灌溉渠道土工膜防渗设计与施工

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 灌溉渠道土工膜防渗设计与施工

1　渠道输水基本情况　　 几千年来,我国都是用土渠将灌溉水从水源输送到田间。这样有大量的水在还没送到田间就已浪费掉了。我国现有灌溉渠道水利用系数很低，一般为0.30～0.50。因此在输水过程中节约水的潜力很大。常用的方法有渠道防渗和管道输水两种。　　 渠道防渗所采用的材料有很多种类，常用土料、水泥土、石料、膜料、混凝土和沥青混凝土等材料建立渠道防渗层，以达到防渗目的。防渗渠道的断面形式有U形、弧形渠底梯形、弧形坡脚梯形等几种型式。采用混凝土护面时，如渠道不大还可以用U形混凝土渠，这样还可以提高输水流量，减小过水断面。　　 渠道输水除了渠床渗漏之外，还有水面蒸发与渠床上杂草的蒸腾。而用管道输水则可基本避免这些输水损失。对于喷灌、滴灌和微灌要求高压输水(300～1 200kPa)，而对于地面灌溉可用低压输水管(小于200kPa)。 高压输水管道要求管道能承受较高的压力，这样对管材强度的要求较高，常用的有钢管、铸铁管、铝管、塑料管、预应力钢筋混凝土管和石棉水泥管等。高压输水管由于对承压要求高，造价就必然要高一些，如用于低压输水是不经济的。因此,没有明确要在短期内改建为喷微灌的低压管道输水系统中不要选用可以承受高压的管道，以免积压资金。低压输水管道由于承压要求低，就可采用专门的低压管，单位造价即可大大降低。据统计，采用低压管道输水灌溉，比土渠省水40%，少占地1.50%～3.50%，而且亩投资较低，因此在无力发展喷灌和微灌的地方，采用管灌是一个方向，在井灌区，应逐步用低压管来代替所有的中小型渠道。也可以取得很显著的节水效果。在渠灌区，如果渠系配套完整仍以采用防渗措施节水为宜，如果地形有一定坡度，且渠系配套不完整，则应考虑直接采用输水管道进行配套。但是在非常平坦的自流灌区要采用管道输水则应慎重斟酌。目前有些地方，管灌只用管道将水送至地头没有直接送入灌水沟，田间还得布置输水沟，为了进一步节水，就应当安装闸门或孔管，使得从水源直到进入灌溉沟(畦)，水都在管内流动。 2　灌溉渠道土工膜防渗设计与施工 2.1　设计与选线　① 渠道防渗工程设计，应掌握渠道的基本情况、收集有关文件资料，通过技术+经济论证，力求技术先进、经济合理、经久耐用、运用安全、管理方便；② 渠道防渗工程必须保证施工质量，满足防渗设计要求；③ 渠道防渗工程应加强管理，保证设计使用年限，提高效益。2.2　渠道选线的原则　① 尽量避开挖方或填方过的地段，最好能做到挖方和填方基本平衡；② 尽量避开冻胀性、湿陷性、膨胀性地基，以及有可常溶性盐类、裂隙、溶洞、滑坡体和地下水位高的不良地段；③ 在平坦地段，线路应力求短直，受地形条件限制，必须转弯时，其转弯半径不宜小于渠道正常水面宽的5倍；④ 尽量减少交叉建筑物。 2.3　清基及基础处理　　 根据设计文件中技术要求测量放线，进行渠道范围内的清基及基础处理工作，应做到：①定出清基边线，做出明显标识；②清除开挖断面和渠堤填筑范围内树根、盐碱土、淤积腐殖土、污物及其它杂物；③清基面必须平整；④清基工作完成后，应对渠堤填筑范围基础进行检查。 2.4　土方开挖和回填　　 清基及基础处理满足要求后，进行施工放样，详细准确地放出渠道的开口轮廓和开挖断面。在开挖过程中应严格控制开挖线的精度，将渠道的底宽和上口宽边线放出，根据挖方余土断面和渠堤填方缺土断面，合理调配土方，严禁超挖和补坡，并预留30cm左右的保护层采用人工开挖，避免机械开挖扰动渠基原状土。回填时严格控制土料和铺料厚度，应满足设计各项指标。　　 渠道地基出现以下情况时，应按下列方法处理：① 弱湿陷性地基和新建过沟填方渠道，可采用浸水预沉法处理。沉陷稳定的标准为连续5日内的日平均下沉量小于1～2mm；② 强湿陷性地基，可采用深翻回填渠基、设置灰土夯实层、打孔浸水重锤夯压或强力夯实等方法处理；③ 对软弱土、膨胀土和冻胀量大的地基，可采用换填法处理。换填土料或砂砾石时，压实系数均不应小于0.93；④ 铺膜防渗渠道，必要时应在渠基土中加入灭草剂进行灭草处理，并回填、夯实、修整成型后，方可铺设；⑤ 改建防渗渠道的地基，应特别注意渠坡新、老土的结合，填筑时应将老渠坡挖成台阶状，再在上面夯填新土，整修成设计要求的渠道断面。 2.5　土工膜防渗施工　　 ① 土工膜防渗工程施工前应做好以下准备工作： 按设计要求选购土工膜材料；清除场内有碍土工膜安全的各种杂物；② 施工前应对土工膜进行检查验收，是否具有材料出厂合格证、生产许可证和生产厂家的试验报告单。经检查无相关证件、或检验质量不合格、或不符合设计要求的，均不得投入使用；③ 施工前应对土工膜防渗工程基础(支持层)根据设计要求进行下列检查：支持层表面应平整光滑；基底应密实均匀，土质基底的干密度不得小于1.40t/m3，均匀误差不可超过10%；基底阴、阳角修圆半径不小于50cm；④ 施工工序安排应符合以下规定：铺膜前渠床要洒水润湿，土工膜的施工应在地基及基底支持层工程由技术人员现场验收后进行；施工中的各道工序，应严格检查验收；铺膜时不宜拉得太紧，要留有小折皱，并排出膜下的空气，边铺膜边回填；进行下道工序或相邻工程施工时，应对已完成工序的土工膜妥善保护，不得有任何人为损坏；在铺设开始后，严禁在可能危害土工膜安全的范围内进行开挖、凿洞、电焊、燃烧、排水等交叉作业；⑤ 土工膜施工工艺应按以下顺序进行：铺设、剪裁；对正、搭齐；压膜定型；擦拭尘土；焊接；修补；做好记录；验收；⑥ 土工膜室外施工宜在气温5 ℃以上、风力4级以下并无雨、无雪天气进行；⑦土工膜施工应注意以下事项：焊接时基底表面应干燥，含水率宜在15 ℃以下，膜面应用干纱布擦干擦净；不得将火种带入施工现场；不得穿钉鞋、高跟鞋及硬底鞋在土工膜上踩踏；腐殖土、细砂土、盐碱土等遇水后易产生液化土壤，均不能做为回填保护层，保护层要分层夯实，边坡回填时要多出10cm，以便挂线修坡；车辆等不得碾压土工膜面及其保护层。 3　效益分析　　 土工膜防渗技术适用于有防渗需求的灌溉渠系。渠道防渗工程技术，以较低的投入，将引水量尽可能多地、安全、快速输送到田间，能够达到低投入、高效益的目的。采用土工膜防渗，主要优点是防渗效果好，可以削减或消除冻胀，延长工程寿命，且造价低；近年来开发出多种新型防渗土工膜、粘合剂和焊接工艺，为土工膜防渗开创了广阔的前景，无疑将带来十分可观的经济效益和社会效益。