渠道防渗衬砌与节水灌溉

2009年4月

渠道防渗衬砌与节水灌溉

肖洪山1，吴风宽2，裴志华3

(1.本溪县水利勘测设计队，辽宁本溪117100；2.辽宁观音阁水库管理局，辽宁本溪

117100；

3.辽宁省供水局，辽宁沈阳

110005)

摘要：加大农村基础设施投入是我国近年来采取的利国益民政策，水利工程尤其是灌溉项目是农村最主要、最有效的基础项目，然而渠道的渗漏问题一直影响其效益的发挥。从实际情况出发，对混凝土护面渠道的断面型式、混凝土标号的确定、面板的厚度及施工等进行了详细的论述，以达到节水灌溉的目的。关键词：渠道防渗；衬砌；节水灌溉中图分类号：TV223.4

文献标识码：C

文章编号：1004－7328（2009）02－0064－02

收稿日期：2008－12－09

作者简介：肖洪山(1965-)，男，工程师，主要从事水利工程项目管

理工作。

本溪满族自治县三道河、九龙两灌区以三道河、太子河为水源，担负着碱厂镇碱厂村、九龙村200

hm 2农田灌溉任务。随着当地产业结构的不断调整

和用水量的增加，三道河灌区的用水必须严格实行合理的调度，积极推行节水灌溉，努力提高渠系水的利用系数。渠道混凝土护面是节水防渗的主要环节之一。碱厂镇属太子河上游，自然砂石料等建筑材料极为丰富，渠道防渗均采用目前深受国内外灌区青睐的现浇混凝土衬砌护面的方法。这种防渗形式不仅施工简单、造型美观、造价低，而且防渗固坡、节水效果好，无需特别的管理养护，一般可使用40～50年。它不但提高了渠道的过水能力、挟砂能力和抗冲能力，而且节省了渠道历年来除障清淤等巨大的维修养护费用。通过实测，可以减少渗水损失85%～

90%，防渗效果很好。另外，混凝土衬砌防渗便于管

理养护且经久耐用，降低了灌水成本。渠道渗漏对地下水补给的减少，对控制沿渠地下水位和防止渠道两边耕地盐碱化起到了很好的作用。

1现浇混凝土板防渗在技术上的可行性

混凝土护面的渠道在推广过程中遇到的最主要

的问题是容易受到地基的移动破坏和推移质磨损破坏。本溪县的灌溉渠道多为全挖式渠道，地下水埋藏深浅不一，地基土水分主要靠地面渗水的补给，在渠道浇筑混凝土面层后可以切断这部分水量。在地下水埋藏较浅和地基不稳定的地段，混凝土板下面铺设一层厚10～15cm 的卵石、拳石垫层或砂管引排后

就基本上可以控制地下水对渠道的影响。在地基不稳定地段（如平台以上滑动）用浆砌石护砌加盖板，在地基软弱地带采用换土和打桩进行处理。

2渠道断面型式

三道河、九龙两灌区地势南高北低，总体向西南

方向倾斜，地表广布Q4的新生代内陆沉积，土壤有砂壤土、粘壤土、黄土和砂土，灌溉渠道普遍采用梯形断面。20世纪六七十年代，根据不同渠道的土质、水深和过水能力等进行边坡稳定分析，选择了最优水力断面。三道河、九龙两灌区流量在1～3m 3/s 的主干渠边坡采用1∶1.5～1∶0.75，流量在0.5～1.0m 3/s 的小型灌渠边坡则为1∶0.5～1∶1.0。此后，对干渠进行混凝土处理，在保持原有断面不变的前提下，对渠底和边坡进行修整，渠底宽在原来的基础上加大了0.5m ，边坡由原来的1∶1.5～1∶0.75改为1∶0.75～1∶0.5，过流能力明显强于土渠。渠道垂高定为1.5m ，混凝土护面坡长由原来的6m 减少到4.5m 。由此可见，混凝土护面既经济又加大了渠堤面宽。通过比较，混凝土护面后渠道淤积很少，过流能力高出土渠50%左右。

3现浇混凝土护面混凝土标号的确定和材料的选择

本溪县多年平均气温1.2℃，极端最高气温

35.5℃，最低气温-37.9℃；常年无霜期150d 。混凝

土标号采用C15～C20。为了提高混凝土的抗冲性、抗渗性和耐久性，一般控制砂率在1∶1.2～1∶1.6左右，水灰比不大于0.55。

碱厂镇太子河河内混合砂数量大且集中，易开采，级配符合要求，应充分发挥资源优势，降低工程成本。川河两岸渠道工程应尽量采用混合砂作为建

海河水利

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筑材料。常规材料用碎石和砂配比，故工程成本较大。现以三道河、九龙两灌区配套沟渠为例对150＃混凝土材料单价进行分析计算(见表1)，得出三道河采用混合砂比采用碎石、砂，每1m3混凝土降低成本13.92%；九龙配套沟渠采用混合砂比采用碎石、砂，每1m3降低成本16.5%。

表1150＃1m3混凝土材料单价分析

项目名称分类材料名称体积/m3单价/元合价/元说明

三道河灌区天然混合砂150＃混凝土

混合砂 1.22325

155.76

经质检部门试压试件后均达到设计要

求，材料价差为25.18元/m3

水泥278kg450

水0.1770.5

碎石骨料150＃混凝土

中砂0.5725

180.94

碎石0.8350

水泥278kg450

水0.1770.5

九龙灌区天然混合砂150＃混凝土

混合砂 1.22325

127.96

经质检部门试压试件后均达到设计要

求，材料价差为25.22元/m3

水泥278kg350

水0.1770.5

碎石骨料150＃混凝土

中砂0.5725

153.18

碎石0.8350

水泥278kg350

水0.1770.5

4现浇混凝土护面厚度的确定

在土壤的冻融、渗透压力、浮托力和不均匀沉陷作用下，衬砌混凝土受到弯矩作用，通过内力和稳定计算，拟定混凝土衬砌厚度如下:密实的砂壤土、砂土的挖方渠段（无浮托力）定为8～12cm，并根据实际情况增加10～15cm的拳石垫层；黄土、粘壤土的挖方渠段定为8～10cm。

5伸缩缝和排水系统的设置

伸缩缝的设计及施工工艺是渠道防渗衬砌中必须解决而目前还没有很好解决的问题。在以往防渗衬砌工程中，为了节省费用，伸缩缝一般布置横向伸缩缝，横缝间距10m，分缝止水采用沥青木板嵌缝，灌沥青填实，但容易受温度变化的影响，加上混凝土本身的收缩，基础土壤浸水后膨胀、不均匀沉陷等导致防渗破坏。在南洋河水库渠道防渗衬砌工程中，我们总结以往防渗衬砌工程经验，伸缩缝采用现浇垫层支座的设计方案及施工工艺:即在开挖培形的土渠中开挖0.1m厚0.2m宽的土槽，现浇0.1m厚0.2m宽的一期混凝土支座垫层，在一期混凝土支座垫层壁上涂刷一层沥青，然后铺上一层油毛毡，再在油毛毡上涂刷一层沥青，现浇渠道混凝土在垫层中部设施工缝搭接浇筑即可。

为了减少渗透压力和浮托力对渠底及护坡的破坏，在现浇混凝土的下面设置10cm厚砂石垫层，并在边坡上开挖“丫”形排水沟，排水沟断面25cm×25cm，沟内填筑砂石滤料，在距离渠底0.5m处设置D4排水孔，排水孔用2层土工布裹头，周围做3级反滤料。

6现浇混凝土护面的施工

混凝土浇筑前，首先要清除渠道中的杂物和淤泥，对局部因水流冲刷造成的崩陷、坑洼要分层填土、夯实、整平，否则极易出现裂缝。完成上述工作后，按设计要求的断面尺寸测量放线，开挖齿槽和排水沟，在排水沟里填筑砂石滤料，在边坡上铺平砂石垫层，在合适的位置埋设裹好的滤水管，安装好分缝沥青杉板和模板，就可以进行混凝土的浇筑。浇筑顺序为先渠坡后渠底，先渠坡下部后渠坡上部。

在项目实施过程中，还要对护面进行养护方面的管理。为了保证混凝土表面光滑，增加防渗性能，在模板内可先垫一层铁皮或厚塑料模，这样所浇筑出的混凝土表面比较光滑，可减少渠道糙率，增加过水能力。另外，模板拆除也应在浇筑初凝后2～3h完成，这样有利于模板接头和转弯段修形处理，使线形美观、流畅。混凝土护面浇筑7d内，洒水养护的同时，上覆盖砂、麦秸或稻草等，以确保养护质量。除了技术上的因素外，还要加强建设方、设计方、监理方和施工方的联系和协调，确定实施方案后必须严格按照相关的规范、规程进行操作，各负其责，相互配合，防止出现纰漏，力争优良工程。

7加强用水管理，实行节水灌溉

目前，本溪县灌溉渠道跑、冒、滴、漏现象较为严重，很大程度上与管理不善有关。因此，加强用水管理，实行定额水价，提高管理水平已是迫在眉捷。核定不同地区及不同作物的灌溉定额，定额以下水量实行低水价收费管理，以降低农业生产成本。对于超定额用水，要大幅度提高水价标准。浪费灌溉用水，要征收惩罚性水费。除此以外，推行合理的灌溉制度也很重要，针对灌区作物的组成采取不同的灌溉模式。对于主导产品水稻逐步摆脱“浅灌适蓄”，到2010年力争全面实行“薄、浅、湿、晒”即薄水插秧、浅水返青、分蘖前期湿润、后期晒田的灌溉模式。

肖洪山，吴风宽，裴志华：渠道防渗衬砌与节水灌溉65

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