膜料防渗技术在水库灌区的应用

来源:网络(转载) 作者:董向阳 发表于:2012-05-16 14:22  点击:
【关健词】渠道;膜料防渗;效果
本文通过介绍膜料防渗技术在沙河三水库灌区渠道防渗中的应用,说明了新型防渗技术在灌区推广应用的良好效果。

 1 灌区概况
  沙河三水库灌区自1959年兴建以来,受到灌区人民群众的普遍好评。但由于当时设计标准低、工程质量差,经过40多年的运行,工程老化失修,渠道淤积、渗漏现象十分严重,不能正常运行,灌区水利用系数只有0.35左右,渠系水利用系数也只有0.4左右,造成了大量的水资源浪费,灌溉效益逐年衰减。为改变这种状况,近年来,在灌区续建配套与节水改造项目的实施中,通过积极采用新材料、新技术和新工艺,节水效果十分显著。作物复种指数由现状的120%提高到170%,灌溉水利用系数由现状的0.35提高到0.85。
  2 防渗材料应用
  沙河三水库灌区旧渠道采用的是砼防渗材料,已损坏殆尽,通过多年的运行实践表明,防渗效果并不佳且造价高。近年来,我们不断总结经验,采用了复合土工膜防渗。即一布一膜土工布。复合土工膜是一种土工合成材料,将复合土工膜铺设在需要进行防渗处理的坡面上,上面铺设砂垫层和C15砼,厚度一般5cm~9cm,堤顶封顶层砼形成一个整体完全封闭的防渗体系,保护膜料不被外力破坏和防止其老化以延长工程寿命。复合土工膜不仅具有防渗标准高、施工简单、质量可靠,而且能适应较大的冻胀变形、造价低廉等优点,弥补了混凝土衬砌型式中的许多缺陷。目前,灌区干、支渠防渗工程都采用这种板膜复合结构形式,具有较好的防渗效果。
  3 合理选用渠道断面形式
  沙河三水库灌区干渠渠道选用的是U型断面,支、斗渠选择弧底梯形断面。由于衬砌都是在原工程的基础上进行的,渠道断面尺寸、形式主要根据控制面积、各类作物种植比例及灌溉制度、渠道有效利用系数、地形和土质等因素决定。
  U型断面在水力条件和抗冻能力等方面都大大优于矩形或梯形断面。较梯形断面每公里输水损失可减少4%,防渗效果最好。
  弧底梯形断面同时具备了梯形和U形断面的优点;湿周较小,水力半径大,过水条件好,抗冻性能高,占地少,投资省。
  4 渠道伸缩缝处理
  老渠道一般多采用沥青砂胶、沥青油毡等作为填料。但这些材料粘接强度往往不足,在发生温度变形,止水材料与混凝土的结合面容易分离,使止水效果下降导致渗漏水。近年来经过试验对比,在工程上我们大都采用上海盈帆环保材料有限公司生产的JS-18防水卷材,埋设于伸缩缝内,取得了较好的止水效果,并且工方便,造价低。
  5 膜料防渗施工技术
  复合土工膜采取边挖、边铺、边夯、边护的区段循环作业。施工程序包括渠道断面开挖处理、土工膜剪裁和铺衬、保护层回填夯实等三个环节。在渠道断面开挖处理过程中,不但要进行灭草处理,而且要把石块、秸秆等杂物清理掉,确保基槽处理整平。膜料加工、铺衬时根据渠道基槽尺寸加工成大幅,然后由下而上,从一岸向另一岸铺衬,平贴渠基,不能留有气泡,也不能拉得过紧,一定要留有小褶。最后是进行保护层的回填夯实,采用土保护层时,可用压实法或浸水泡实法填筑,采用砂砾料保护层时要逐层压实。这一环节很重要,直接关系到保护层的稳定性及衬砌的防渗效果。
  5.1 防渗渠道基槽的清理
  基槽清理是在旧渠道上进行,由于原渠道多为土渠, 首先进行清淤和清基土,再进行填筑。清除深度按浮土、杂物深度而定,一般要求30cm以上,但一定要清除干净,若有洞穴或裂缝,应用土回填夯实或泥浆灌缝。基面不能有凹凸现象,清理好的基面要夯紧,在施工中我们采用人工夯实和机械碾压相结合的施工方法,机械碾压不到位的地方,人工夯实补上。夯实或碾压时,分层压实,每层铺土厚30cm,压实到21cm,土块最大粒径不得超过8cm,填土干容重达到1.6t/m3。碾压工作按照进退错距法进行碾压,在局部区域,用打夯机夯实。填筑后,要按设计坡度进行削坡,削坡时要先粗削,然后拉绳进行细削。基槽清理后必须要保证密实平整,并满足防渗层断面设计要求。
  5.2 膜料的加工和铺设
  1)剪裁:土工膜一般宽度为4m~6m,长度为50m~100m成卷状,使用时,根据基槽断面尺寸和实际情况剪裁。纵向尺寸:按基槽的断面大小计算所需膜料的幅数。横向尺寸:按铺设基槽断面的长度为一幅。
  2)接缝:防渗膜的拼接方法有胶粘法和热熔焊接机焊接法两种。热熔焊接机焊接的接缝强度比胶接法的高,沙河三水库灌区近年来多采用的是双轨热熔焊接法,焊接时的搭接宽度一般不小于12cm。
  3)膜料铺设:保持防渗膜料的完整性,是膜料施工质量的核心问题。基槽开挖整平合格后,洒水湿润,以保证膜料与基床能够压平贴紧。横铺时,从渠道一岸经渠底铺到另一岸,纵铺时,将膜料加工剪裁后,横放在下游基槽内,然后与铺好的土工膜或原建筑物焊接,最后铺开拉展。我们在铺设时,复合土工膜上面一层采用的是90g/m2~170g/m2的土工布,下面一层为不小于0.25mm厚的聚氯乙烯膜,是主要的防渗材料。
  5.3 保护层回填
  保护层回填时,土料一定要夯打密实,土料含水量应控制在17%左右,填土干容重达到1.6t/m3,要随时取样检验。紧挨土工膜15cm厚的保护层土料要过筛处理,颗粒粒径小于6mm,这样易于保护土工膜不被刺破。回填保护层护面时,一定要避免撞破土工膜。
  6 结论
  近年来,沙河三水库灌区在渠道防渗衬砌工程中,积极探索采用新材料、新技术、新工艺。累计衬砌干、支、斗渠道32km。共改善灌溉面积373公顷,扩灌面积400公顷,工程的实施,大大提高了灌溉水利用率,促进了农业种植结构的调整和优化,作物复种指数由现状的1.20提高到1.70,年节约水量约100多万立方米,优质、高产、高效经济作物的种植比例不断增大,作物产量和效益显著提高,为灌区经济社会的可持续发展提供有力支持。
  
  参考文献
  [1]娄宗秤.节水灌溉新技术——渠道防渗技术[J].农村实用工程技术,2002(5).
  [2]马爱华.克孜尔水库除险加固F2断层防渗墙施工方案关键技术探析[J].水利科技与经济,2011(6).
 

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