方 雪

（漢中市石門水庫管理局，陜西 漢中 723000）

1.灌區(qū)概況

陜西省漢中市石門水庫灌區(qū)屬國家大型灌區(qū)，是陜西省唯一的大型水稻灌區(qū)，位于陜西南部秦嶺南麓的漢中盆地腹心，主要水源由漢江支流褒河上的石門水庫供給。灌溉由東干渠、西干渠、南干渠三個(gè)獨(dú)立灌溉系統(tǒng)組成。

灌區(qū)工程運(yùn)行多年，渠道病險(xiǎn)、老化失修導(dǎo)致滲漏水嚴(yán)重，致使工程效益衰減，灌溉效益連年銳減。1999年石門水庫灌區(qū)被納入國家大型灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造項(xiàng)目之列，從1999年開始分年度予以實(shí)施。通過1999年—2013年連續(xù)十五個(gè)節(jié)水改造工程項(xiàng)目的建設(shè)，灌區(qū)工程面貌發(fā)生了巨大變化。

石門灌區(qū)節(jié)水改造項(xiàng)目主要是針對(duì)干、支渠道防滲、節(jié)水的改造工程。渠道防滲對(duì)提高灌區(qū)效率、節(jié)約用水、保護(hù)工程安全運(yùn)行、發(fā)揮工程效益有著重要作用，這里僅對(duì)石門灌區(qū)節(jié)水改造項(xiàng)目中渠道防滲治理的措施、適用情況、施工技術(shù)、施工方法進(jìn)行分析探討。

2.防滲措施

2.1混凝土防滲在該項(xiàng)目中主要是分為現(xiàn)澆和預(yù)制兩種方式。

2.1.1預(yù)制砼防滲

預(yù)制砼防滲在石門節(jié)水改造項(xiàng)目初期應(yīng)用頻繁，在灌區(qū)渠道的防滲工程上主要有預(yù)制砼板襯砌和預(yù)制U型板襯砌。

①預(yù)制砼板防滲襯砌由于砼板規(guī)格靈活多樣、可以工業(yè)化生產(chǎn)，質(zhì)量易保證，施工受氣候、環(huán)境、運(yùn)輸條件影響不大，易于施工，維護(hù)便捷，在灌區(qū)節(jié)水改造項(xiàng)目早期被大量的應(yīng)用在干、支渠道的防滲襯砌上。但隨著施工技術(shù)的快速發(fā)展及工藝的提高，發(fā)現(xiàn)此種防滲措施施工節(jié)縫多，整體性較差，易被人為破壞和丟失等諸多現(xiàn)象后，在中后期的建設(shè)中逐漸銷聲匿跡。砼預(yù)制板襯砌，一般在夯實(shí)的土基上使用低標(biāo)號(hào)的水泥砂漿找平或者鋪設(shè)一層砂來找平，然后采用砌筑砂漿將砼預(yù)制板層層錯(cuò)縫砌筑，最后勾縫。渠道沿長度方向每十米設(shè)橫向伸縮縫一條，板頂用漿砌石壓頂封口或砼預(yù)制塊的壓頂封口。其襯砌結(jié)構(gòu)圖如下:

預(yù)制砼板渠道襯砌結(jié)構(gòu)斷面示意圖

②預(yù)制U型板襯砌。預(yù)制U型板在適用時(shí)有兩種形式：預(yù)制U型渠槽（俗稱：U型槽板）和預(yù)制U型半板（兩塊板拼湊成一個(gè)U型渠槽）。優(yōu)點(diǎn)與預(yù)制砼板相同。但實(shí)踐證明預(yù)制U型板襯砌，無論從水利性能還是從渠系優(yōu)化的結(jié)果來看，在石門灌區(qū)是一種更適用于小型渠道襯砌防滲的措施，它易于預(yù)制，形式靈活，過水條件較好，占地少，便于施工，是一種良好的渠道形式。在灌區(qū)的支渠的尾水段得到廣泛應(yīng)用。其襯砌結(jié)構(gòu)圖如下：

U型砼預(yù)制板襯砌敷設(shè)土工膜渠道襯砌結(jié)構(gòu)斷面示意圖

2.1.2現(xiàn)澆砼防滲襯砌在該項(xiàng)目中主要為梯形斷面現(xiàn)澆砼襯砌和U型斷面現(xiàn)澆砼襯砌兩種形式。

①梯形斷面現(xiàn)澆砼襯砌在石門節(jié)水改造項(xiàng)目中是應(yīng)用最多、最廣泛的一種，主要是應(yīng)用在流量較大的干、支渠。由于該項(xiàng)目的大部分渠道在丘陵地帶，受施工道路和場(chǎng)地的限制，在選用施工方法時(shí)，就采用不受場(chǎng)地限制的鋼滑?，F(xiàn)澆方式。襯砌渠道設(shè)計(jì)流量大于20m3/s時(shí)，選用C20砼 ；襯砌渠道設(shè)計(jì)流量小于20m3/s時(shí)，現(xiàn)澆砼的標(biāo)號(hào)采用C15砼。襯砌厚度視工程等級(jí)而定，一般在8—12cm。從渠道襯砌開始每4米設(shè)橫向伸縮縫一條，渠底板與兩側(cè)斜坡交界處留縱向施工縫，采用聚氯乙烯熱灌嵌縫。這種襯砌形式在石門灌區(qū)的渠道條件中有普遍的適用性，具有防滲性能良好、糙率底、施工方法便捷等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)施工工藝有一定的要求，需要掌握施工工藝，做好施工組織設(shè)計(jì)，否則工程進(jìn)度、質(zhì)量將會(huì)受到影響。

②U型斷面現(xiàn)澆砼襯砌在石門節(jié)水改造項(xiàng)目的支渠上有應(yīng)用?？梢圆捎肬型渠道襯砌機(jī)，或者滑?，F(xiàn)澆進(jìn)行施工。如果采用滑模現(xiàn)澆施工方法，根據(jù)本灌區(qū)土壤為粘土、亞粘土鈣質(zhì)結(jié)構(gòu)為主的情況，為增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在U型襯砌之下可增設(shè)條形勒帶。

2.2漿砌石防滲

漿砌石防滲的優(yōu)點(diǎn)是自重大穩(wěn)定性好、堅(jiān)固、耐磨、抗沖等；缺點(diǎn)是施工原材料受地理環(huán)境限制，施工質(zhì)量難控制，造價(jià)高，防滲效果受施工工藝的影響較大。由于灌區(qū)當(dāng)?shù)赜惺墓?yīng)，依據(jù)漿砌石防滲這些特點(diǎn)，在許多渠道上采用漿砌石防滲與多種形式組合進(jìn)行使用，極大地發(fā)揮了漿砌石襯砌防滲的效益。根據(jù)渠道具體的情況，可采用一側(cè)渠坡現(xiàn)澆砼防滲，一側(cè)渠坡砌石防滲；一側(cè)渠坡預(yù)制板防滲，一側(cè)渠坡砌石防滲等多種形式。通常的渠道襯砌砌石厚度在30-50cm左右。采用M7.5的砂漿砌筑，M10的砂漿抹面，經(jīng)過抹面后砌石渠道即減小了糙率，又增強(qiáng)了防滲能力，在石門灌區(qū)的渠道防滲上是應(yīng)對(duì)病害較多的一種措施，漿砌石防滲的綜合應(yīng)用較多。其襯砌結(jié)構(gòu)圖如下:

漿砌石與砼襯砌渠道結(jié)構(gòu)斷面示意圖一

漿砌石與砼襯砌渠道結(jié)構(gòu)斷面示意圖二

2.3復(fù)合土工膜防滲

在石門節(jié)水改造項(xiàng)目中復(fù)合土工膜是結(jié)合其他的襯砌防滲措施一起使用。主要優(yōu)點(diǎn)是施工方法簡(jiǎn)單，造價(jià)低、防滲效果好，適用性強(qiáng)。主要應(yīng)用在防滲要求較高的渠段或工期緊張的搶險(xiǎn)工程上。施工方法是在充分碾壓后的土地基上敷設(shè)復(fù)合土工膜，然后上面再鋪設(shè)其他襯砌物。在施工中要注意保護(hù)復(fù)合土工膜的完整性，在邊角、搭接處要特別注意施工工藝和方法，否則將影響防滲效果。在石門節(jié)水改造項(xiàng)目中作為治理高大填方病害渠段的重要技術(shù)手段使用。在使用中發(fā)現(xiàn)它更適合地下水位較低的渠段，對(duì)于地下水豐富和地下水水位較高或者地下水變化較大的渠段使用時(shí)需要慎重選擇，并且要充分地考慮地下水變化的影響以及在渠道荷載變化時(shí)溫度應(yīng)力對(duì)渠道的影響。(其襯砌結(jié)構(gòu)參見U型砼預(yù)制板敷設(shè)土工膜渠道襯砌結(jié)構(gòu)斷面示意圖)

2.4導(dǎo)濾管

石門水庫灌區(qū)節(jié)水改造施工中，導(dǎo)濾管是適用于地下水較高或地下水變化較大的渠段，為防止外部水壓對(duì)渠道破壞時(shí)的一種疏通導(dǎo)排措施，是經(jīng)濟(jì)便捷的。它可以配合各種防滲措施使用。施工方法是在距離襯砌渠道底部30cm高的渠坡上埋設(shè)PVC管，管徑可根據(jù)施工點(diǎn)的地下水和當(dāng)?shù)氐慕邓约扒赖姆罎B形式等具體情況進(jìn)行選用。導(dǎo)濾管可在渠坡上梅花布置或等排等距布置。導(dǎo)濾管低的一側(cè)伸出渠道襯砌面，管口保持與襯砌面平行便于減壓排水；導(dǎo)濾管高的一頭用棕絲或土工布等材料包裹扎緊伸入渠坡土地基中，為防止堵塞在管口外做0.2m*0.2m*0.2m砂礫石的排水棱體。這種方法也是石門灌區(qū)渠道襯砌防滲疏導(dǎo)的一種自創(chuàng)方式，它減輕了渠道外側(cè)水壓對(duì)渠道的破壞，也給予了外部土方在雨季含水量過大時(shí)一個(gè)減壓、泄水的渠道，鞏固了渠道兩側(cè)土方的穩(wěn)定性，并延長了襯砌的使用壽命，且經(jīng)濟(jì)易操作。其結(jié)構(gòu)圖如下：

布設(shè)導(dǎo)濾管的渠道襯砌結(jié)構(gòu)斷面示意圖

2.5盲溝排水

盲溝排水在石門節(jié)水改造施工后期用得較多，主要用于地下水水位較高或變化較大的渠段，這些渠段附近有塘、庫、泉等水源，渠道受周邊水源的影響較大，容易造成渠道的變形或失穩(wěn)。為了保證渠道的穩(wěn)定性，采用降低地下水位和減少周邊水壓力的思路，根據(jù)具體渠段結(jié)合渠內(nèi)布置導(dǎo)濾管，渠道下面布設(shè)縱、橫盲溝，盲溝具有一定的坡度，在匯聚點(diǎn)設(shè)置排水明溝與盲溝相連，這樣大量的地下水或滲水從盲溝導(dǎo)出至明溝內(nèi)泄走，即降低了地下水水位升高對(duì)渠道的損壞，又及時(shí)排除土壤中的多余滲水減少了土基失穩(wěn)帶來的災(zāi)害。施工方法，根據(jù)渠道的具體情況，在設(shè)計(jì)渠底線以下按一定的坡度、深度開挖盲溝，溝的深度和寬度要根據(jù)渠道的大小、地下水的水位等具體的情況來定，開挖的盲溝可以縱、橫布置相互連接，在溝內(nèi)用級(jí)配砂礫石回填，也可以在盲溝內(nèi)側(cè)壁和底部的敷設(shè)雙層土工膜，然后回填土方至地面高度。

3.技術(shù)特點(diǎn)

石門灌區(qū)是陜西唯一的大型水稻灌區(qū)，地處中國南方，與陜西的其他大型北方灌區(qū)有著截然不同的灌溉方式，在灌區(qū)節(jié)水改造施工中因地制宜地創(chuàng)造出了適合自己灌區(qū)特點(diǎn)的新型方法：

施工技術(shù)方面：采用漿砌石與砼現(xiàn)澆結(jié)合；漿砌石與砼預(yù)制板結(jié)合；漿砌石與砼現(xiàn)澆及砼預(yù)制板結(jié)合等。一個(gè)斷面多種材料的施工方式，在保證渠道的安全、質(zhì)量的情況下更加經(jīng)濟(jì)有效的處理了病險(xiǎn)渠道。在渠道斷面上斜插PVC管作為導(dǎo)濾管，為汛期渠道外圍的土基排水、降壓打好了基礎(chǔ)，大大地降低了渠道病害的危險(xiǎn)，很好地保證了渠道穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。盲溝排水與渠道的結(jié)合，為渠道降低地下水和及時(shí)泄減土基中的滲水開辟了新途徑。

施工材料方面：導(dǎo)濾管外圍包裹砂礫石和棕絲，防止了泥沙淤滯，延長了導(dǎo)濾管的壽命。盲溝內(nèi)壁土工膜的敷設(shè)，避免了泥沙的堵塞，保證滲水通暢的匯聚、導(dǎo)出。

4.使用成效

時(shí)值現(xiàn)在，通過十五個(gè)年度節(jié)水改造項(xiàng)目的建設(shè)及以上的防滲導(dǎo)排措施在灌區(qū)的綜合利用，二十多個(gè)年度的灌溉運(yùn)行表明：

4.1減少了水量損失，渠系水利用系數(shù)由未改造前的0.58提高到現(xiàn)在的0.62，灌溉水利用系數(shù)由未改造前的不到0.5提高到0.52。

4.2提高渠道的工程強(qiáng)度和防沖、抗淤積能力，減少了工程的維護(hù)費(fèi)用。

4.3提高了灌溉效率，縮短了放水時(shí)間，節(jié)約了水資源；

4.4增大了渠道輸水能力，東干渠引流量由未改造前的14m3/s提高到現(xiàn)在的21m3/s。

5.結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的增長和社會(huì)進(jìn)步，水利灌溉所發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)價(jià)值也日益重要。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，新工藝、新材料、新方法層出不窮，相信今后還會(huì)有更多更好的治理渠道滲漏的新技術(shù)推廣開來。