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摘要:随着我国经济的快速发展,灌区农业经济也得到了巨大发展,种植面积越来越大、结构越来越复杂,为此造成对水的需求量也越来越大,但是目前我国存在部分渠段无法满足灌区的需要,渠道防渗体严重破坏,大大影响了农业的发展。而渠道防渗是解决该问题的提高水利用率的最好办法。本文就要讲述了我国我国渠道防渗工程的设计存在的问题以及一些对策
关键词:灌区渠道;防渗措施;存在问题
Abstract: with the rapid development of economy in our country, the irrigation area agricultural economy also got great development, the planting area is more and more big, structure is more and more complex, therefore cause the demand for water is becoming more and more big, but at present our country part of the canal section is unable to meet the needs of the irrigation area, the channel seepage prevention body, greatly influenced the development of agriculture. The canal seepage control is the best way to raise the utilization ratio of water to solve this problem. This article is about the problem of canal seepage control project design in our country and some countermeasures are put forward
Key words: irrigation channels; Seepage control measures; There is a problem
中圖分类号:TV223.4文献标识码:A文章编号:
我国是农业大国,在农业方面具有巨大的开发潜力和突出的资源优势。灌区是农业发展的根本,为此,做好灌区水利工程建设不仅对我国农业乃至我国的经济发展都有十分重要的影响,而渠道防渗改建是一项重要的节水措施,实现节水灌溉,提高渠系水利用系数的主要措施之一就是渠道防渗。目前,我国建设了一大批以长距离供水渠道工程。为此,我国的渠道防渗技术有了突飞猛进的进步,结构型式,防渗材料以及施工方法得到新的发展力求以低投入,长期将水源引水量尽可能多、快地送到灌区,以达到高效益低投入的目的。
一、目前我国渠道防渗工程的设计存在的问题
目前,我国渠道设计标准普遍较低,出现许多工程虽然按标准设计,但是其实际使用寿命只有3~4 年,而且由于建设单位、设计单位或投资的问题等原因,仍然按低标准进行设计,导致工程质量差。同时,我国渠道防渗工程的施工质量也亟待提高。渠道设计的标准与国家经济实力紧密联系。在发达国家,渠道设计标准普遍较高,比如在日本渠道设计中大部分采用钢筋混凝土矩形渠槽,甚至有的渠道还在矩形渠槽上加设盖板或横撑,这种刚性结构在寒冷地区还采用基础换填的方式来直接改善渠道基土性质。这样处理的好处是能使渠道的使用寿命大大延长,同时渠道破坏的事故也少有发生。以前,我国的经济实力不强大,不能有充足的资金进行工程建设,为此对于渠道防渗工程一直要求较低,导致渠道防渗工程使用寿命较短。
二、渠道防渗工程设计存在问题的应对措施
(一)土料压实防渗
土料压实防渗就是在渠床表面建立一层压实的土料防渗层。目前生产上采用的土料压实防渗方法主要有压实渠床土壤以减少渗漏,利用粘土,沙粘土建立压实的防渗层等,不仅其防渗效果良好, 而且可就地取材, 同时造价低廉,施工简单。进验证,渠道经过压实后,可减少渗漏量2/5~4/5,土料压实层越厚,压的越紧,防渗效果就会越好。但其允许流速较小,而且抗冻性和耐久性比较差,同时所需劳力较多,为此土料压实防渗适用于气候较温和,地区流速较小的中、小型渠道。随着渠道防渗工程技术的发展及各种防渗新材料和新技术的应用,传统土料防渗措施的应用正在逐年减少。
(二)土料护面防渗
三合土是由石灰,沙和粘土拌和而成;四合土是在三合土的基础上掺卵石或碎石30%~40%拌和而成;灰土是由石灰,黄土或粘土混合而成;水泥土为土料,水泥和水拌和而成的材料。这些土料均可用来做防渗材料, 铺筑在渠床的表面。其中水泥土主要靠水泥与土料的胶结与硬化,为此水泥土硬化后的强度就像是混凝土,其分为干硬性水泥土和塑性水泥土两种。水泥土防渗的主要优点有:料源丰富,可以就地取材;防渗效果好,水泥土防渗较土料压实防渗效果好,一般可减少渗漏量75%~85%;技术简单, 容易掌握;投资少, 造价低;可用拌和机,碾压机等施工设备施工,能充分发挥现有设备的作用。但因水泥土早期强度低,抗冻性差,阻碍了它的大面积推广。
(三)砌石防渗
渠道用石料衬砌,是就地取材和防冲,防渗的好方法。按结构形式分为护面式,挡土墙式2 种;按材料及砌筑方法分为干砌卵石,干砌块石,浆砌块石,浆砌料石,浆砌石板,浆砌卵石等。砌石防渗的优点是:在沿山渠道和石料丰富的地区可就地取材;抗冲击流速大,耐磨能力强,使用年限长;墙体厚,保温好,可减少大部分的冻胀量,且强度高,自身稳定足够抵抗剩余冻胀;具有一定的防渗效果;具有较强的稳定渠道的作用。砌石渠道优点明显,是我国采用最早,应用较广泛的一种渠道防渗措施。但砌石防渗不宜采用机械化施工,施工质量较难控制;衬砌断面大,砌筑工作量大,材料使用多,对砌筑技术的要求较高。
(四)砖砌防渗
砖砌护面是一种因地制宜,就地取材的防渗衬砌措施,其优点是:造价低, 取材方便,施工技术简单,防渗效果较好,多用于小型渠道的衬砌。但抗冻性差,在北方地区不宜采用。
(五)混凝土衬砌防渗
混凝土衬砌防渗就是用混凝土衬砌渠道,减少或防止渗漏损失。它是目前广泛采用的一种渠道衬砌措施。其优点是:防渗,抗冲效果好,一般能减少渗漏损失89%~94% ; 糙率小,可减少沿程水头损失,允许流速大,一般为4~6m/s;强度高,便于管理,能防止动物,植物的穿透和其他外力的破坏;适应性广,具有良好的模塑性,可根据设计要求制成各种形式和不同大小的结构形式。缺点是:适应变形的能力差;在缺乏砂石料的地区, 造价较高。 混凝土衬砌的施工方法有现场浇筑和预制铺砌两种。现场浇筑的优点是衬砌接缝少,造价较低。 预制铺砌则受气候条件影响较小,可缩短衬砌工期,如果在老渠道上施工, 还能减少施工与引水的矛盾,而且局部破坏易于修补,但其运输安装较麻烦,并容易损坏,而且板缝多,灌浆勾缝处理不好会造成严重的渗漏,容易造成冻胀破坏和塌坡滑板,使用寿命短。
(六)膜料防渗
用不透水的土工织物来减少或防止渠道渗漏损失的技术措施。其适应变形的能力强。 土工膜具有良好的柔性,延伸性和较强的抗拉能力,不仅适用于各种不同形状的渠道断面, 而且还可用于有可能发生沉陷和位移的渠道。 膜料质轻,用量少,造价低, 每平方米塑膜防渗的造价为混凝土防渗的1/15~1/10。施工主要是填挖土方, 铺膜和膜料接缝,技术简单,大大缩短了工期;耐腐蚀性强, 土工膜不受酸,碱和土壤微生物的侵蚀。实践证明,该防渗形式防渗性能好,防渗效果能达到0.04~0.08m3/(m2/d) ,一般可减少渗漏损失90%~95% ,而且抗冻性能好[2]。存在的问题是保护层用的粘土量较多,占地大,允许流速小。
(七)沥青材料防渗
沥青材料护面具有防渗,耐久,抗碱,造价低,施工简便等优点。 常用的沥青材料护面有沥青混凝土,沥青席和埋藏式沥青薄膜。沥青混凝土是以沥青为胶结剂, 与矿粉,矿粉骨料( 碎石或砾石和砂) 经过加热,拌和,压实而成的防渗材料,它分有整平胶结层和无整平胶结层两 种形式。无整平胶结层的结构多用于土质地基,有整平胶结层的结构多用于岩石地基。此外,为提高防渗效果,防止老化,延长使用年限,在防渗层表面涂刷沥青玛蹄脂封闭层。 沥青混凝土防渗效果好,可以减少渗漏90%~95%;有适当的柔性和粘附性, 有一定的自我愈合能力;能适应较大的变形, 抗冻能力强;易修补。沥青混凝土因沥青料源不足,施工工艺要求严格,存在穿透土工织物的问题等,使其推广应用受到限制。
(八)复合式衬砌防渗
复合式衬砌防渗是采用柔性膜料作为防渗层, 起到防渗作用。 在膜料防渗层上, 再用混凝土板等刚性材料作保护层。柔性膜料具有完整性和连续性,可适应冻胀土的不均匀变形,防止了渠道衬砌冻胀破坏和混凝土板的错位。但边坡易塌落,膜料易被穿透,破坏了防渗层。若單独采用刚性材料防渗,冻胀易使混凝土板块产生不可恢复的错位及裂缝。 在柔性防渗层上的研究表明,以衬砌现浇混凝土板,预制混凝土板,浆砌石或干砌石等刚性材料作防护支撑体,可保护防渗层,提高边坡稳定能力,使柔性材料不被破坏,防止老化并延长使用寿命。
三、总结
随着我国的科学技术的快速发展,灌区的防渗措施也又原来的单一性向复合性发展,而我们在进行灌区渠道工程建设的时候,不能只固定采用某种防渗措施而应该根据当地的不同情况、不同气候环境、不同用途来选择合适的防渗措施,以达到事半功倍的效果,以使灌区渠道发挥最大的效能为农民百姓谋幸福。
参考文献:
[1]朱强.渠道防渗与水资源合理利用[J].防渗技术,1998,(1):26-29.
[2]周维博,李立新,何武权,等.我国渠道防渗技术研究与进展[J].水利水电科技进展,2004,(5):60-63,70.
关键词:灌区渠道;防渗措施;存在问题
Abstract: with the rapid development of economy in our country, the irrigation area agricultural economy also got great development, the planting area is more and more big, structure is more and more complex, therefore cause the demand for water is becoming more and more big, but at present our country part of the canal section is unable to meet the needs of the irrigation area, the channel seepage prevention body, greatly influenced the development of agriculture. The canal seepage control is the best way to raise the utilization ratio of water to solve this problem. This article is about the problem of canal seepage control project design in our country and some countermeasures are put forward
Key words: irrigation channels; Seepage control measures; There is a problem
中圖分类号:TV223.4文献标识码:A文章编号:
我国是农业大国,在农业方面具有巨大的开发潜力和突出的资源优势。灌区是农业发展的根本,为此,做好灌区水利工程建设不仅对我国农业乃至我国的经济发展都有十分重要的影响,而渠道防渗改建是一项重要的节水措施,实现节水灌溉,提高渠系水利用系数的主要措施之一就是渠道防渗。目前,我国建设了一大批以长距离供水渠道工程。为此,我国的渠道防渗技术有了突飞猛进的进步,结构型式,防渗材料以及施工方法得到新的发展力求以低投入,长期将水源引水量尽可能多、快地送到灌区,以达到高效益低投入的目的。
一、目前我国渠道防渗工程的设计存在的问题
目前,我国渠道设计标准普遍较低,出现许多工程虽然按标准设计,但是其实际使用寿命只有3~4 年,而且由于建设单位、设计单位或投资的问题等原因,仍然按低标准进行设计,导致工程质量差。同时,我国渠道防渗工程的施工质量也亟待提高。渠道设计的标准与国家经济实力紧密联系。在发达国家,渠道设计标准普遍较高,比如在日本渠道设计中大部分采用钢筋混凝土矩形渠槽,甚至有的渠道还在矩形渠槽上加设盖板或横撑,这种刚性结构在寒冷地区还采用基础换填的方式来直接改善渠道基土性质。这样处理的好处是能使渠道的使用寿命大大延长,同时渠道破坏的事故也少有发生。以前,我国的经济实力不强大,不能有充足的资金进行工程建设,为此对于渠道防渗工程一直要求较低,导致渠道防渗工程使用寿命较短。
二、渠道防渗工程设计存在问题的应对措施
(一)土料压实防渗
土料压实防渗就是在渠床表面建立一层压实的土料防渗层。目前生产上采用的土料压实防渗方法主要有压实渠床土壤以减少渗漏,利用粘土,沙粘土建立压实的防渗层等,不仅其防渗效果良好, 而且可就地取材, 同时造价低廉,施工简单。进验证,渠道经过压实后,可减少渗漏量2/5~4/5,土料压实层越厚,压的越紧,防渗效果就会越好。但其允许流速较小,而且抗冻性和耐久性比较差,同时所需劳力较多,为此土料压实防渗适用于气候较温和,地区流速较小的中、小型渠道。随着渠道防渗工程技术的发展及各种防渗新材料和新技术的应用,传统土料防渗措施的应用正在逐年减少。
(二)土料护面防渗
三合土是由石灰,沙和粘土拌和而成;四合土是在三合土的基础上掺卵石或碎石30%~40%拌和而成;灰土是由石灰,黄土或粘土混合而成;水泥土为土料,水泥和水拌和而成的材料。这些土料均可用来做防渗材料, 铺筑在渠床的表面。其中水泥土主要靠水泥与土料的胶结与硬化,为此水泥土硬化后的强度就像是混凝土,其分为干硬性水泥土和塑性水泥土两种。水泥土防渗的主要优点有:料源丰富,可以就地取材;防渗效果好,水泥土防渗较土料压实防渗效果好,一般可减少渗漏量75%~85%;技术简单, 容易掌握;投资少, 造价低;可用拌和机,碾压机等施工设备施工,能充分发挥现有设备的作用。但因水泥土早期强度低,抗冻性差,阻碍了它的大面积推广。
(三)砌石防渗
渠道用石料衬砌,是就地取材和防冲,防渗的好方法。按结构形式分为护面式,挡土墙式2 种;按材料及砌筑方法分为干砌卵石,干砌块石,浆砌块石,浆砌料石,浆砌石板,浆砌卵石等。砌石防渗的优点是:在沿山渠道和石料丰富的地区可就地取材;抗冲击流速大,耐磨能力强,使用年限长;墙体厚,保温好,可减少大部分的冻胀量,且强度高,自身稳定足够抵抗剩余冻胀;具有一定的防渗效果;具有较强的稳定渠道的作用。砌石渠道优点明显,是我国采用最早,应用较广泛的一种渠道防渗措施。但砌石防渗不宜采用机械化施工,施工质量较难控制;衬砌断面大,砌筑工作量大,材料使用多,对砌筑技术的要求较高。
(四)砖砌防渗
砖砌护面是一种因地制宜,就地取材的防渗衬砌措施,其优点是:造价低, 取材方便,施工技术简单,防渗效果较好,多用于小型渠道的衬砌。但抗冻性差,在北方地区不宜采用。
(五)混凝土衬砌防渗
混凝土衬砌防渗就是用混凝土衬砌渠道,减少或防止渗漏损失。它是目前广泛采用的一种渠道衬砌措施。其优点是:防渗,抗冲效果好,一般能减少渗漏损失89%~94% ; 糙率小,可减少沿程水头损失,允许流速大,一般为4~6m/s;强度高,便于管理,能防止动物,植物的穿透和其他外力的破坏;适应性广,具有良好的模塑性,可根据设计要求制成各种形式和不同大小的结构形式。缺点是:适应变形的能力差;在缺乏砂石料的地区, 造价较高。 混凝土衬砌的施工方法有现场浇筑和预制铺砌两种。现场浇筑的优点是衬砌接缝少,造价较低。 预制铺砌则受气候条件影响较小,可缩短衬砌工期,如果在老渠道上施工, 还能减少施工与引水的矛盾,而且局部破坏易于修补,但其运输安装较麻烦,并容易损坏,而且板缝多,灌浆勾缝处理不好会造成严重的渗漏,容易造成冻胀破坏和塌坡滑板,使用寿命短。
(六)膜料防渗
用不透水的土工织物来减少或防止渠道渗漏损失的技术措施。其适应变形的能力强。 土工膜具有良好的柔性,延伸性和较强的抗拉能力,不仅适用于各种不同形状的渠道断面, 而且还可用于有可能发生沉陷和位移的渠道。 膜料质轻,用量少,造价低, 每平方米塑膜防渗的造价为混凝土防渗的1/15~1/10。施工主要是填挖土方, 铺膜和膜料接缝,技术简单,大大缩短了工期;耐腐蚀性强, 土工膜不受酸,碱和土壤微生物的侵蚀。实践证明,该防渗形式防渗性能好,防渗效果能达到0.04~0.08m3/(m2/d) ,一般可减少渗漏损失90%~95% ,而且抗冻性能好[2]。存在的问题是保护层用的粘土量较多,占地大,允许流速小。
(七)沥青材料防渗
沥青材料护面具有防渗,耐久,抗碱,造价低,施工简便等优点。 常用的沥青材料护面有沥青混凝土,沥青席和埋藏式沥青薄膜。沥青混凝土是以沥青为胶结剂, 与矿粉,矿粉骨料( 碎石或砾石和砂) 经过加热,拌和,压实而成的防渗材料,它分有整平胶结层和无整平胶结层两 种形式。无整平胶结层的结构多用于土质地基,有整平胶结层的结构多用于岩石地基。此外,为提高防渗效果,防止老化,延长使用年限,在防渗层表面涂刷沥青玛蹄脂封闭层。 沥青混凝土防渗效果好,可以减少渗漏90%~95%;有适当的柔性和粘附性, 有一定的自我愈合能力;能适应较大的变形, 抗冻能力强;易修补。沥青混凝土因沥青料源不足,施工工艺要求严格,存在穿透土工织物的问题等,使其推广应用受到限制。
(八)复合式衬砌防渗
复合式衬砌防渗是采用柔性膜料作为防渗层, 起到防渗作用。 在膜料防渗层上, 再用混凝土板等刚性材料作保护层。柔性膜料具有完整性和连续性,可适应冻胀土的不均匀变形,防止了渠道衬砌冻胀破坏和混凝土板的错位。但边坡易塌落,膜料易被穿透,破坏了防渗层。若單独采用刚性材料防渗,冻胀易使混凝土板块产生不可恢复的错位及裂缝。 在柔性防渗层上的研究表明,以衬砌现浇混凝土板,预制混凝土板,浆砌石或干砌石等刚性材料作防护支撑体,可保护防渗层,提高边坡稳定能力,使柔性材料不被破坏,防止老化并延长使用寿命。
三、总结
随着我国的科学技术的快速发展,灌区的防渗措施也又原来的单一性向复合性发展,而我们在进行灌区渠道工程建设的时候,不能只固定采用某种防渗措施而应该根据当地的不同情况、不同气候环境、不同用途来选择合适的防渗措施,以达到事半功倍的效果,以使灌区渠道发挥最大的效能为农民百姓谋幸福。
参考文献:
[1]朱强.渠道防渗与水资源合理利用[J].防渗技术,1998,(1):26-29.
[2]周维博,李立新,何武权,等.我国渠道防渗技术研究与进展[J].水利水电科技进展,2004,(5):60-63,70.