李學(xué)軍，段笑暉，王惠娟

(河南省陸渾水庫(kù)管理局,河南 洛陽(yáng) 471003)

1 陸渾灌區(qū)概況

陸渾灌區(qū)位于河南省西部淺山丘陵區(qū)，現(xiàn)有總干渠、東一干渠、東二干渠、西干渠和灘渠5條干渠，總長(zhǎng)277.80 km，設(shè)計(jì)灌溉面積1.20×105hm2，有效灌溉面積4.36×104hm2?？琰S河、淮河兩大流域。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，截止2020年底，陸渾灌區(qū)輸水60億m3,灌溉農(nóng)田1.27×106hm2次，增產(chǎn)糧食65億kg，為灌區(qū)農(nóng)業(yè)豐收和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)。

2 渠道節(jié)水防滲施工技術(shù)

節(jié)水配套工程實(shí)施前，灌區(qū)僅在險(xiǎn)工段、填方壩和總干渠部分渠段進(jìn)行了混凝土襯砌，經(jīng)過(guò)40余年運(yùn)行，大部分已沉降破碎，對(duì)工程的安全運(yùn)行存在著極大的安全隱患。其余渠段均為土渠,梯形斷面，渠道節(jié)水防滲措施較為貧乏，通水灌溉期間水量損失較大。渠道節(jié)水防滲施工技術(shù)主要涉及渠道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)斷面、非渠道標(biāo)準(zhǔn)斷面和矩形斷面3部分。

2.1 渠道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)斷面

2.1.1 挖方渠段

節(jié)水改造工程渠道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)斷面(邊坡坡比為1∶1.75)均采用100 mm厚的C20F100W6混凝土進(jìn)行全斷面襯砌防滲，坡腳設(shè)有350 mm×250 mm齒墻。沿水流方向每隔5 m(總干渠為4.50 m)設(shè)一道橫向伸縮縫,渠底兩側(cè)內(nèi)坡腳處及兩側(cè)渠坡上分別設(shè)一道縱向伸縮縫，縫寬2 cm,縫內(nèi)采用密度為120±5 kg/m、彈模為1.50±0.50 MPa的低發(fā)泡沫板填充。坡面伸縮縫底部鋪設(shè)50 cm寬的150 g+0.30 mm+150 g二布一膜復(fù)合土工膜防滲，渠底伸縮縫底部鋪設(shè)寬65 cm復(fù)合土工膜。

該措施很好克服渠道糙率過(guò)大和滲水，且穩(wěn)定性和耐久性好。但施工過(guò)程中應(yīng)注意：渠道沿線分布的巖土體部分具有弱膨脹性，應(yīng)快挖快襯砌，盡量減少暴露時(shí)間，以防渠道邊坡膨縮變形；混凝土板振搗時(shí)，應(yīng)自下而上，并嚴(yán)控澆筑溫度和及時(shí)養(yǎng)護(hù)，否則，容易造成混凝土襯砌板裂縫。

2.1.2 填方渠段

灌區(qū)共有308座填方壩，大多數(shù)系大兵團(tuán)作戰(zhàn)、群眾性施工，工程隱患較多。結(jié)合通水期間的日常管理記錄，進(jìn)行地質(zhì)勘探，組織專家評(píng)審，決定是否對(duì)填方壩體進(jìn)行充填灌漿和加高培厚。

渠道采取全斷面鋪設(shè)土工膜和混凝土襯砌復(fù)合防滲，混凝土襯砌型式同挖方渠道。渠道左堤頂規(guī)劃有管理道路，寬5 m，右堤頂寬2.50 m。灌漿孔布置：左堤頂設(shè)2排，梅花形布置；右堤頂設(shè)1排，沿堤頂中心布置，孔距1.50 m，孔深至壩底以下原狀土內(nèi)1 m，造孔應(yīng)保證鉛直，偏斜率不得大于孔深的2%。灌漿前先進(jìn)行灌漿工藝試驗(yàn)，按設(shè)計(jì)布孔、造孔、灌漿，觀測(cè)灌漿壓力、吃漿量及泥漿容量、壩體位移和裂縫等，實(shí)驗(yàn)孔≥3個(gè)。

充填灌漿一般按照《土壩灌漿技術(shù)規(guī)范》的要求施工，但規(guī)范沒(méi)有明確灌漿質(zhì)量的檢測(cè)方法。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，并觀察灌漿后渠道通水運(yùn)行情況，利用“檢查孔”的方法，控制填方壩灌漿質(zhì)量。具體步驟為：①檢查孔數(shù)量及位置：結(jié)合壩體長(zhǎng)度、高度和灌漿布孔情況，每座壩布孔≥6個(gè)，左右壩布孔均≥3個(gè)。為真實(shí)、客觀反映灌漿效果，檢查孔的位置除施工方外的其他參建方現(xiàn)場(chǎng)協(xié)商隨機(jī)確定，但上下游壩肩處必布孔1個(gè)。左壩在兩排梅花形灌漿孔中心，右壩在單排2個(gè)灌漿孔中間布孔，孔深應(yīng)小于相鄰原灌漿孔1 m。②檢查孔灌漿：采用與灌漿相同設(shè)備，均在設(shè)計(jì)壓力下灌注與設(shè)計(jì)同材料同比例漿液，記錄灌漿成果。③當(dāng)檢查孔灌入量小于原灌漿孔末序灌入量，可認(rèn)為達(dá)到充填灌漿設(shè)計(jì)目的。否則，應(yīng)據(jù)實(shí)分析原因，由施工單位按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行復(fù)灌后，按1∶3比例重新確定檢查孔的位置，加密進(jìn)行灌漿檢查，直至滿足設(shè)計(jì)要求為止。

通過(guò)檢查的3座充填灌漿填方壩，在歷次通水期間無(wú)任何滲水跡象，排除壩體通水期間穩(wěn)定隱患，減少管理人員巡查看護(hù)頻率?？梢詫⒋藱z查方法作為檢驗(yàn)與評(píng)定填方壩充填灌漿施工質(zhì)量補(bǔ)充依據(jù)。

2.2 非渠道標(biāo)準(zhǔn)斷面

非渠道標(biāo)準(zhǔn)斷面，又稱為陡坡段，均為石渠段，灌區(qū)修建時(shí)，因當(dāng)時(shí)施工條件所限，沒(méi)有開(kāi)挖至標(biāo)準(zhǔn)斷面，最長(zhǎng)的一段位于東一干渠上段，樁號(hào)：1+148.60～1+800，長(zhǎng)度為651.40 m。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量統(tǒng)計(jì)，渠道邊坡坡比均在1∶0.75和1∶1之間，且90%以上在1∶0.85和1∶1之間，渠底寬度均大于渠道標(biāo)準(zhǔn)斷面底寬。

渠道清基：清理表層風(fēng)化、松動(dòng)碎石和樹(shù)木、淤泥等雜物，清基范圍根據(jù)渠道設(shè)計(jì)斷面并結(jié)合實(shí)際地形地貌進(jìn)行調(diào)整。

測(cè)量放線：陡坡段渠首和渠尾各20 m，測(cè)量1個(gè)斷面；中間渠道，總干渠每隔45 m,其余干渠每隔50 m，在能反映現(xiàn)狀的地方(斷面偏大)測(cè)量1個(gè)斷面。若與設(shè)計(jì)不符，由設(shè)計(jì)單位確認(rèn)并出具變更施工圖。實(shí)踐證明渠道邊坡坡比為1∶0.90和1∶1，不同坡比斷面之間采用平順連接，既經(jīng)濟(jì)又便于工程施工，還能滿足渠道過(guò)水能力。

陡坡段節(jié)水改造：首先在渠道邊坡巖基較好的適宜位置錨固Φ12 mmHRB400的鋼筋，錨筋長(zhǎng)400 mm，伸入巖基300 mm，間距2 m，梅花形布置。若坡面凹凸不平，錨桿間距可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。在伸縮縫位置，預(yù)留70 cm間距鋪設(shè)復(fù)合土工膜，鋪設(shè)前先用砂漿找平，且鋼筋網(wǎng)在此斷開(kāi)。鋼筋網(wǎng)為直徑10 mmHPB235鋼筋，間距200 mm，縱向分節(jié)長(zhǎng)度與襯砌板一致，橫向伸入渠底襯砌板260 mm。渠底鋪設(shè)復(fù)合土工膜前用砂漿找平，襯砌C20混凝土厚100 mm，伸縮縫位于距坡腳300 mm處。渠坡襯砌C20混凝土厚150 mm，除伸縮縫位置外，均沒(méi)有鋪設(shè)土工膜。坡腳不設(shè)齒墻，施工順序先渠底、后渠坡，坡面較大坑洞用C15混凝土找平，待混凝土入倉(cāng)后，先用小型插入式振搗棒振搗，人工平倉(cāng)，再用平板振動(dòng)器自下而上振搗2次，確?；炷撩軐?shí)度和平整度。

渠段若按照標(biāo)準(zhǔn)斷面施工，渠底需要回填，渠坡需要再次開(kāi)挖，不但增加工程投資，還需要永久性征用土地。而此措施不僅起到防滲效果，還節(jié)約工程投資，縮短工期，適用于邊坡較陡的石渠段節(jié)水防滲處理。

2.3 矩形渠道

由于受當(dāng)時(shí)條件限制，矩形渠道多處于半山腰且右岸切入山體較深，為漿砌石矩形斷面渠道，所用塊石基本為開(kāi)山下來(lái)的石材，只對(duì)底板進(jìn)行低標(biāo)號(hào)混凝土襯砌。節(jié)水防滲改造分為:一是過(guò)水?dāng)嗝孑^大渠道，二是符合設(shè)計(jì)的矩形斷面渠道。

2.3.1 過(guò)水?dāng)嗝孑^大的渠道

拆除原底板襯砌混凝土，對(duì)底板及側(cè)墻用C20F100W6混凝土進(jìn)行襯砌。底板清理、修補(bǔ)找平并鋪設(shè)土工膜，襯砌厚度為100 mm。側(cè)墻設(shè)Φ12 mmHRB400錨筋，長(zhǎng)400 mm，外露100 mm，間距2 m，梅花型布置，混凝土襯砌厚度為150 mm。渠道每隔5 m設(shè)1道橫向伸縮縫，底板兩側(cè)和中心各設(shè)1道縱向伸縮縫，縫寬20 mm，填縫材料為聚乙烯閉孔泡沫板，迎水面填厚20 mm聚氨酯密封膠。

此種措施可避免大量拆除工程量，合理縮短工期，減少投資，施工方法相對(duì)簡(jiǎn)單，防滲效果明顯，對(duì)渠堤穩(wěn)定起到加固作用，但在施工過(guò)程中應(yīng)注意事項(xiàng)：邊模高度不超過(guò)2 m，分層澆筑混凝土；混凝土按一級(jí)骨料配置，充分拌合，入倉(cāng)用長(zhǎng)方形特制漏斗；規(guī)劃好振搗位置，嚴(yán)格按規(guī)劃位置逐個(gè)振搗。

2.3.2 符合設(shè)計(jì)的矩形斷面渠道

這種渠道較短，只占矩形渠道不足10%。首先清除側(cè)墻砌石縫隙內(nèi)松動(dòng)的勾縫砂漿，用高壓水槍沖洗干凈，用M10砂漿勾縫大致找平，待達(dá)到一定齡期后再次清洗。然后全斷面澆筑環(huán)氧砂漿，分節(jié)長(zhǎng)度與漿砌石側(cè)墻一致，伸縮縫采用遇水膨脹橡膠止水帶及鋼板相結(jié)合的方法處理。橡膠止水帶寬度350 mm，厚度8 mm，外側(cè)設(shè)6 mm厚鋼板保護(hù)，用Φ12螺栓錨固，間距200 mm。環(huán)氧砂漿抗壓強(qiáng)度≥50 MPa、抗拉強(qiáng)度≥4.50 MPa、抗?jié)B等級(jí)≥1.50 MPa、吸水率≤5.50%、收縮率≤0.20%，厚度≤3 cm，環(huán)氧砂漿表面要壓抹平整。最后在環(huán)氧砂漿表面涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防滲涂料，涂刷厚度≥1 mm，涂刷涂料前將基面清理干凈。水泥基滲透結(jié)晶型防滲涂料技術(shù)指標(biāo)：抗折強(qiáng)度(7 d)≥2.80 MPa、(28 d)≥3.50 MPa；潮濕基面粘結(jié)強(qiáng)度≥1 MPa；抗?jié)B壓力(28 d)≥1.20 MPa；第二次抗?jié)B壓力(56 d)≥0.80 MPa；抗?jié)B壓力比(28 d)≥250%。底板拆除原襯砌混凝土，用C20F100W6混凝土進(jìn)行襯砌。底板清理、修補(bǔ)找平并鋪設(shè)土工膜，襯砌厚度為100 mm。

為防止修補(bǔ)體和結(jié)合面粘結(jié)層在尚未獲得足夠抗壓強(qiáng)度之前受到損害或早期發(fā)育不良，應(yīng)對(duì)修補(bǔ)體進(jìn)行及時(shí)養(yǎng)護(hù)。矩形渠道的這種防滲措施，盡管起到防滲效果，但左岸渠堤位于半山腰，處于臨空狀態(tài)，對(duì)渠堤穩(wěn)定作用不大。隨著渠道逐漸加大到設(shè)計(jì)流量，通水時(shí)還需投入人力看護(hù)，以防渠堤突然潰堤。

3 存在問(wèn)題與建議

灌區(qū)干渠和部分建筑物工程的節(jié)水防滲措施已基本完成，效果較為顯著，通水期間管理工作重點(diǎn)已由看護(hù)險(xiǎn)工段轉(zhuǎn)為防溺水和科學(xué)組織、落實(shí)調(diào)度計(jì)劃、合理分配水資源。但由于資金的限制，仍然存在以下需要解決的問(wèn)題：一是建筑物存在的結(jié)構(gòu)性變形、損壞未進(jìn)行徹底解決，如渡槽基礎(chǔ)下沉、槽體側(cè)板內(nèi)傾變形和涵洞局部冒頂、坍塌等；二是支渠和田間配套“最后一公里”，尚未進(jìn)入實(shí)施，其原有節(jié)水防滲措施完好率較低；三是矩形渠道左堤穩(wěn)定性沒(méi)有根除；四是大部分填方壩未充填灌漿，仍然存在安全隱患。這些問(wèn)題必將進(jìn)一步限制灌區(qū)效益的發(fā)揮。建議抓住國(guó)家加強(qiáng)水利改革發(fā)展和灌區(qū)現(xiàn)代化改造的良好機(jī)遇，進(jìn)一步完善灌區(qū)工程設(shè)施體系，盡快補(bǔ)齊工程短板，以提升城市生活、工業(yè)和灌溉供水的保證率。

4 結(jié)語(yǔ)

節(jié)水防滲技術(shù)是保障水資源供應(yīng)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)陸渾灌區(qū)節(jié)水改造項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中渠道防滲技術(shù)的分析、總結(jié)，特別是陡渠段和矩形渠道防滲技術(shù)以及對(duì)填方壩充填灌漿質(zhì)量的檢查方法，以期為水利工程建設(shè)改造提供節(jié)水防滲技術(shù)參考。