渠道防渗工程技术的发展趋势

1.以提高渠道防渗抗冻胀性能为研究重点，积极开展渠道防渗材料改性、新材料研制和应用技术开发。

(1)改性混凝土防渗材料性能的研究。混凝土防渗是目前广泛采用的—种渠道防渗工程技术措施，具有防渗效果好、抗冲刷能力强等优点，但其抗冻性能不甚理想。国内外建筑业已开始利用纳米技术改进混凝土的性能研究，并应用于高速公路路面及路缘石施工中，结果表明可显著提高混凝土的耐久性，抗冻性能提高20倍。应积极开展利用纳米技术改进混凝土的防渗抗冻和耐久性的研究。

(2)新型固化土材料的研究。土壤固化剂是一种新型固化土防渗材料，具有其他传统防渗材料所不具备的一些特点，其作用对象是各类土壤，材料来源丰富，应用范围广，并且有很好的防渗效果，渗透系数一般为l×10－6～1×10－8 cm/s，国外目前已广泛应用到各类工程中，如瑞典和苏联等国家曾利用含重铬酸钠的木硫酸盐或乙基硅酸钠铀、甲基硅酸钠溶液等合成物，作为土壤固化剂处理地基土体后，透水性很弱，有较好的防渗、防冻效果。我国从20世纪80年代开始引进这项技术，20世纪90年代初应用渠道防渗工程中，取得了较好的防渗效果。在渠道防渗方面，研究高性能、低成本新型土壤固化剂和固化土复合材料，改善其耐久性，探求防渗、抗冻胀性能高的复合衬砌结构形式是今后的发展方向。

(3)新型复合土工膜的研究。我国从20世纪60年代以来开始采用塑膜做防渗材料，取得了较为理想的防渗效果，一般可减少渗漏量的90%以上，风塑膜埋入地下避免了紫外线照射和光的照射，延长了使用寿命，一般使用年限可达20～30年。近年来又研制出复合防渗膜料，但价格较高，渠道防渗应用较少，美国、德国已开始研究应用一种新型复合土工合成防渗材料GCL(geosynthetic clay liners)，它是一种利用膨润土的遇水膨胀性防渗、利用土工织物来承载和护面的结构，防渗性能强，抗刺穿。研究具有GCL性能的低成本新型复合土工膜是今后研究的方向。

(4)渠道防渗伸缩缝止水材料的研究。目前，美国填缝材料多用弹性人造橡胶、聚氯乙烯止水带;日本多采用止水板(橡胶止水带)、密封胶等。我国以往在止水材料方面投资较少，过去多采用沥青砂浆、油毡、聚氯乙烯油膏等，但其性能较差、施工技术复杂。近年来，研究出了可冷施工的通水膨胀橡胶止水条、聚硫密封胶和聚氨酯密封膏等弹性填缝材料，但其价格高，且性能仍需要进一步改进。

2.以防治冻害为中心，开展渠道新型防冻胀结构形式与新材料的研究

(1)建立渠道冻胀指标及分区信息系统。关于土壤的冻胀性分类问题，美国、苏联和我国等，在20世纪七八十年代均已提出了分类等级，并各有衡量标准，我国在90年代初编制的《渠道防渗工程抗冻胀设计规范》中，也规定了地基土的冻胀性工程分类标准。但就不同地区从冻胀特征指标进行分区并建立相应的信息系统，尚未见到有关正式成果。同时，由于冻土是个复杂介质，其分类标准划分内容仍需进一步研究。

(2)防冻胀最佳结构形式研究。渠道防冻胀的结构形式问题，我国从20世纪60年代至今进行了大量的研究，先后提出了肋梁板、楔形板、中部加厚板、空心板，以及板与膜料、保温材料、换填材料复合等多种形式，在防治冻害方向取得了许多成果和经验。发达国家如日本现在多采用钢筋混凝土矩形渠槽加换填材料复合形式，美国、苏联则多采用混凝土或钢筋混凝土大型平板形式，防冻胀效果好，但投资过大，不适于我国当前的经济条件，研究适合我国国情、经济实用的防陈胀最佳结构形式是今后的发展力向。

(3)新型保温复合材料及应用技术研究。在渠道保温材料方向，我国以往采用珍珠岩、膨胀蛭石、岩棉等，加入水泥、石膏等胶结材料制成各种形式的保温制品，近年来国内外应用高分子聚合物来制造保温材料，如聚苯乙烯泡沫塑料板等，取得了较好的效果，但造价较高。今后应通过改善聚苯板成分、结构和工艺，研制渠道防冻胀专用和经济实用的新型复合聚苯板。

3.以提高渠道防渗工程质量和施工速度为目的，加大渠道防渗工程施工机械的研究

渠道防渗抗冻新材料与新技术的推广应用是与施工技术和施工机械的研制及应用分不开的。国外发达国家都非常重视研究开发机械化、自动化程度高的渠道衬砌机械。如美国的混凝土现浇施工机械、碾压机、铺膜机等，日本的L形混凝土构件预制机械。我国小型U形混凝土衬砌机械化程度较高，大、中型渠道目前仍以人工施工为主，施工速度慢，工程质量难以保证，还未完全实现机械化和产业化，与发达国家相比差距较大，应加大研究力度，特别是大、中型渠道施工机械的研究。