灌区渠道整治新技术研究与应用

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1、灌区渠道整治新技术研究与应用李桂元湖南省水利水电科学研究所摘要本文针对混凝土渠道防渗仲缩缝施工麻烦、造价扁、易损坏的缺点，提出了一种分块隔窗浇筑的无伸缩缝施丄技术；针对高边坡渠道内坡混凝土防渗板预留的普通排水孔易产生渗漏、造成工程隐患的缺陷，研制成功一种单向排水的渠道防渗减压阀。该二项技术成功应用到湖南省双牌灌区、大江边灌区等大中型灌区节水改造中，证明其对于节省工程造价、增强渠道防渗能力效果显苦。关键词隔窗浇筑渠道防渗减压阀1.研究目的与意义我国是一个农业大国，也是一个灌溉大国。截止2003年全国已建成大型灌区402处、中型灌区5200多处、小型灌区1000多万

2、处。有效灌溉面积由1949年的2亿多市增加到10亿多市。渠道，是灌区的关键工程。但市于我国灌区大多建于国民经济困难时期，灌溉工程设计、建设标准低、工程运行维护投入不足，造成灌区渠道工程普遍存在工程事故濒发、运行效率低下的现象。渠道边坡垮塌失事、渗漏严重是威胁灌区安全运行、影响灌溉效益的关键因素。因此，保障渠道工程完好，改善渠道运行管理条件，提高渠道输水效率，是灌区续建配套与节水改造的主要任务。根据2000年全国大型灌区续建配套、节水改造规划成果，对全国402处己建大型灌区实施节水改造，约需投资2000亿元。而以渠道防渗、渠道边坡除险加固为主要内容的渠道整治工程，

3、是灌区续建配套与节水改造的主要内容之一，其工程量与投资约占灌区节水改造总投资70%。灌区是国家粮食安全的基础保障，是现代农业发展的皐础。“十一五〜I•三五”期间，国家仍将各类灌区的续建配套与节水改造作为投资重点。传统的渠道防渗衬砌，多采用磴分块浇筑。分块间设伸缩缝，伸缩缝川柔性材料填充。内坡牲设排水孔，以消减地下水对桧衬砌块的浮托力。但这种方法，存在2人弊端：一是伸缩缝费工费料，造价高，且处理不到位易形成新的渗漏通道；二是普通排水孔在渠道运行水位爲于地下水位时，渠道水会通过排水孔形成新的渗漏通道。针对灌区续建配套与节水改造的实际需要，开展渠道敕治新技术研究，应用

4、新材料、新技术、新工艺、新办法，“多、快、好、省”地整治大中型灌区渠道崩垮、滑坡、渗漏等问题，用“更新、更好、更省”的方法和技术进行灌区渠道整治，具冇非常重要的现实意义2、渠道防渗无缝施工技术1.1当前渠道混凝土防渗情况及存在的主要问题由丁栓渠道防渗具有如下优点：（1）防渗效果好，一般能减少渗漏损失90%〜95%;（2）经久耐用，只耍设计合理，丿施工质量好，注意混凝土养护，止常情况下一般能使用50年以上；（3）糙率小，输水流量大，一般糙率为0.012〜0.018,允许流速为3〜5m/s,混凝土本身的耐冲流速可达10〜40m/so因此，可加大渠道坡降，节省连接建筑

5、物，缩小渠道断面。占地回积利建筑物尺寸相应减小，对大大降低造价；（4）强度高，渠床稳定，混凝土衬砌的抗压、抗冲、抗冻性能高，能防止动植物穿透，对外力、冻融、冲击有较强的抵抗作用；（5）混凝土具有良好的可塑性，口J根据不同要求制成不同形状、不同结构形式；（6）维护方便，我国目前渠道防渗多采用殓衬砌形式。为了适用碗防渗而板随环境温度变化的伸缩要求，防止渠床基础部山于不均匀沉降对防渗血板的破坏，在目前的渠道碇防渗工程中，普遍采用了伸缩缝。有关规范规定纵、横向分缝宽度为5~8m,缝宽1.5cm。但在工程实践中发现，5飞m的分缝间隔很难防止渠床基础不均匀沉降引发的防渗而板

6、断裂。而且设置伸缩缝造价较高，施工工艺较复杂，难以保证工程质量，特别是防水结构稍有不慎，就会因为该处填充材料受损或老化而导致渗水，形成天然的漏水通道，进而造成渠道外坡渗透破坏、垮塌。2.2渠道混凝土防渗血板无伸缩缝技术原理在工程实际中，渠道殓血板所产牛的裂缝主耍是市变形（温度、收缩、不均匀沉陷）引起的,这种裂缝起因是结构首先要求变形，当变形得不到满足时才引起应力，而且应力与结构的刚度大小有关，只有当应力超过一定数值时才产生裂缝，之后变形得到满足或部分满足，同时刚度下降，应力就发生松弛。泯凝土在凝结硬化过程中及其在以后的使用过程中，都可能发生干燥和吸湿，从而导致混

7、凝土体积不稳定一收缩或膨胀。这类变形归根结底是混凝土中水分变化一起的。当水的蒸发和水蒸气的凝结达到动态平衡时，这时的蒸汽叫饱和蒸汽，这时的蒸汽压力叫饱和蒸汽压仁简称蒸汽压），水的饱和蒸汽压是随温度升高而增大的；当水而上的实际蒸汽压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则发牛水的蒸发;反Z,当水面上的实际蒸汽压力高丁•该温度下的饱和蒸汽压时，则发牛水蒸气凝结。混凝土中水分变化是错综复杂的。在同一温度下，混凝土中存在着不同饱和蒸汽压的水，他们分别是人孔水，毛细孔水，胶孔水等。所以处于同一湿度环境屮的混凝土，其人孔、毛细孔、胶孔的实际相对湿度是不相等的。因而可能右的孔水分在蒸

8、发，冇的孔水蒸气在凝结，