陜西省關(guān)中平原位于陜西中部，其東西長約393km，南北長約200km，區(qū)內(nèi)包含陜西十大灌區(qū)中的九大灌區(qū)。隨著工程建設(shè)發(fā)展的不斷進行，關(guān)中地區(qū)灌區(qū)已具有相當(dāng)大的規(guī)模，灌溉效益也相當(dāng)可觀，對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和農(nóng)民增收起到非常重要的作用。灌區(qū)修建過程中，由于受當(dāng)時建設(shè)技術(shù)水平、建設(shè)標準、綜合資金等因素的影響，一些渠段存在質(zhì)量問題，經(jīng)多年運行，加上日常檢修維護措施不到位，雖經(jīng)多次改、擴建，一些渠道由于缺乏防滲結(jié)構(gòu)或防滲材料老化、凍脹破壞等，存在渠系水滲漏量大、滲漏點面多、滲漏滑坡安全隱患等問題。一些渠段采用混凝土襯砌后，其在使用之初具有較好的防滲效果，但隨著運行過程中出現(xiàn)的凍融、鼓脹、整體上抬等問題的出現(xiàn)，混凝土老化、開裂，造成大量水資源浪費和增加渠道養(yǎng)護費用。復(fù)合土工膜作為水利工程中一種新防滲材料，從工程實踐應(yīng)用中表明其具有防滲效果好、施工便捷、保溫抗凍脹、延展性好、造價低等優(yōu)點，能夠滿足渠道整體和局部的防滲節(jié)水加固需求，工程實踐應(yīng)用能取得較好的防滲加固修復(fù)經(jīng)濟效益和社會效果[1]。文章將以某灌區(qū)防滲加固修復(fù)工程為實例，詳細分析復(fù)合土工膜在渠道防滲工程中的應(yīng)用效果。
1 渠道工程現(xiàn)存主要問題
關(guān)中地區(qū)某灌區(qū)是一個集引水、農(nóng)業(yè)灌溉、發(fā)電、人畜飲水、城市供水等功能為一體的大型灌溉工程，其斗渠以上長度約160 公里，灌區(qū)設(shè)施面積達到51.78km2，有效面積達到36.42km2，為當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟和各行業(yè)可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展提供了重要的水資源保障。渠道經(jīng)過近50年的運行，雖經(jīng)多次改建和擴建，但由于工程整體建設(shè)質(zhì)量水平偏低、渠系沿線綜合地質(zhì)條件復(fù)雜、維修養(yǎng)護資金落實不到位等因素的影響，滲漏問題嚴重制約灌區(qū)經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。加上凍脹、坍塌、滑坡等，嚴重影響渠道灌溉功能的正常發(fā)揮[2]。另外，渠道工程機械設(shè)備常年缺乏必要的養(yǎng)護，老化失修問題非常嚴重，水資源合理調(diào)配性能大大降低。從整個灌區(qū)的調(diào)查分析數(shù)據(jù)表明：渠道雖經(jīng)多次防滲加固，但大多是進行局部防滲處理，整體防滲效果不佳，干渠、支（分）渠、斗（分）渠其整體防滲襯砌率只有62％、41％和45％，約78％以上渠系水資源綜合利用系數(shù)均非常低，其中：灌溉渠系、渠系水和田間水其水利用系數(shù)只有0.43、0.52和0.85，水損問題較嚴重；水資源調(diào)配閘門損毀率高達75％，其中83％以上的機電設(shè)備連正常的啟閉功能均不能有效保證，自動化水平非常低。
2 渠道防滲加固修復(fù)方案
2.1 防滲加固修復(fù)設(shè)計
根據(jù)灌區(qū)渠道地層巖性和水文地質(zhì)條件，結(jié)合工程區(qū)其他渠道防滲加固修復(fù)效果，從技術(shù)上、經(jīng)濟上進行綜合比選，優(yōu)選技術(shù)上可行、經(jīng)濟上優(yōu)越的復(fù)合土工膜防滲方案。根據(jù)渠道基礎(chǔ)巖性，結(jié)合《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50290-98）中的相關(guān)技術(shù)指標，按最大承壓水頭經(jīng)經(jīng)濟比選，優(yōu)選0.3mm厚的HDPE 復(fù)合土工膜作為渠道防滲核心，以解決渠道現(xiàn)存的襯砌混凝土開裂滲漏問題。為了提高防滲修復(fù)資金的應(yīng)用效益，將渠道劃分為渠底、內(nèi)坡和外坡三個部分，采用不同防滲方案，如圖1 所示。
（1）渠底，采用以復(fù)合土工膜為防滲核心的四層結(jié)構(gòu)，即從下到上為：土工布→30cm 砂礫料→0.3mm 復(fù)合土工膜→15cm 混凝土；（2）1：2.5 內(nèi)坡，采用以復(fù)合土工膜為防滲核心的四層結(jié)構(gòu)，即從下到上為：土工布→40cm砂礫料→0.3mm復(fù)合土工膜→15cm 混凝土；（3）1：2.5 外坡，采用以復(fù)合土工膜為防滲核心的三層結(jié)構(gòu)，即從下到上為：20cm砂礫料→0.3mm復(fù)合土工膜→10cm混凝土。2.2 復(fù)合土工膜防滲體施工質(zhì)量控制
按照設(shè)計圖紙、施工組織設(shè)計等要求，將需要的施工材料合理運送到施工現(xiàn)場。每一卷復(fù)合土工膜在運到施工現(xiàn)場后，需由專業(yè)技術(shù)人員進行全面檢查，對于存在局部孔洞問題要有序編碼和做標記以便后面進行有效修補；對于存在大面積損傷等問題的復(fù)合土工膜，為了確保工程施工質(zhì)量必須要裁剪掉或直接禁止在工程中使用。對于土工織布上存在的雜物或斷針等問題，在施工中應(yīng)進行有效摘除。要嚴格按照《復(fù)合土工膜防滲施工規(guī)范及質(zhì)量驗收方法》中的要求，進行施工過程控制。要做到隨鋪、隨焊接、隨壓。在敷設(shè)土工膜時，不宜拉得太緊，合理預(yù)留約3％自然松弛量，以避免敷設(shè)過程中出現(xiàn)硬折和損傷。復(fù)合土工膜拼接質(zhì)量直接影響到渠道防滲性能，要通過目測法和現(xiàn)場檢測法相結(jié)合以確定土工膜拼接質(zhì)量，即通過觀察焊縫有無漏接、燙損、褶皺、拼接是否均勻等，并通過充氣至100kPa，靜觀10分鐘的現(xiàn)場檢漏法，確保復(fù)合土工膜具有較好質(zhì)量。當(dāng)復(fù)合土工膜敷設(shè)完畢后，應(yīng)認真檢查接頭部位質(zhì)量，查看膜面是否存在破損、滲漏等問題，并按照相關(guān)質(zhì)量要求采取合理的補救措施，直到滿足要求后方能進入下一道工序，才能回填保護層，確保土工膜敷設(shè)具有較高質(zhì)量水平。
3 復(fù)合土工膜防滲加固修復(fù)應(yīng)用效果分析渠道按照圖1所示方案分部位進行防滲修復(fù)加固施工后，為了驗證復(fù)合土工膜的防滲效果，選擇干渠500m 和支渠1000m進行防滲應(yīng)用效果分析。試驗結(jié)果表明，原來混凝土襯砌開裂滲漏嚴重的渠段，在采用以復(fù)合土工膜為防滲核心的加固修復(fù)方案改造后，渠系糙率系數(shù)由修復(fù)前的0.036有效降低到0.017，同時渠道中水流流速也大大增加，由改造前的0.98m·s-1 和1.30m·s-1 有效上升到1.52m·s-1 和1.73m·s-1；相應(yīng)渠道中的過流能力也從2.91m3·s-1 和3.25m3·s-1有效上升到4.72m3·s-1和5.06m3·s-1。經(jīng)復(fù)合土工膜防滲加固修復(fù)改造后，渠道中水損量也得到明顯控制，即：干渠和支渠每公里水損失率由修復(fù)前的0.79％、1.31％有效降低到0.12％、0.16％，防滲節(jié)水修復(fù)效果非常好。另外，渠底和渠內(nèi)坡經(jīng)四層結(jié)構(gòu)加固修復(fù)后，渠系水流速明顯增加，渠道輸水挾沙能力也大大增大，泥沙淤積厚度也有修復(fù)前的0.22~0.45m有效降低到0.06~0.12m。測試數(shù)據(jù)表明，采用復(fù)合土工膜進行防滲加固修復(fù)后，渠道運行時各項技術(shù)指標均能達到原設(shè)計要求，且處于優(yōu)良運行工況，防滲效果非常好。
4 結(jié)束語
復(fù)合土工膜作為一種新型的防滲材料，在渠道等水利防滲加固修復(fù)工程中具有非常良好的應(yīng)用前景。在渠道防滲施工中，應(yīng)根據(jù)工程區(qū)巖性、水文地質(zhì)等條件，合理選用設(shè)計方案，并嚴格監(jiān)控土工膜焊接和粘接質(zhì)量，避免施工中產(chǎn)生拉損、頂破等人為破壞或施工缺陷存在，確保工程具有良好的防滲性能。渠道經(jīng)復(fù)合土工膜防滲加固修復(fù)改造后，渠道的粗糙系數(shù)、流速、流量等技術(shù)指標均得到有效改造，水損量大大降低，泥沙淤積程度也得到減輕，取得非常良好的防滲加固修復(fù)效果。
參考文獻
[1]劉思鳴.復(fù)合土工膜施工要點與質(zhì)量控制[J].內(nèi)江科技，2009，30 （10）：99-100.
[2]周.復(fù)合土工膜防滲技術(shù)在全防滲水庫中的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào)，2014（16）：32-33. 作者簡介：張宇峰（1987-），男，河北張家口人，碩士，助教，主要從事水利水電建筑工程教學(xué)工作。
