陕西省宝鸡峡灌区渠道防渗技术探讨(1)程力学
2013-10-10 02:17
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摘要：宝鸡峡灌区在渠道防渗工程中通过选用合理的断面形式
摘要：宝鸡峡灌区在渠道防渗工程中通过选用合理的断面形式，采用新型防渗材料，并研制开发衬砌设备等取得了非常显著的成效，灌区面貌焕然一新，节水效果十分显著。
关键词：新材料 新技术 新设备 节水 防渗
宝鸡峡灌区位于陕西关中西部，水源以渭河径流为主，引水流量95m3/s，灌溉宝鸡、杨凌、咸阳、西安四市(区)14个县(区)的291.6万农田。灌区现有总干、干渠6条，长421.6km；支渠77条，长680.08km，斗渠1956条，长1191.669km。渠道与建筑物配套基本齐全。
灌区开灌以来，累计引用渭河水量274亿m3，灌地2.2亿亩次，灌区农业生产条件得到了极大改善，对陕西省国民经济发展与社会进步起到了举足轻重的作用。但是，由于灌区是一个新老结合的大型灌区，工程布局线长面广，地质和水文地质条件十分复杂，加之受原技术水平和施工时经济条件所限，工程设计标准不高，工程不配套，部分干渠和大部分支渠未进行防渗处理。采用砼衬砌防渗的渠道经几十年运行，原衬砌的砼板大部分遭到破坏，漏水严重。近年来，随着灌区续建配套与节水改造项目、陕西省关中九大灌区世行项目、农业综合开发项目等工程相继实施，灌区在渠道防渗工作中利用新材料、新技术并研制开发新设备等取得了非常显著的成效，灌区面貌焕然一新，节水效果十分显著。现就一些技术问题和大家做一探讨。
一、防渗断面形式的选择
宝鸡峡灌区干、支、斗渠数量较多，流量大小各异，且渠道衬砌都是在已成工程的基础上进行的。因此，选择合理的断面形式，既可减少工程回填量，缩断工期，降低成本，又可改善水流条件，减少淤积，同时减轻冻胀破坏，延长工程寿命。近年来，灌区渠道防渗断面结构形式主要依据渠道流量大小并结合工程实际情况即工程附近回填土料来源、施工工期、回填土施工质量等条件以及多年来渠道改造工程实践经验来确定的，一般分以下四种情况：
（转载自科教范文网http://fw.nseac.com） 1.设计流量大于9.0m3/s，选择弧形坡脚梯形断面或梯形断面；
2.设计流量在3-9.0m3/s时，选择弧形坡脚梯形断面或弧底梯形断面；
3.设计流量在1-3m3/s时，选择弧底梯形断面或U型断面；
4.设计流量小于1.0m3/s时，选择U型断面。
弧形坡脚梯形断面或弧底梯形断面在干、支渠道中应用较多，由于其近似于最佳水力断面，流速分布均匀，易于拉沙，减少淤积；同时也能改善防渗渠道冻胀变形分布的不均匀性，且渠底有一定的反拱作用，故可减轻砼板的冻胀破坏，减少裂缝和移位。
U型断面较梯形断面每公里输水损失可减少3.7%，防渗效果最好，它近似于最佳水力断面，水流条件好，流速大，输水输沙能力强；另外，其抗冻胀性能较高，冻胀程度仅为梯形的1/3-1/4，又便于管理，投资少、占地少，机械化施工程度较高。在灌区较小的支渠工程及斗、分渠工程应用比较广泛。
二、防渗材料的选择
宝鸡峡灌区原设计采用单一的砼或砌石等防渗材料，其虽然有一定的防渗性能，又能适应高流速。但通过多年的运行实践表明，其很难达到预期的防渗效果和耐久性。后来，又采用了砼板下铺设聚氯乙烯膜料，虽然起到了一定的防渗作用，但由于这种防渗形式必须在塑料膜上面铺设2-3cm厚的灰土或低标号水泥砂浆过渡层做为介质保护薄膜不被破坏。而在实际施工中，渠道内坡比一般在1:1-1:1.25之间，2-3cm厚的过渡层不易操作，且渠道行水时，在砌缝较多的渠道上，过渡层往往会被水流冲走或掏空，导致上部砼板整体破坏或表面凹凸不平。因此，其施工难度较大，施工质量难以保证，工效较低。近年来，随着防渗膜料的发展，宝鸡峡灌区不断总结经验，采用了复合土工膜防渗。即一布一膜土工布。由于其抗拉强度较高，抗穿透能力和抗老化性能好，可不设过渡层，另外，土工布表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或浇筑砼板。与塑料膜防渗相比，具有施工简单，质量可靠，提高工效等优点。目前，灌区除部分斗、分渠之外，干、支渠防渗工程大都采用这种板膜复合结构形式，即采用一布一膜土工布柔性材料做防渗层，其上再用C15砼刚性材料做为保护层，厚度一般7-10cm，此层主要起保护膜料不被外力破坏和防止其老化以延长工程寿命的作用。两种材料互相扬长避短，显示了明显的经济技术性能。目前，在灌区中得到了广泛应用。其主要优点如下：
您可以访问中国科教评价网（www.NsEac.com）查看更多相关的文章。 1.防渗效果好。其渗漏量是单纯的砼防渗材料的1/6，是砌石材料的1/13，是不防渗土渠的1/21。
2.延长了渠道的工程寿命。明铺式膜料防渗，因老化严重而寿命较短。但铺在保护层以下，经试验研究其寿命在30年以上。同时，膜料防渗层可以保温，从而减轻冻胀破坏，使砼保护层裂缝减少，延长了工程寿命。
3.与单纯的砼防渗材料相比，投资大体相当。采用砼做膜料防渗层的保护层时，其厚度可以由砼防渗时的10-14cm减薄至7-10cm。购买土工布的投资虽较减薄砼节约的投资稍高，但其减轻了冻胀破坏，尚可减少维修费和管理费。
4.符合灌区实际情况。宝鸡峡灌区防渗渠道多为旧渠道改建工程，普遍存在施工与行水时间的矛盾。采用了板膜复合结构，渠底现浇，坡板可在灌溉行水期提前预制，在非灌溉期施工，既避免了施工与行水的矛盾，又可缩断工期，降低投资。
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