渠道防渗技术发展现状

(一)国外渠道防渗技术发展概况

世界各国，如美国、日本、印度、苏联、巴基斯坦、伊朗、加拿大等，由于渠道渗漏损失的水量很大，均非常重视并积极研究推广渠道防渗工程技术。

在渠道防渗材料方面，发达国家多采用砌石、混凝土、塑膜等。美国认为混凝土防渗具有防渗性能好、能适应高流速、占地少、清淤及管理费用低和寿命长等优点，故目前多采用此种材料，塑膜等新型材料目前正在研究推广中，膜料防渗多采用砂砾料作为保护层，或下层为土料，表面为砂砾料，在无砂砾料地区，亦有采用现浇或喷射混凝土作为保护层的。日本渠道防渗采用的材料有硬质类(包括混凝土、钢筋混凝土、钢丝网喷射混凝土、沥青混凝土砂浆、砂浆、水泥加固土、砌石等)、薄膜类(包括塑料薄膜、沥青膜、合成橡胶膜、膨润土膜)和土料类等。为了提高软弱基础渠道的承载力，多采用钢板桩、混凝土桩或木桩加固。近年来，随着日本经济的高度发展，在改造旧渠道或新建渠道中多采用钢筋混凝土材料，从而提高了衬砌渠道的坚固耐久性，减少了维修费用，保证了行水安全。

在渠道防渗的断面结构形式方面，混凝土防渗多采用梯形、矩形、U形或弧形坡脚梯形断面等。美国混凝土防渗多采用梯形或弧形坡脚梯形断面，压实土及膜料防渗多采用梯形断面，膜料防渗层的结构为复合形式，即膜料上有不同材料(多为砂砾石)的保护层、当采用混凝土作保护层时，膜料与混凝土的层间一般夹一层土工织物;日本目前防渗渠道的断面结构形式有明渠及暗管两大类，不同材料明渠防渗的断面结构形式有梯形、矩形和U形三种;暗渠、暗管的断面结构形式有圆形、方形和马蹄形三种。

在渠道防渗工程的冻害防治方面，美国采用的防冻措施是在有冻害地区采用压实土防渗，不采用冻胀敏感的混凝土材料;渠基设排水设施;无冬灌习惯。且在冻结前一个月渠道停止输水。日本北部有严重的冻害问题，对渠道冻害机理和防治措施的研究较多，采用防冻胀方法有回避法(埋设法、置槽法、梯形法)、置换法(一般置换法、特殊置换法)和隔热法(一般隔热法、特殊隔热法、完全隔热法)三类。发达国家近年来采用“抵抗”冻胀的新技术措施，将混凝土改为钢筋混凝土，同时将防渗层下的土层用砂砾料换填，在砂砾料和混凝土防渗层之间铺一层塑膜，防止混凝土向底层基土中渗浆。采用这种防冻害措施，效果好，仅投资过大。

在渠道防渗工程施工技术方面，机械化程度较高，施工质量好，进度快。美国混凝土现浇法施工，多采用全断面(小型渠道)或半断面(大型渠道)系列机械—次浇筑成渠，压实土防渗采用碾压机，塑膜防渗采用铺膜机等;日本目前普遍采用的是L形预制混凝土矩形防渗渠道，边坡预制件在工厂机械化生产，底部为现浇混凝土，施工速度快，质量高。

(二)国内渠道防渗技术发展概况

我国很早就采用黏土、灰土、三合土夯实，黏土锤打，砌砖，砌石等进行渠道防渗的记载，20世纪50年代甘肃及新疆就开始因地制宜地采用卵石防渗渠道，并试验采用沥青混凝土作防渗渠道，60年代陕西、山西、河北、河南等省开展了混凝土防渗的试验研究和推广工作，1976年在水利部的组织和领导下，全国26个省(市、区)科技情报网，有组织地进行了大量的试验研究工作，有力地促进了渠道防渗技术的发展，大大推动了防渗工程建设。

在渠道防渗材料方面，研究证明灰土除有气硬性外，还有一定的水硬性，为了提高水泥早期强度及减少缩裂缝，应在灰土中分别掺入砂、砾石、炭渣等。为了提高水泥土的抗冻及抗裂性，应选用砂粒含量为70%、黏粒含量为3%～10%的土料，密度应在1.8 g/cm3以上，适当提高水泥的渗量，施工中应严格控制含水量，加强早期养护。为了提高砌石防渗的效果，除保证施工质量外，应在砌体下设不同材料的防渗层，或采用灌浆及表面作防渗处理等方法。对于混凝土防渗，在性能满足工程要求的前提下，成功地采用细砂、页岩及泥岩拌制混凝土，并利用外加剂改善混凝土性能，减少水泥用量，降低工程造价。20世纪80年代以来，经过室内外试验，成功地采用和推广了薄膜等新型防渗材料和新型复合材料防渗结构形式，取得在渠道防渗断面形式方面，70年代中期以来，研究并推广了小型U形断面刚性材料防渗渠道，对大中型渠道，也研究提出了弧形坡脚梯形断面和弧形底梯形断面渠道。这种渠道将逐渐代替我国沿用已久的梯形断面渠道，具有重要的意义。

在渠道防冻胀技术措施方面，我国经过多年的研究实践，提出了“允许一定冻胀位移量”的设计标准，采用“适应削减冻胀”的防冻害原则和技术措施，大大降低了工程造价。目前对影响冻害的因素，例如，土质、水分气温、渠道走向、断面形状、地下水位等，已研究和掌握了它们影响冻害的规律，并从定性的认识发展到定量的研究成果。

在施工技术方面，小型U形衬砌渠道，我国研制了系列的渠道基槽开挖机、混凝土现浇衬砌机和混凝土构件成型机等施工机械，施工速度快，施工质量高，并已得到大面积推广应用。大、小型渠道衬砌，研究开发了混凝土滑模施工技术和喷射混凝土防渗技术，但缺乏机械化和自动化程度高的衬砌机械，施工技术也亟待提高。