灌溉渠道防渗技术的设计特点

张荣

摘要：水利工程中渠道防渗措施的实施直接关系到水利工程的使用年限，也影响到工程的利用率。为了提高渠道工程的质量，需要深入研究渠道防渗技术，并根据实际的工程需要采取合适的防渗措施，做好渠道防渗施工管理工作。本文就灌溉渠道防渗设计的原则、方法、防渗技术作以简要阐述分析。

关键词：渠道;防渗;设计;技术

1 设计原则

灌溉渠道的设计要遵循最大化节约水资源的原则，以先进的科学技术为依托，提高灌溉效率，改善土壤，促进生态平衡;灌溉渠道设计要遵循当地气候水文条件，如果地区寒冷，有冻土区，那么在建设渠道时要考虑冻胀变形因素;渠道防渗设计要经济合理，保证设计技术可行，渠道结构稳定，便于施工与后期维护，尽量提高渠道的使用寿命。

2 设计方法

2.1 前期准备工作。在设计之初要对该区域的气候、水文、气温、地形、地质等自然情况做充分调查，对工程所在地土壤的含水率、干密度、孔隙度、冻涨系数、渗透系数、抗剪切强度等性质做调查取样，获得准确数据，掌握灌溉地区的地形图、渠道平面布置等相关信息，为科学设计渠道做好前期准备工作。

2.2 确定渠道參数。渠道防渗设计的两个重要的参数是渠道的纵比降及渠道流速，纵比降对于渠道的面积、性能、造价都有着直接的影响，关于渠道纵比降的选取，应以渠道走线与地面坡降为依据，进行实地测量，然后才能确定，要尽量与地面坡度相近;渠道流速应当根据渠道实际的流量和渠道截面类型来进行计算，如流速过快，容易形成冲势，流速过慢则易形成淤堵，因此对流速的设计要适中，否则应当重新设计渠道参数，选择合适的截面形式。

2.3 做好截面设计。不同形式的截面设计对于渠道的过水量有不同的效果，但整体上对于渠道的过水能力影响不大，设计截面要考虑灌溉的要求、施工环境、工程造价等相关因素。经过大量的工程实践验证，在渠道截面的形式中，半圆形截面最为合适，但台阶由于工程施工诸多因素的影响，半圆形的截面难以推广应用。我国的渠道现今常用的截面为矩形和梯形，这两种形式的截面施工难度低，经济效益高，并且能够满足工程预期的需要。随着技术的发展，U 形截面越来越多的被应用，U 形截面相当于半圆形截面的一种加高延伸，在技术条件、工程成本等因素允许的情况下，可以选择此种截面，有利于提高渠道的综合性能。

2.4 设置伸缩缝。对于混凝土衬砌渠道来说，要考虑混凝土的涨缩和不均匀沉降的问题，伸缩缝一般设置在渠道内，每隔数米设置一道。伸缩缝的形状可以采用矩形，填充材料可以用水泥沥青砂浆混合焦油塑料胶泥的形式进行填充。

2.4 压顶封口。应当在渠道边坡防渗层的顶部设置混凝土水平封顶板，将其与边坡混凝土连接起来，如此能够增强渠道边坡混凝土板的稳定性，防止地表径流进入混凝土背面，并且压顶封口能够减少内水压力，促进水的排放，提高了水资源的利用率，提升了渠道使用寿命。

2.4 冻涨预防。冻涨是引起渠道渗漏的重要因素之一，因此要做好冻涨防护，设置砂砾层或者换土层是常用的两种方法。相对于使用防冻剂，目前可以采用聚苯乙烯泡沫保温板和防渗土工膜来预防渠道冻涨的渗漏问题，能够取得更好的防渗效果。

3 渠道防渗技术特点的分析

3.1 土料防渗施工技术。该种施工方法主要是通过土料防渗层来起到防渗的目的，防渗层的厚度可以根据具体工程的需要进行调整。这种施工方法的优势在于施工简单、成本低、就地取材等，其缺点在于抗冻性比较差，使用时间比较短等。所以通常在一些环境温度比较高的小型水利工程中应用，效果还是十分明显的。此外，在施工的过程中设置伸缩缝，能够避免灰土防渗层裂缝问题的发生，减少渗漏问题。

3.2 混凝土防渗施工技术。该种施工方法是当前渠道防渗工程中最常用的一种，其具有防渗效果好，使用时间长的特点，受到了人们的一致好评。此外，该种施工技术还具有耐用、受外界环境和温度的影响比较小、防冲击效果比较好等特点，不过该种防渗技术需要使用大量的砂石，如果施工地区的周围没有足够的砂石，那么就增加了施工企业的运输成本，而且该种施工技术还是有一定难度的，需要专门的施工人员来进行具体的施工作业。该种方法在一些中小型水利工程中被广泛使用。

3.3 砌石防渗施工技术。砌石防渗一般有两种：干砌、浆砌。这些防渗施工方法具有操作简单、耐用持久、抗冲击能力强的优点。第一种防渗施工方法是卵石衬砌防渗法，这种施工方法是按照先渠底后梁坡的施工顺序来进行卵石铺砌的，卵石干砌在使用初期具有一定的防冲作用，随着使用时间的延长，泥沙会填充卵石间的缝隙，填充后的卵石层在水中各种物质的作用下形成较为稳定的防渗层，达到防渗的效果。第二种防渗施工方法的是块石衬砌防渗法。在对砌石防渗要求不是很高时，防渗技术可采用干砌勾缝的技术;在对砌石防渗要求较高时，防渗技术可采用浆砌块石护面技术。

3.4 膜料防渗施工技术。膜料防渗技术具有施工简单、适应能力较强、施工成本较低的优点，因此在渠道防渗施工中的应用也比较广泛。但是膜料防渗施工技术具有抗冲击能力较差、稳定性较差的缺点。在渠道膜料防渗施工过程中，应注意掌握膜料与渠道边坡附着的施工技术要领，防止在施工中、使用中膜料的膜层被破坏，并且在进行渠道下游向上游铺设膜料以及由渠道一岸向另一岸铺设膜料时，应注意将膜料适当留下小褶，以增强膜料的抗冲击能力，实现更好的渠道防渗保护。

3.5 沥青防渗施工技术。目前渠道沥青防渗技术主要有3 种：第一种是沥青混凝土法，这种方法主要是将碎砾石、砂、沥青在加热的条件下不断进行搅拌、捣压，从而形成一种防渗材料。这种防渗材料具有稳定性好、耐用持久的优点，并在施工中可根据当地的施工情况进行防护面厚度的调整。第二种是埋藏式沥青薄膜法，这种方法是将渠道底压实，除草进行平整后洒上少量的水，用机器将热沥青反复喷洒，致使其形成一层沥青保护膜，并在保护膜上铺设素土保护层来防止沥青的老化和破坏。第三种是沥青席法，这种方法主要是将苇席、石棉毡、麻布等反复涂上沥青制成卷材，在施工时将卷材进行铺设来达到渠道防渗的目的，在铺设时要注意将铺设接缝用沥青连接好，防止接缝处出现渗漏。

4 总结

总而言之，渠道防渗工程是水利工程建设中十分重要的部分，对于当地水资源利用以及周围居民用水具有重要意义。为了能够避免渠道渗水情况的出现，在水利施工的过程中应该注意渠道防渗工程，通过对以往工程经验的总结以及当前施工技术的创新，不断优化渠道防渗施工技术，加强后期的维护和保养工作，一旦发现渗水情况应该及时采取措施，减少水资源的浪费。

参考文献：

[1]水利工程渠道防渗的意义及防渗技术措施[J]. 闫俊平.工程技术研究.2018（06）.

[2]水利工程渠道防渗技术探析[J]. 满奇斐.内蒙古水利.2016（08）.

[3]混凝土衬砌渠道防渗技术[J]. 李苏明.河南水利与南水北调.2017（05）.

（作者单位：神木市窟野河灌溉渠道养护站）