渠道防渗工程技术.docx

渠道防渗工程技术3.1渠道防渗类型和特性3.1.1渠道防渗意义和作用（一） 渠道防渗意义发展节水型农业行之有效的节水技术有渠道防渗、低压管道输水、改进地面灌溉技术、 发展喷灌与微灌、实行节水灌溉制度等这些节水技术无疑均是重要的和必需的，但节水效 益最大的技术则是渠道防渗这是因为我国每年灌溉用水量约为3500亿m3,占农业用水量 的90%，占我国总用水量的63%目前我国已建渠道防渗工程为55万多Km,仅占渠道总 长的18%, 80%以上的渠道没有防渗，渠系水的利用系数很低，平均不到0.50，低于其他 国家（美国为0.78，前苏联为0.6〜0.7，日本为0.61，巴基斯坦为0.58等）也就是说，从水 源到田间，有50%以上的灌溉水因渠道渗漏而损失掉了由于渠道渗漏浪费的水量很大， 我国粮食作物的水分生产效率仅为1kg左右，而以色列高达2.32kg如果我国灌溉渠系水的 有效利用系数提高0.10，则每年可节约水量350亿m3左右，等于正在规划的南水北调中线 工程年引水量的2.7倍左右，这对缓解我国水资源供需矛盾将起到很大作用因此，必须首 先做好渠道防渗工程，堵住这个浪费水的大洞，提高渠系水的利用率。

渠道的渗漏水量不仅降低了渠系水的利用系数，减少了灌溉面积，浪费了水资源，而且 会引起地下水位上升，招致农田渍害，在有盐碱化威胁的地区，还会引起土壤的次生盐碱化， 同时还会增加灌溉技术和农民的水费负担，甚至会危及工程的安全运行为了减少渠道输水 损失，提高渠系水利用系数，一方面要加强渠系工程配套和维修养护，有计划地引水和配水， 不断提高灌区管理工作水平；另一方面要采取渠道防渗工程措施，减少渗漏损失水量二） 渠道防渗的作用渠道防渗工程措施除了减少渠道渗漏损失、节省灌溉用水量、更有效地利用水资源外， 还有以下作用：1. 提高渠床的抗冲能力，防止渠坡坍塌，增强渠床的稳定性2. 减小渠床糙率系数，加大渠道内水流流速，提高渠道输水能力3. 减少渠道渗漏对地下水的补给，有利于控制地下水位和防治土壤盐碱化及沼泽化4. 防止渠道长草，减少泥沙淤积，节省工程维修费用5. 降低灌溉成本，提高灌溉效益3.1.2渠道防渗材料及结构形式（一）渠道防渗工程应符合的要求1. 防渗渠道断面应通过水力计算确定，地下水位较高和有防冻要求时，可采用宽浅： 断面2. 地下水位高于渠底时，应设置排水设施3. 防渗材料及配合比应通过试验选定。

4. 采用刚性材料防渗时，应设置伸缩缝5. 标准冻深大于10cm的地区，应考虑采用防治冻胀的技术措施6. 渠道防渗率，大型灌区不应低于40%；中型灌区不应低于50%；小型灌区不应低于 70% ；井灌区如采用固定渠道输水，应全部防渗7. 大、中型灌区宜优先对骨干渠道进行防渗二）渠道防渗材料简介根据所使用的材料，渠道防渗可分为：①土料防渗；②水泥土防渗；③砌石防渗I④塑 料薄膜防渗（内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面）⑤沥青混凝土防渗；⑥混凝土防渗等 其中混凝土衬砌是当今渠道衬砌的主要形式各类材料防渗效果和适用条件见表3-1 表3-1常见渠道防渗形式的主要特性项目允许最大使用年防渗材料 主要原材料 渗漏量 适用条件限（m3/m2.d）土料粘性土粘砂混合土_粘质土、砂、石、石灰等0.07 〜0.175〜15能就地取材造价低，施工简便， 但抗冻性差，耐久性较差，需劳 力多，质量不易保证适用于气候 和地区的中、小型渠道灰土三合土四合土10〜25能就地取材，造价较低，施工容水泥土干硬性水泥土塑性水泥土壤土、砂壤土、水泥等0.06 〜0.178〜30易，但抗冻性较差适用于温地 区，且附近有壤土和砂壤土的渠道干砌卵石（挂淤）.20 〜0.4抗冻和抗冲性能好，施工简易，石料浆砌块石浆砌卵石浆砌料石浆砌石板卵石、块石、料石、石板、水泥等0.09 〜0.2525〜40耐久性强，但防渗能力一般较难 保证，需劳力多。

适用于石料来 源丰富、有抗冻与抗冲要求的渠 道防渗能力强，适应冻胀变形能力沥青混凝土现场浇筑预制辅砌沥青、砂、石、矿粉等0.04〜0.1425〜30较好，造价与混凝土相近，但目 前沥青料源缺乏一般适用于有 冻害的地区，且附近有沥青料源渠道膜料、土料、防渗能力强，质轻、运输便利， 用土作保护层时，造价较低，但 自地多，允许流速小适用于中、 型低流速渠道当用刚性保护层 时，造价较高，可用于大、中型 渠道埋辅式膜料土料保护层刚性保护层砂、石、水泥等0.04 〜0.0820 〜30现场浇筑预制辅砌砂、石、水0.04 〜0.140.06 〜0.1730 〜5020 〜30.防渗效果、抗冲性和耐久性好，可用于各类地区的各种运用条混凝土喷射法施工泥、速凝剂等0.05 〜0.1625〜35件下的各级渠道；喷射法施工宜 用于岩基、风化岩基以及山区渠道目前，我国渠道防渗中存在的主要问题是衬砌技术成本较高，影响大面积推对于西北地 区特殊的湿陷性黄土、盐胀土和膨胀土层，渠道衬砌需解决大变形三）渠道防渗层的结构及厚度1. 土料防渗土料防渗层的厚度应根据防渗要求通过试验确定中、小型渠道可参照 表3-1选用为增加防渗层的表面强度，根据渠道流量大小，表层采用水泥砂浆抹面和涂刷 硫酸亚铁溶液的办法。

2. 水泥土防渗水泥土防渗层的配合比应通过试验确定防渗层的厚度宜采用8〜10cm， 小型渠道不应小于5cm水泥土预制板的尺寸，应根据制板机、压实功能、运输条件和渠道 断面尺寸等功能确定，每块预制板的重量不宜超过50kg板间用砂浆挤压、填平，并及时 勾缝与养护因水泥土的抗冻性较差，故对耐久性要求高的明渠水泥土防渗层，宜用塑性水泥土铺筑， 表面再用水泥砂浆、混凝土预制板、石板等材料作保护层此种防渗层结构，水泥土的水泥 掺量可以适当减少，但水泥土 28d的抗压强度不应低于1.5MPa表3-2土料防渗层厚度表防渗层厚度表（cm）土料种类渠底渠坡侧墙高液限黏质土20〜4020〜40中液限黏质土30〜4030〜60灰土10〜2010〜20三合土10〜2010〜2020〜30四合土15 〜2015 〜2520 〜403. 砌石防渗护面式砌石防渗层的厚度（见图3-1），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（见图3-2）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对防渗图3 — 1浆砌石渠道护面结构（a）护面式结构 （b）挡土墙式结构护面式浆砌石防渗层一般不基上挡土墙式浆砌石防渗层宜设10〜15m4. 膜料防渗膜料的基本和沥青按防渗材料可分为塑料类、沥青和环氧树脂类按 加强不加强土工膜（直喷式土工膜加强土工膜（玻璃纤维布、聚酯纤维布作加强材料）、复合型 土工膜（土工织物作基材）目前我国渠道防渗工程普遍采用聚乙烯和聚氯乙烯塑料薄膜，其次是沥青玻璃纤维布油 毡此外，复合土工膜近几年也陆续采用膜料防渗多用埋铺式，其结构一般包括：膜料防渗层、过渡层、保护层等如图3 — 2所示图3-2埋铺式膜料防渗体的构造（a）无过渡层的防渗体；（b）有过渡层的防渗体用作过渡层的材料很多，应因地制宜地选用过渡层的厚度见表3-3 表3-3过渡层厚度 过渡层厚度 厚度（cm）2〜3灰土、塑性水泥土、砂浆素土、砂 3〜5 素土保护层厚度，当m 1 = m 2时，全铺式的梯形、台阶形、锯齿形断面，半铺式的梯形 和底铺式断面保护层的厚度，边坡与渠底相同见表3-4；当m 1丰m2时，梯形和五边形渠 底土保护层的厚度见表3-4,渠坡膜层顶部土保护层最小厚度，温暖地区为30cm，寒冷地 区为35cm。

表3-4素土保护层的厚度 单位：cm 渠道设计流量（m3 / s） 保护层土质 <2 2〜5 5〜20 >20〜砂壤土、轻壤土45〜5050〜6060 〜7070〜75中壤土40〜4545〜5555〜6060〜65重壤土、粘土35 〜4040 〜5050 〜5555 〜60刚性材料保护层厚度见表3-5也可在渠底、渠坡和不同渠段，采用具有不同抗冲能力、 不同材料的组合式保护层表3-5不同材料保护层的厚度 单位:cm混凝土保护层材料 水泥土 块石、卵石 砂砾石现浇 预制保护层厚度 4〜6 20〜30 25〜40 N30 4〜10 4〜85. 沥青混凝土沥青混凝土防渗层厚度一般5〜6cm（见图3-3），大型渠道可采用8〜10cm 有抗冻要求的地区，渠坡防渗层可采用上薄下厚的断面，一般坡顶厚度5〜6cm，坡底厚度 8〜10cm整平胶结层采用等厚断面沥青混凝土边长不宜大于1.0m，厚度采用5〜8cm 预制板一般用沥青砂浆砌筑；在地基有较大变形时，也可采用焦油塑料胶泥填筑图3-3沥青混凝土防渗体的结构形式（a）无整平胶结层的防渗体；（b）有整平胶结层的防渗体1一封闭层；2一防渗层；3 一整平胶结层；4一土（石）渠基；5 一封顶板6. 混凝土防渗。

混凝土防渗层采用等厚板，当渠基有较大膨胀、沉陷等变形时，除采 以取必要的地基处理措施外，对大型渠道宜采用楔形板、肋梁板、中部加厚板或“II”形 板混凝土防渗体的结构形式如图3-4所示图3-4混凝土防渗体的结构形式3.1.3选择防渗技术措施应考虑的因素表3-1系我国SL18-91《渠道防渗工程技术规范》规定的各种渠道防渗材料的技术特点、 防渗效果、运用条件等，可根据拟建渠道的基本资料，在上述设计总则指导下，具体的进行 设计设计时尚应综合考虑下列影响因素一） 气候条件气候条件是渠道防渗工程设计和施工应要考虑的基本因素它对防渗材料的耐久性和施 工方法具有决定性作用，也是工程防冻胀设计的决定性因素二） 地形条件地形条件往往是决定渠道防渗工程造价的重要因素，在渠道防渗措施中，压力管道受地 形影响最小，但太贵；低压管道、输水槽以及混凝土等防渗渠道，较能适应地形的变化；而 土料及埋铺式膜料（土保护层）防渗渠道，因允许流速小（为混凝土的1/6左右），只能用于较 平坦地区因此，选择防渗方案时，应考虑地形条件三） 基土性质基土的渗透性是决定有无防渗必要和采用哪种防渗措施的关键，土的冻胀敏感性和抗压 强度等都是工程设计应考虑的主要性能。

对黄土类、壤土类等基础好、渠床稳定的地区，一 般采用混凝土、砌石等防渗措施但在含膨胀性粘土或石膏以及孔状灰岩的渠基上，一般不 宜采用刚性材料，应采用厚压实土料，或埋铺式膜料类的柔性防渗措施对于湿陷性黄土渠 基，防渗前做完浸水处理后，最好采用埋铺式膜料防渗也可以改变渠线，使渠道绕过不良 土质地带无法改线时，可用砂、砾石或其他土料换基，以代替不良土壤但此法造价高， 除有抗冻害要求和附近有合适的代换材料外，一般不宜采用。