌區(qū)，西部與聊城市接壤，西北部及北部以衛(wèi)運河、漳衛(wèi)新河為界與河北省相毗鄰。潘莊灌區(qū)控制土地面積5867km2，設計灌溉面積500萬畝，有效灌溉面積357萬畝，承擔著向德州市境內(nèi)齊河縣、禹城市、平原縣、德城區(qū)、武城縣、夏津縣、陵城區(qū)、寧津縣等8個縣市區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鄉(xiāng)生活供水的任務。

2 渠道防滲的重要性

潘莊灌區(qū)興建于1971年，但是受到當時客觀條件的影響，工程施工質(zhì)量、建設標準不高，經(jīng)過四十多年的運行，渠道滲漏嚴重。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，渠道滲漏已經(jīng)成為了水資源浪費的重要原因，隨著當?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展，對水資源的需求量持續(xù)增加，所以要加強渠道防滲研究，采取防滲措施減少渠道的滲漏，提高輸水效率，更好的滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。潘莊總干渠全長91.3km，根據(jù)渠道的地質(zhì)條件、工程情況、運行環(huán)境、投資不同采用不同的防滲形式，體現(xiàn)出較強針對性，對于提升水資源利用率有很大的幫助。

3 渠道滲漏的原因

潘莊灌區(qū)渠道滲漏的原因主要集中在以下幾個方面：一是勘測設計方面的原因。當時灌區(qū)建設屬于“三邊”工程，勘測設計時，勘測設計人員由于沒有充分做好勘測工作，對基礎(chǔ)地形地質(zhì)構(gòu)造資料、土壤性質(zhì)沒有充分掌握，考慮不周全，渠道堤防填筑采用就地取土人工填筑而成，存在土質(zhì)差，抗?jié)B性能差，經(jīng)過多年運行，出現(xiàn)不同程度的滲漏。二是施工方面的問題。在當時施工條件下，堤防主要以人工填筑，人工夯實，受當時施工技術(shù)、方法的限制，工程質(zhì)量標準不高，在渠道長時間、高水位、大流量的運行條件下，會產(chǎn)生滲漏的問題。三是工程維護工作不到位。工程運行維護費用投入不足，管護人員少，管理工作不到位，工程得不到有效治理，渠道滲漏嚴重威脅工程的安全運行，影響灌區(qū)效益的正常發(fā)揮。

4 渠道防滲關(guān)鍵技術(shù)的具體應用

4.1 灌漿技術(shù)在堤防防滲中的應用

在堤防防滲加固時，充分考慮實際情況，制定出合理方案，有效運用灌漿技術(shù)，增強堤防的防滲性能，滿足輸水的需要，實現(xiàn)預期目標，不斷提升渠道質(zhì)量。根據(jù)灌區(qū)堤防土層的勘探、土質(zhì)的檢測，灌漿土料的實驗，綜合分析采用黏土充填式灌漿防滲技術(shù)。黏土充填灌漿技術(shù)在堤防防滲中，有見效快、投資小，設備簡單，施工方便等特點，運用廣泛。在實際施工中，要注意施工方法，確保灌漿的質(zhì)量，才能使堤防達到防滲加固效果。此次灌漿鉆孔布置為6 排，排距1.7m，孔距2m，孔深10m。在工程的施工過程中，為保證工程質(zhì)量，采取分片包干、責任到人的辦法，質(zhì)檢人員采取旁站的方式緊盯現(xiàn)場，對每批原材料、每道工序嚴把質(zhì)量關(guān)，保證了工程質(zhì)量。

4.2 水泥土在渠道防滲中的應用

由土料、普通硅酸鹽水泥及水拌和制作而成水泥土具有就地取材、施工方便、造價低，防滲防沖效果較好等優(yōu)點。潘莊總干渠徐集橋至瓦王閘段14.43km，該段渠道比降較大，斷面小，原有護底工程已經(jīng)損壞，渠底沖刷嚴重，左岸大堤存在漏水管涌現(xiàn)象，影響到工程安全運行，經(jīng)過比較論證采用水泥土護底技術(shù)，水泥土厚度直段處20cm，彎道處30cm；水泥土28d 的抗壓強度不應低于3.5MPa（按常年輸水2.0MPa）；水泥土干密度允許最小值1.5g/cm3，水泥用量占干土重量比為10%（干土容重按1500kg計算），即20cm厚度每平方米30kg。

4.3 混凝土護底及護坡在渠道防滲中的應用

潘莊灌區(qū)為滿足工農(nóng)業(yè)及生活、生態(tài)用水的需求，每年引水230天左右，工程的實施僅有7.8.9三個月的時間，針對施工時間短、且在雨季施工，如何加速渠道防滲建設的速率，經(jīng)過多年的探索和實踐，考慮到渠底和護坡的特點，采用混凝土護底及護坡施工技術(shù)，確保達到防滲的標準。灌區(qū)采用混凝土板護坡，混凝土板平面尺寸為48×58cm，錯縫半板48×29cm。砼強度等級C25,抗?jié)B等級W4,抗凍等級F150，板厚為8cm，預制砼板襯砌一律按下而上逐行安砌，沿兩坡垂直水流方向每隔15m設伸縮縫一道，縫寬2cm，伸縮縫采用聚氯乙烯膠泥填充。采用現(xiàn)澆混凝土護底，混凝土板大小采用5m×5m，厚度10cm砼板，強度等級c30，抗凍等級F150,抗?jié)B等級W4,設通縫，垂直水流方向護底通縫寬2cm。經(jīng)運行實踐證明，混凝土梯形防滲渠道，雖然一次性投資較大，但滲漏損失較小，流速較快，水的利用率較高，施工簡單易行，施工速率快，使用壽命較長，經(jīng)濟效益較好。

4.4 膜料在渠道防滲中的應用

膜料防滲具有施工簡單、適應性強、成本低、應用范圍廣、防滲效果好等優(yōu)點。由于其抗拉強度較高,抗穿透能力好，抗老化性能強,土工布表面摩擦力大,防滑效果好,便于安砌或澆筑砼板，因此灌區(qū)采用復合土工膜防滲，即兩布一膜土工布（每平方米200g/0.3mm/200g）做防滲層,其上再用砼剛性材料做為保護層。在渠道膜料防滲施工中，要掌握膜料和渠道邊坡附著的施工技術(shù)要領(lǐng)，這樣做的目的是可以避免出現(xiàn)膜料破壞的情況。采用膜料防滲是非常簡單的，直接攤鋪在渠道中，但膜與膜之間不能有褶皺，要留有足夠的搭接長度，要根據(jù)復雜多變現(xiàn)場情況及時做出調(diào)整，制定完善的施工方案，保證膜料防滲施工技術(shù)的有效運用，可以取得良好效果。

5 防滲效果

由于防滲技術(shù)的應用，渠道輸水效果得到了明顯的改善，不僅減少了水資源浪費，而且大大提高了利用率，不僅為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供充足的水源，也產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益和社會效益。

5.1 減少渠道滲漏，提高渠系水的利用率

防滲技術(shù)在渠道中的使用,可以大大減少渠道中水量的流失。從使用效果來看,使用防滲技術(shù)的渠道,滲漏損失減少了80%以上,以此計算,年節(jié)水量可達到上7000萬立方米,節(jié)水效果明顯,具有很大的使用潛力。在渠道中全面使用防滲技術(shù),可以在總體上減少農(nóng)業(yè)用水量,擴大灌溉的面積,提高農(nóng)業(yè)用水的利用率。

5.2 渠底渠坡糙率降低，加快了流速，提高了總干渠水利用系數(shù)

使用防滲技術(shù)可明顯的提高渠道的輸送能力,原來渠首閘至馬頰河的天數(shù)由2.2天減少到2天，縮短了10%，總干渠利用系數(shù)由原來的0.87提高到0.94。

5.3 降低了運行維護費用

防滲改造后渠道的耐用性明顯提高,在渠道的建設和維護上的成本明顯減少,降低了農(nóng)業(yè)灌溉成本,從而獲得更大的經(jīng)濟效益。渠道滲漏問題得到了很好解決，輸水安全性有了明顯提高，節(jié)約了巡查防守的人力、物力和經(jīng)費開支，降低了工程的運行維護費用。

6 結(jié)語

綜上所述，潘莊灌區(qū)渠道防滲關(guān)鍵技術(shù)是根據(jù)潘莊灌區(qū)工程運行的實際情況進行分析，對渠道滲漏的原因進行總結(jié)，在此基礎(chǔ)上制定出有效的應對策略。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展和進步，越來越多的新材料、新工藝的出現(xiàn)，防滲工程也將大規(guī)模的得到應用，灌區(qū)防滲條件將不斷改善，渠道輸水率將不斷提高，更好地滿足當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求，推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。