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我国渠道衬砌和防渗技术现状和趋势
【摘 要】渠道衬砌与防渗技术是一项有效节约水资源、提高水资源利用效率的重要工艺.目前这种工艺是我国农业灌溉中应用最为广泛的一种节水工艺.面对我国日益紧张的用水需求,渠道砌衬与防渗技术的应用,能够对缓解用水紧张、促进水资源节约起到一定积极的作用.本文重点分析一下我国的渠道衬砌与防渗技术的发展现状与发展趋势,并对其发展提出一些意见和建议,希望能够促进我国节水技术的发展.
【关键词】渠道砌衬与防渗；发展现状；发展趋势
1.渠道防渗的重要性
渠道防渗技术的应用有效的防治水量的流失.一旦渠道出现了渗漏现象, 将会严重影响水资源的利用效率,造成不必要的水资源浪费, 如果达到一定程度甚至会对整个渠道工程的质量产生严重影响.而渠道防渗技术的应用能够将水量渗漏的损失减小到最低, 同时提高水资源的利用效率, 也能够对渠道水槽进项很好的防护,减少运维成本, 加快渠道内水流的运输速率, 从整体上提升整个渠道的送水能力.
2.我国渠道防渗的发展现状
渠道防渗技术是为减少渠道的透水性或建立不易透水的防护层而采取的各项技术措施.我国农田灌溉主要输水手段是渠道,而传统土渠输水渗漏损失约为引水总量的50％～ 60％.常用混凝土、水泥土、浆砌石、沥青混凝土等刚性材料及PE．PVC 及其改性薄膜材料建渠道防渗层,防渗渠道断面多采用u 形断面.采用渠道防渗技术后,一般可使渠系水利用系数提高到0.6—0.8,减少渗漏损失70％～ 90％.渠道防渗还具有输水快、减少渠道维修管理费用、调控地下水位、防止次生盐碱化等优点,是我国农业节水应采取的主要措施.
我国水利工程技术发展相对较晚.近几年才开始逐步有所突破,快速发展起来.因此,之前对渠道防渗工程的重视相对缺乏,资金、技术等各方面投入较少,严重影响了防渗工程的研究和发展.直到今天防渗工程还存在着大量的问题,需要不断地研究解决.目前,我国在水利渠道的防渗工程中所采用的主要防渗材料为混凝土.混凝土不仅有着承受水流速度大并且防水效果好等多种优点,但是其不抗冻.在我国北方的寒冷气候下渠道防渗材料的抗冻性是优质材料的必备条件.因此材料的抗冻性有待提高.否则,材料抗冻性的缺乏将会严重阻碍渠道防渗工程的发展.在未来的发展中,渠道防渗工程所采用各种防渗材料的复合使用是必然的趋势,如何将各种材料的优越性很好的结合起来,并将成本低防渗性能好的材料有机的结合应用,取长补短,达到经济上的最大效益,将是我们所不断研究的主要内容和解决的任务.
3、我国目前的主要渠道防渗工艺
3.1 土料防渗
土料防渗就是将渠基土夯实或者在渠床表面铺筑一层夯实的土料防渗层, 包括压实素土、粘砂混合土、灰土、水泥土、三合土、四合土等.土料防渗具有一定的防渗效果, 能就地取材, 造价低廉,技术简单,容易掌握,但允许流速小,抗冻耐久性差,故土料防渗适用于气候温和地区流速较小的中、小型渠道.土料防渗, 一般由等厚的土料防渗层构成.采用素土和粘砂混合土应进行泡水试验.若发现试件崩解, 或呈浑浊液时, 应改换素土和调整粘砂混合土的配合比.施工时必须掌握好削坡清淤、配料、拌和、铺料、压实和养护等各个环节.
3.2 砌石防渗
砌石衬砌渠道防渗抗冲效果好, 渠床本身的糙率系数相对较大, 使得渠内的水流速度变慢.适用于对流速要求不高, 输水距离较短的大、中、小型渠道.
护面式砌石防渗层的厚度一般为30cm,浆砌料石采用15 ～ 25cm; 浆砌块石采用20 ～ 30cm; 浆砌石板厚度不宜小于3cm.浆砌卵石、干砌卵石挂淤护面式防渗层的厚度一般采用15 ～ 30cm.为了防止渠基淘刷, 提高防渗效果, 干砌卵石挂淤渠道可在砌体下面设置砂砾石垫层或低标号砂浆垫层.浆砌石板防渗层下,可铺厚度2 ～ 3cm 的砂料或低标号砂浆垫层.
3.3 混凝土防渗
混凝土衬砌渠道具有防渗抗冲效果好、输水能力大、经久耐用、便于管理等特点.因而, 适用于各种地形、气候和运行条件的大、中、小型渠道.
混凝土衬砌按施工方法分为现浇和预制两种.现浇混凝土防渗层时, 除了有分块的两侧挡板和伸缩缝成型夹板外, 还应有外模板, 否则施工质量不易保证.现浇完毕后, 应及时收面, 及时养护.安砌混凝土预制块防渗层时, 混凝土预制板初凝后即可拆模; 强度达到设计强度的70%方可运输; 安砌应平稳、坚固; 砌缝应用水泥砂浆填满、压平、抹光.
3.4 膜料防渗
膜料防渗是用塑料薄膜或沥青玻璃纤维布油毡或者复合类膜料做防渗层, 其上设保护层的防渗方法.膜料防渗性能好, 适应变形能力强, 特别是北方冻胀变形较大的地区, 效果理想.近年来, 常采用复合土工膜进行渠道防渗处理.
膜料防渗的施工程序为渠道基槽开挖整平、薄膜加工及铺衬、保护层回填夯实三个步骤.膜料防渗施工质量的核心问题是在施工过程中保持膜层的完整和保护层的稳定.与用混凝土、浆砌石等渠道相比, 塑料薄膜渠道有不少优点.它不但大大提高了渠道水的利用系数, 而且造价低、运料方便、施工简单, 防渗效果比较理想.另外,这种渠道柔性好, 有一定防冻胀能力, 适合寒区采用.
4.我国渠道防渗技术的发展趋势
4.1 渠道衬砌与防渗新型材料的应用和推广
目前我国市场上的复合土工膜、新型土工复合材料GCL、改性沥青混凝土防渗材料、新型伸缩止水材料以及复合纤维混凝土材料,已经成为渠道衬砌与防渗施工中应用最为紧俏的新材料,它们拥有许多以往材料所不具备的新优势,施工流程也更加简单,应用价值更高.以后的防渗技术市场必将会被这些新型材料所占据.
4.2 新型的衬砌与防渗结构形式的出现
我国目前出现了一些新型的渠道防渗结构,比如 U 形断面、弧形坡脚梯形断面或弧形渠底梯形断面、连锁板衬砌结构和复合材料防渗结构等.近几年许多地区针对这几种结构进行了结合实际条件的改进,增强了防渗漏的能力,还增加了水流速度,也提升了对冻害的防御能力,明显提升了使用效果.这必将成为以后渠道衬砌与防渗的重要应用结构.
参考文献：
[1] 毛国新, 程地琴. 高寒地区混凝上防渗渠道伸缩缝填料选择[ J]. 中国农村水利水电,2008,(8):117-121.
[2] 冯广志, 周福国. 渠道防渗衬砌技术发展中的若干问题与建议[J]. 节水灌溉, 2004,(5):1-4.
作者简介：
张伟（号：620402198009200436）,1980 年,男,汉族,甘肃白银市,学士学位,工程师,水利水电工程.
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