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渠道防渗技术的发展情况与趋势

添加时间:2015-07-01 10:23
渠道防渗

渠道防渗
 

  1 新疆某渠道运行现状

  新疆某渠道全长65. 45 km,位于准葛尔盆地与天山麓接壤的位置。该渠道南部为高山丘陵区,北部为倾斜平原区。引水渠线至西向东穿过黄土台地、黄土梁、冲洪积倾斜平原和天山北麓山前冲洪积扇,这些通过地区均分布有第三系孔潜水。引水渠道沿线地层岩性主要有第三系全新统冲洪积低液限黏土、低液限粉质黏土、低液限粉土以及第三系更新统风积黄土,具有多元结构。该渠道于 1973 年竣工距现在已有 40 余年,该渠道建设时间较长加上运行时维护不当,导致该水利很多建筑物以及设施出现老化、损坏和运行不良情况,水资源得不到高效的利用。经过多年运行,芦苇对塑模防渗渠道的破坏程度相当严重,灌浆渠道的砌石中浆多数脱落,已不能完成对全灌区进行农业灌溉工作。加上修建时间久远,冲刷和冻胀对渠道产生了不容忽视的严重影响,渠道坍塌淤积情况突出,输水能力不足,因渗漏产生的经济、财产损失逐年递增。

  2 渠道防渗技术的发展现状

  渠道防渗工程需因地制宜,结合对材料、施工要求、造价、流量以及流速等影响因素的综合考虑,选择最佳防渗技术。经过多年研究,新疆的渠道防渗技术较之以往有一定程度调高,无论结构型式、防渗材料还是施工措施都有很多新的发展。我国渠道防渗技术中所需的防渗材料分为土料、水泥土、砌石、混凝土、沥青混凝土、膜料以及新型固化土。这几种防渗材料的优缺点以及实际运用情况详见表 1.

  3 渠道防渗技术的发展

  3. 1 新型防渗结构

  对于以往常见的单一刚性材料防渗结构,存在的问题是很难达到工程预期效果以及使用年限。随着我国对防渗膜料的不断研究,出现了复合式防渗机构这样一种新型防渗结构,一般由柔性材料防渗层、柔性材料过渡层以及混凝土刚性保护层共同组成。

  这几种材料在一起能扬长避短,彰显了技术经济的无限可能性,现目前是许多企业、施工单位谋求发展的主要力量,它的优点在于混凝土与防渗膜料的双层防渗使防渗效果显着提高。对于明铺式膜料防渗存在的最大问题在于老化速度很快导致材料寿命短,但若铺在下层就会增加材料至少30 a寿命。

  复合式材料的造价只有砌石防渗施工的 20% ~25% .其次在采用复合式手法进行施工的时候需减少混凝土的膜料厚度,可减少一部分的混凝土材料费用支出。利用复合式防渗结构还能有效减轻冻伤灾害,减少维修费用。

  3. 2 防冻胀技术

  在多数发达国家,近年来都采用一种新的“抵抗”冻胀的施工技术。这项技术的核心在于用钢筋混凝土代替原用素凝土,其次就采用莎莉料加固或改变填层[1].虽然这一新型技术取得的成效有目共睹,但是需要的投资较大造价十分高昂。对此,我国在经过30 多年研究之后提出了一项重要的防冻害原则: “适应、削弱、消除冻胀”,参照“一定位移冻胀位移量”中规定的设计标准,得到的效果十分良好。较之国外的工程,也大幅度降低了施工成本。目前我国在土质、水分、气温、渠道走向及断面形式等对冻害影响严重的因素研究中发现并掌握了其影响冻害的规律,在实际运用中取得了许多显着的研究成果。

  部分渠道的防冻胀措施大致可从渠道地基处理和防渗衬砌结构形式选择两方面进行分析。多数研究都用高分子聚合物制造出聚苯泡沫板、植物布膜等不同的防冻胀材料。在我国南水北调输水工程、黑河流域渠道工程等防渗工程中,在衬砌体下方铺设聚苯泡沫塑料板进行渠道防冻胀工程的方法取得了成功。

  3. 3 新型复合土工模

  我国从 20 世纪 60 年代以来,为取得理想防渗效果开始采用塑模苏构成的新型防渗材料。这种方法可有效减少渗漏量至少 90% 以上,其次由于塑模采用埋在地下的方式避免了紫外线和光的照射,大大延长了使用寿命,大约可增至 20 ~ 30 a.美国等已经研制出一种新型的复合土工合成防渗材料 GCl,利用的是膨润土遇水即膨胀的特殊性质进行防渗,材料全名为 Geosynthetic Clay Liner.对于现目前我国防渗工程主要的工作就是对具有 GCL 性能、成本低廉的新型复合土工模进行研究。

  3. 4 施工向机械化方向发展

  美国和日本,在保障施工质量,加快进度方面早以做了大量的工程研究,提前进入了机械化施工的工程建设领域。在最近30 a来,我国也不甘落后研制出一批高效的机械施工设备,加快渠道防渗施工向机械化方向发展步伐。在社会与科技进步如此显着的时期,渠道防渗技术也取得了日新月异的变化。

  因此增加对新技术、新材料的研究方法,加大研究力度成为我国提高渠道防渗技术的有效途径,促进我国渠道防渗技术的发展进程,为我国渠道建设做出应有贡献。

  4 结 论

  理论上渠道防渗技术并不复杂,但在实际情况中无法避免的会遇到很多复杂的问题。因此必须加强对渠道防渗技术的研究,不断探索与专研提高渠道防渗的工作质量。在本次文章所提及的新疆某渠道建设工程中,要想改变现状就必须对上述防渗技术与材料充分了解,把握好工程发展走向。

  随着我国新疆地区渠道防渗改造工作的日益增加,在渠道防渗工程施工过程中,对其进行适当、合理且科学的规划以及设计的同时选择适合的防渗措施以及防渗技术是达到预期施工效果的关键。更快更好开展新疆地区的渠道防渗工程,才能提高当地水资源的有效利用率,节约当地水资源。

  参考文献:
  [1]萨尔娜。 渠道防渗技术的发展现状及发展趋势[J]. 科学时代,2012(16) : 39 -41.