摘要：在灌区续建配套与节水改造实施过程中，渠道防渗衬砌形式直接影响工程的寿命、防渗效果和投资。四川省都江堰龙泉山灌区在近10年的续建配套与节水改造实施过程中，已实施了83.2Km长的干渠、分干渠及支渠节水改造。逐步摸索出一套施工简便、节约投资、效果显著的渠道节水改造防渗措施。其中，在原已衬护条石护坡渠道上采用细石砼贴面衬砌防渗形式成效尤为突出。
关键词：细石砼；节水改造；应用
前言
四川省都江堰东风渠六期工程（龙泉山灌区），位于龙泉山脉以东，沱江以西，是以农田灌溉为主，兼有防洪、发电、旅游、水产、林果、城乡供水等多功能的大型水利工程。灌区设计灌面120.25万亩，其中干渠9条，长133.3km；分干渠及支渠28条，长313.86km。灌区建成之初渠系工程70%为未衬砌土渠，10%为岩石渠道，20%为条石衬护渠道。
运行三十多年来，灌区渠系工程老化、损毁、渗漏严重。由于地处丘陵山区，区内水土流失大，山体垮塌、滑移较为严重，渠道防渗衬砌结构的地质破坏是一个较突出的问题。从运行情况分析，浆砌石渠道抗冲刷和土质边坡垮塌效果明显，但是对面层石料的选料要求较高，石料的利用率不高；浆砌板石渠道抗滑能力差，板间缝受冲刷、基础变形及温度应力易开裂，渠道耐久性差。针对上述问题，在灌区续建配套与节水改造渠道防渗结构设计上，我们对已建浆砌条石或浆砌板石渠道进行了利用改造，利用原浆砌石打底，再以细石砼贴面防渗减糙；渠道的耐久性、抗滑、抗渗、水力学条件得到了明显提高。
1 细石砼贴面浆砌石防渗结构
1.1 防渗结构厚度
防渗结构厚度的确定须同时满足抗滑、抗渗及过流量要求。已成渠道基本上为梯形断面，边坡系数根据地质情况一般为m=0.3～1不等，在改造设计中，利用原有稳定坡比边坡，对流量调整不大的渠段尽量采用渠道比降调整。面层砼厚度根据灌区节水改造工程实践，取值一般在3-5cm，确定厚度的具体标准为根据原砌石表面平整度，厚度过大，一是不经济，二是减少过水断面面积，三是浆砌石和砼的线胀系数不一致，会因温度不均造成温度应力叠加致使面层砼开裂。
在侧向排水条件好的土基、透水性强的沙土类及砂砾石基础上，砌石加细石砼的总厚度以满足现行规范要求为宜。
在设计中要充分考虑对原砌石衬砌渠底、坡面局部变形、垮塌部位进行砌石复原，做到坡面大面平整。
1.2 砌筑材料
砌筑材料中粘接材料采用细粒砼或M7.5水泥砂浆，砼骨料最大粒径15㎜，强度等级C15，贴面砼要求与浆砌石砌筑材料相一致，强度等级C15，对于有推移质泥沙的渠道，为提高渠道的抗冲、抗磨性能，护面砼强度等级可提高一级采用C20，灌区长期应用采用的是C15，经多年运行检验能满足耐久性要求。
2 主要施工工艺
与常规渠道施工工序一样，对已成砌石渠道施工，首先进行原砌石面修整。一是对局部破损、沉陷、变形、垮塌部位进行砌石复原。二是对砌石表面进行清理，达到砌石表面无青苔、杂物、泥灰附着，即砼浇筑基础清理要求。主要工艺如下：
首先安置梯形渠道砼浇筑模板，结构尺寸根据设计衬砌尺寸确定，再将清理好的砌石表面用清水湿润然后刷素水泥浆一道，将拌和好的面层细石砼按先渠底后渠坡的施工顺序一次浇筑成型，然后在样模上挂线手工修坡修平，做到原浆收面，面层细石砼拌和要严格控制水灰比，流动性不可过大。
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3 应用条件与技术方法
3.1 干渠细石砼贴面浆砌石防渗护面
龙泉山灌区干渠流量在4.5～30m3/s之间，在水力学计算满足《渠道防渗工程技术规范》SL18-2004规定的不冲流速的条件下，节水改造设计中均尽量利用原有稳定梯形断面及坡比；对复核过流量不达标的渠段首选渠道比降调整即对渠底高程进行调整，还是达不到流量要求的才选用边坡进行修正以满足过流量要求。
3.2 分干、支渠细石砼贴面浆砌石防渗护面
龙泉山灌区分干、支渠流量在0.8～3.1m3/s之间，对不满足复核过流量的渠段进行修整至设计。在侧向排水条件好、透水性强、边坡基础稳定的沙土类及砂砾石基础上，建议使用“U”形或砼预制块等其他形式的防渗护面。
4 应用情况
龙泉山灌区在灌区节水改造实施过程中，于1998年首先应用细石砼贴面浆砌石防渗护面技术，改造灌区骨干干渠充水南干渠经13个年度的灌溉输水后全渠检查，护面结构完好，贴面砼无裂纹、起鼓现象，而且外观精美，被上级业务部门誉为“精品工程”。自1998年～2009年，灌区陆续改建了5条干渠62.28km，分干渠、支渠3条20.92km，运行至今，细石砼贴面浆砌石防渗护面无维修。
根据灌区工程资料统计，在灌区已完成的续建配套与节水改造渠系中，有16.8Km（占改造渠道的20%）渠系为7、80年代衬砌的条石渠道或板石渠道。经过过流量复核这部分石衬砌渠道中有10.5Km（占砌石渠道63%）过流断面能满足设计流量要求。对这部分渠段均采用对原衬砌石表面进行修补清理后全部采用了C15细石砼贴面防渗处理，与拆除原砌体后采用砼衬护防渗的常规改造方案比较，价格优势非常突出。
采用细石砼贴面节水改造比常规拆除砌石后采用砼衬护方案每平方米要节约直接工程费21.78元。保守估算，按灌区现有已改造的8条干、分干及支渠平均断面5米总长10.5Km计算，通过这项技术方案目前灌区已节约资金114.3万元；灌区余下需节水改造的27条327.26Km长干、分干及支渠按此计算将要节约改造资金450万元以上。
通过已建工程运行情况看，细石砼贴面浆砌石防渗护面具有如下特点：
（1）施工简单，材料利用率高，相对于普通砼衬护造价低。
（2）抗渗效果优于普通浆砌石。每公里渗漏损失流量小50%。
（3）外观上石面不外露，适宜于成型各种流线型造型，水力学条件优越。
（4）较普通浆砌石渠道而言，输水时间短，灌水轮期平均缩短1.5d（据龙泉山灌区管理处灌溉科调查数据）。
（5）方便施工、节约工期、经济合理，在已成条石衬砌渠道节水改造中优势明显。
由此可见，贴面式浆砌石护面技术具有明显的技术经济优势，在灌区节水改造中具有一定的应用前景和推广价值。
参考文献：
[1] 孟丽萍.浆砌石土工膜防渗技术在渠道防渗中的应用[J].节水灌溉，2006.
[2] 王立洪.新疆水工建筑物损坏原因及防止措施研究[J].中国农村水利水电，2002.
[3] 冯广志，周福国，季仁保.渠道防渗衬砌技术发展中的若干问题与建议.中国农村水利水电，2004.
[4] 渠道防渗工程技术规范 SL18-2004
[5] GB50288-99，灌溉与排水工程设计规范.
[6] 四川省渠道工程施工质量评定标准.
论文作者:邓波
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/16
标签：灌区论文; 渠道论文; 防渗论文; 贴面论文; 干渠论文; 龙泉论文; 支渠论文; 《基层建设》2016年30期论文;