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试析水利工程灌区渠道工程防渗技术

马靖
  
中国地名
2024年18期
宁夏盐环定水利水电工程有限公司 宁夏 吴忠 7501100

摘要:本文旨在探讨水利工程灌区渠道工程防渗技术的重要性、渗漏原因及具体的防渗技术措施。通过详细分析渠道渗漏的原因,提出了一系列有效的防渗技术,以期为水利工程灌区渠道工程的稳定运行和水资源的节约利用提供有力保障。

关键词:水利工程;灌区渠道;防渗技术;渗漏原因

引言

水利工程作为国家重要的基础设施,在农业灌溉、城市供水、工业用水等方面发挥着至关重要的作用。灌区渠道作为水利工程的重要组成部分,其防渗性能直接影响到水资源的利用效率和工程的使用寿命。因此,研究和应用先进的防渗技术,对于提高水利工程的整体效益具有重要意义。

1水利工程灌区渠道工程防渗的重要性

渠道防渗是当前应用最广泛的节水灌溉工程技术措施之一。它不仅可以显著提高灌溉水的利用率,缓解农业用水供需矛盾,还能减少渠道占地面积,防止渠道冲刷淤积及坍塌,节约运行管理费用,有利于灌区的管理。此外,防渗措施还能降低地下水位,防止土壤盐碱化及沼泽化,对生态环境和农业现代化建设具有积极意义。

2水利工程灌区渠道工程渗漏原因

灌区渠道工程渗漏是一个复杂且多维度的问题,其成因广泛且相互交织,主要涉及施工、地质、防渗措施及维护管理等多个关键环节。

2.1施工质量差

施工质量直接关系到渠道工程的稳定性和耐久性。施工前若未进行详尽的地质勘查,就无法准确掌握地基土质、地下水位等关键信息,从而为后续设计施工埋下隐患。施工过程中,若施工人员技能不足、监理不严或忽视设计与施工规范,如混凝土浇筑不密实、接缝处理不当等,均会导致渠系工程各部分沉降不均,形成裂缝,成为渗漏的通道。此外,赶工期、忽视细节等也是导致施工质量下降的常见原因。

2.2地基地质不良

渠道地基的地质条件是决定工程稳定性的基础。若地基承载力不足,即土壤无法承受渠道及其内部水体重量,将直接导致渠道变形甚至垮塌。不良地质条件,如地下水位过高,会增加土壤湿度,降低地基强度;土壤透水性差,则不利于排水,易造成积水,进一步软化地基,加剧渗漏风险。此外,地质构造活动频繁区域,地震等自然灾害也可能对渠道造成破坏,引发渗漏。

2.3防渗措施不到位

有效的防渗措施是保障渠道工程安全运行的关键。若在设计阶段未充分考虑防渗需求,或虽有设计但未正确实施,如未铺设足够的防渗层、防渗材料质量低劣、防渗层施工工艺不当等,都会严重影响渠道的防渗性能。防渗材料的选择也至关重要,需根据当地气候条件、水质特点及地基情况综合考量,否则即使采取了防渗措施,也可能因材料不适用而失效。

2.4维护管理不善

渠道工程的长效运行离不开日常的维护与管理。长期缺乏必要的维护,如不及时清理渠道内的杂物、淤泥,不定期检查渠道结构完整性,对出现的裂缝、破损不及时修补,都会导致渠道老化加速,防渗层损坏,从而加剧渗漏问题。此外,缺乏有效的监测预警系统,难以及时发现并处理潜在的渗漏风险,也是造成渗漏问题持续恶化的原因之一。

3水利工程灌区渠道工程防渗技术

3.1土工防渗技术

土工膜防渗技术作为一种高效且经济的防渗手段,其核心在于选用高质量的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等高分子材料制成的土工膜。这些土工膜不仅具有优异的耐候性和化学稳定性,还能有效抵抗紫外线照射及地下水中化学物质的侵蚀。在施工过程中,土工膜被精心铺设于渠道底部及侧壁,通过热熔焊接或专用胶粘剂连接,确保形成一个连续无接缝的防渗屏障,从而极大地减少了水资源的渗漏损失。此外,为增强土工膜的稳定性和耐久性,常会在其上下铺设保护层,如砂土、碎石或土工布,以抵御外界物理损伤。

土工诱导渗防渗技术则侧重于通过物理或化学方法改善土壤本身的防渗性能。具体而言,可以向土壤中添加特定的化学物质,如膨润土、聚合物等,这些物质能与土壤颗粒发生反应,形成低渗透性的结构体,有效降低土壤的渗透系数。另一种方法是利用植物纤维、有机废弃物等天然材料,通过生物降解和物理作用,逐步改善土壤结构,增强其持水能力和防渗性能。这种技术不仅环境友好,还能促进土壤生态的恢复。

3.2混凝土防渗技术

渠道衬砌是混凝土防渗技术的核心应用之一,它直接采用混凝土或钢筋混凝土对渠道进行全面覆盖,形成一个坚固且密封的输水系统。在设计与施工过程中,特别注重混凝土的配合比设计、浇筑质量及养护条件,以确保衬砌层的高强度和低渗透性。对于大型渠道或高水压环境,可能还会采用双层衬砌结构,进一步增强防渗效果。

加固和翻新技术主要针对已存在多年、因老化或损坏导致渗漏严重的渠道。这包括对渠道表面的裂缝进行修补、剥落部位的重做、以及整体结构的加固。在翻新过程中,常采用高性能混凝土或特种修补材料,通过增加混凝土的密实度和强度,显著降低其渗透性,延长渠道的使用寿命。

3.3土工填料防渗技术

土工填料防渗技术是一种广泛应用于水利工程中的有效方法。在渠道底部和侧壁,通过精心选择并填充一定厚度的土工填料,如黏土、膨润土或特定配比的砂土混合物,可以形成一层渗透性极小的填料层。这层填料层如同一个天然的屏障,显著地减缓了水分透过土壤的速度,从而大大提高了渠道的防渗能力。此外,该技术还巧妙地利用了植物根系的自然生长特性,通过种植具有强大根系能力的植物,如柳树、芦苇等,其根系在土壤中交织成网,进一步增强了土工填料的稳定性和防渗效果,形成了所谓的“土工根系屏障”。这种方法不仅环保经济,而且能够长期保持渠道的防渗性能。

3.4高压喷射灌浆技术

高压喷射灌浆技术是一种高效且先进的防渗加固技术。该技术利用高压喷射设备产生的高速流束,对底层结构进行精确控制下的破坏或切割,这一过程中,同时注入水泥浆或其他固化材料。在高压作用下,这些材料能够深入土体裂缝和孔隙中,与周围土体紧密混合并迅速凝结,形成一个坚固的固结体。这种固结体不仅强度高,而且具有良好的抗渗性能,能够显著提升渠道的防渗等级。此外,高压喷射灌浆技术还具有施工速度快、对周围环境影响小等优点,特别适用于复杂地质条件下的防渗工程。

3.5其他特殊防渗技术

除了上述四种主流防渗技术外,还有一些特殊且高效的防渗方法值得提及。

(1)锯槽法:这是一种利用专用锯槽机械在先导孔中精确开槽的技术。在开槽过程中,通过连续浇筑水泥浆或其他固化材料,可以形成一道连续、均匀的防渗墙。这种方法特别适用于土层较软或需要形成深度较大防渗墙的工程。

(2)链斗法:链斗式开槽机是一种高效的沟槽挖掘设备,通过其独特的链斗结构,可以快速地挖掘出深度和宽度均匀的沟槽。在沟槽挖掘完成后,及时浇筑水泥浆并进行护壁处理,可以形成一道坚固的防渗墙。这种方法施工速度快、成本低,特别适用于需要快速形成防渗屏障的工程。

4结论

综上所述,水利工程灌区渠道工程防渗技术的有效应用,对于提高水资源利用效率、延长工程使用寿命、减少运行管理费用具有重要意义。在防渗技术的选择和施工过程中,应充分考虑工程实际情况,采用科学合理的防渗措施,确保防渗效果。同时,加强渠道的维护管理,及时发现并修复渗漏问题,保障渠道工程的稳定运行。通过不断的技术创新和管理优化,推动水利工程灌区渠道工程防渗技术的不断进步和发展。

参考文献

[1]张家赫,丁心雨.即墨区岔河灌区渠道防渗优化研究[J].中国新技术新产品,2024,(20):93-95.

[2]吴润昊.水利灌区改造中的混凝土衬砌渠道防渗技术研究[J].地下水,2024,46(05):164-166+202.

[3]尚奇.灌区节水改造工程中渠道防渗关键技术分析[J].水上安全,2024,(05):166-168.

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