游玉飛

(華電南靖水電廠，福建 漳州 363600)

1 渠道概況

福建漳州地區(qū)水利開發(fā)早，20世紀(jì)60—80年代建設(shè)一批以渠道為主要建筑物(土料、預(yù)制混凝土板或漿砌石防滲型式為主)的水力發(fā)電及農(nóng)田灌溉項(xiàng)目，設(shè)計(jì)流量在2～30m3/s之間。經(jīng)幾十年運(yùn)行，老化滲漏問題普通存在，水量流失不僅造成水資源浪費(fèi)，更是嚴(yán)重威脅渠道安全運(yùn)行，必須采取有效除險(xiǎn)加固措施進(jìn)行控制，使險(xiǎn)情防范于未然。文章通過地質(zhì)勘察、施工調(diào)查及渠道日常滲漏檢查觀測綜合分析渠道滲漏成因，并針對性對多個(gè)渠道實(shí)施滲漏修復(fù)改造工程，取得較好效果。

2 渠道滲漏分析

渠道滲漏原因錯(cuò)綜復(fù)雜，既跟施工材料和防滲型式密切相關(guān)，也與地質(zhì)地形、施工控制不嚴(yán)、維護(hù)管理不善及生物洞穴危害等有關(guān)，需綜合分析。

2.1 地質(zhì)地形原因

大部分渠道位于河岸高邊坡，膠結(jié)不好、強(qiáng)透水破碎帶、斷裂節(jié)理密集帶或風(fēng)化嚴(yán)重巖石體等地質(zhì)不良渠段，不僅使邊坡穩(wěn)定復(fù)雜化，也容易造成渠堤滲漏。渠堤填方碎石土料混合防滲性能差，夯實(shí)難度大，早期防滲施工技術(shù)比較落后，渠堤質(zhì)量難以保證，常因沉陷變形產(chǎn)生裂縫。特別是沖溝等低洼地形引起的滲透水流的坡降超過渠堤允許坡降，滲流逐步帶走細(xì)小顆粒產(chǎn)生具有危害性的滲透變形，易造成脫坡險(xiǎn)情。

2.2 生物洞穴破壞

堤身填筑料混雜，施工時(shí)處理不徹底，植物樹木根莖腐爛后形成孔洞。其他方面如白蟻、老鼠等動(dòng)物在渠堤打洞筑巢，也是造成渠道集中滲漏的重要原因。

2.3 施工質(zhì)量或建筑材料問題

渠道施工質(zhì)量好壞，直接影響渠體填料物理力學(xué)性質(zhì)，也是渠道安全重要因素。

施工質(zhì)量問題主要有：地基清理不徹底；施工中新舊土體接觸部位處理不當(dāng)；渠堤填筑土料未按設(shè)計(jì)要求或質(zhì)量控制不嚴(yán)，隨意取土，隨意填筑，防滲效果差，易引起散浸；早期因施工條件受限填方未夯壓密實(shí)，渠體沉陷過大；局部地段渠堤風(fēng)化礫石集中，架空現(xiàn)象嚴(yán)重，形成集中滲漏；渠道砌筑時(shí)砌縫砂漿過稀，干縮后形成裂縫等。

建筑材料問題如：渠道混凝土板襯砌受當(dāng)時(shí)條件限制(部分渠道采用竹筋混凝土板)，混凝土板強(qiáng)度低、密實(shí)性和抗裂性差，又經(jīng)長期運(yùn)行產(chǎn)生沖磨、剝蝕、龜裂等缺陷，為滲流提供了入口通道。原漿砌石襯砌所用膠結(jié)材料，主要為石灰砂漿和少量水泥，強(qiáng)度低、抗?jié)B性差。

2.4 后期維護(hù)管理不善原因

渠道老化失修，檢查維護(hù)不到位，直接影響工程效益和使用壽命。如因長期疏于管理，渠堤常有大片低矮樹木未及時(shí)清理，根系直達(dá)渠堤內(nèi)部或穿透渠堤影響其滲透特性，引起混凝土面板及漿砌石防滲體錯(cuò)動(dòng)、開裂等形式破壞。日常停水檢修中勾縫脫落處理不到位，縫溝清理、勾填壓實(shí)等工序未能嚴(yán)格把關(guān)。

3 修復(fù)措施對策

對已運(yùn)行的渠道采取滲漏修復(fù)技術(shù)因土質(zhì)和防滲形式等因素不同而變化，需科學(xué)分析論證采取綜合處理措施。

3.1 日常維護(hù)修補(bǔ)

正常的維修養(yǎng)護(hù)可提高渠道建筑物耐久性，延長其使用壽命。主要通過日常巡查，定期全面檢查及不定期重點(diǎn)檢查，及時(shí)了解水工建筑狀況，如有異常險(xiǎn)情應(yīng)及時(shí)制訂防范措施。每年應(yīng)結(jié)合停水檢修做好常規(guī)缺陷處理，避免隱患擴(kuò)大。

土料防滲層出現(xiàn)裂縫、孔洞等，應(yīng)將病患部位鑿除，清理干凈，用三合土回填夯平。

混凝土板或砌石勾縫開裂、脫落，可沿縫鑿開，將縫壁、縫口沖洗干凈后用水泥砂漿填充搗實(shí)，勾縫最好壓成平縫。局部混凝土防滲板表層剝蝕、破碎、裂縫等缺陷，應(yīng)及時(shí)采用水泥砂漿表面抹平或噴漿處理，處理時(shí)表面應(yīng)清洗干凈。當(dāng)破碎面深度較大時(shí)，可在水泥砂漿中摻適量礫料，以減少砂漿干縮和增強(qiáng)砂漿強(qiáng)度。局部砌石防滲層出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)、沉陷、掉塊等，應(yīng)將病害部位拆除并沖洗干凈后選用大小適合的石料，座漿砌筑。

3.2 技術(shù)改造修復(fù)

3.2.1 灌漿防滲加固

處理方式有填充式灌漿和劈裂灌漿。填充式灌漿利用泥漿自重灌入渠堤裂縫。劈裂灌漿是漿液在較大壓力下劈開堤體，通過漿堤互壓、渠體濕陷、泥漿固結(jié)壓實(shí)等機(jī)理，擠壓密實(shí)裂縫、洞穴等病害，促進(jìn)變形穩(wěn)定，起到防滲和加固雙重作用。土堤灌漿材料采用黏土漿或水泥黏土漿，就地取材，工藝簡單、效果好。

灌漿工藝流程：①分序鉆孔。由疏到密布孔，孔序數(shù)一般為Ⅱ序，最多不宜超過Ⅲ序。②制漿。灌漿土料要求黏粒含量不能太少，漿液流動(dòng)性好且有一定的穩(wěn)定性。漿液的稠度一般為1∶1～1∶2.5(水:固體)，黏土漿密度一般為1.0～1.75g/cm3。水泥黏土漿中水泥與黏土的重量比一般為1∶1～1∶4。③灌漿。一般采用“單排布孔、分序鉆灌、稀漿開路濃漿灌注、少灌多復(fù)、全孔灌注、綜合控制”的原則，以保證質(zhì)量。在劈裂灌漿中，要控制好壓力，以防止渠堤產(chǎn)生較大變形。灌漿過程中如發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿，應(yīng)根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、濃漿、低壓、限流、間歇灌漿等方法處理。灌漿工作應(yīng)連續(xù)，若因故中斷，應(yīng)及早恢復(fù)，否則應(yīng)立即沖洗鉆孔，而后恢復(fù)灌漿。④封孔。在終灌后，將孔內(nèi)清水抽完，然后倒入泥球或稠漿，最后表面用土夯實(shí)。⑤質(zhì)量檢查以檢查孔壓水試驗(yàn)成果為主，結(jié)合漏水量測定、采樣試驗(yàn)等綜合評定。

3.2.2 預(yù)制混凝土板及砌石防滲層修復(fù)

(1)高壓噴漿修復(fù)

針對大面積預(yù)制混凝土板表面磨損較嚴(yán)重、漿砌石勾縫不好處理或原風(fēng)化嚴(yán)重巖石體作渠身等易形成滲漏通道不良情況，可將水泥、砂和水混合料高壓噴射到原防滲層表面。該方法結(jié)合枯水期低水位及渠道停水檢修時(shí)實(shí)施，速度快、質(zhì)量好、節(jié)省模板，對渠道正常運(yùn)行影響小。

(2)舊混凝土板不拆，加鋪混凝土板

主要針對舊混凝土板磨損較嚴(yán)重但整體平整，加厚后安全超高仍滿足要求情況。主要施工步驟：對舊混凝土板局部隆起部分壓平；立模鋪筋并沖洗干凈；混凝土入倉振搗；收面；拆模；養(yǎng)護(hù)?，F(xiàn)澆混凝土應(yīng)按設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行配料。澆筑前，應(yīng)對底面灑濕潤。施工順序：先澆渠底，后澆渠坡，多按伸縮縫分塊澆筑。施工以機(jī)械為主，備料及投勞集中。該方法優(yōu)點(diǎn)是比較適合渠道現(xiàn)狀，使用年限長，缺點(diǎn)是工期長。

(3)舊混凝土板拆除，鋪設(shè)花崗石板

創(chuàng)造性實(shí)施花崗石板防滲修復(fù)基于以下原因：福建地區(qū)花崗石材分布廣泛、取材方便，開荒率高；硬度大(摩氏硬度達(dá)6左右)、強(qiáng)度高、吸水性低；耐腐蝕、耐磨損、化學(xué)穩(wěn)定性好。根據(jù)花崗石耐火性差可加工成火燒面增加摩擦系數(shù)，以起防沖抗滑作用。

施工工藝流程：①天然花崗石材按設(shè)計(jì)尺寸在工廠切割成半成品，一面用燒毛機(jī)噴燒成粗面后運(yùn)至施工現(xiàn)場。②拆除原混凝土預(yù)制板后清理雜物，渠面修理平整。③漿砌石板采用鋪漿法砌筑。砌面先均勻攤鋪M10水泥砂漿后鋪襯保持濕潤花崗石板。砂漿應(yīng)保證飽滿，石板應(yīng)在水泥砂漿初凝前鋪設(shè)完畢。砌筑順序應(yīng)先渠底后渠坡，渠坡應(yīng)自下而上鋪設(shè)。砌筑預(yù)制石板應(yīng)上下錯(cuò)縫，勾縫應(yīng)反復(fù)抹壓保證密實(shí)平整且無裂紋。

花崗石材加工容易，鋪設(shè)簡單，工期短。石板迎水面光滑糙率小、流速加大、不易滋生雜草，效果極佳。

3.2.3 土工膜材料防滲

適用于防滲要求高，邊坡較緩?fù)燎Ｄち戏罎B有全鋪、半鋪和底鋪式，半鋪式和底鋪式可用于寬淺渠道。全鋪式中當(dāng)渠堤內(nèi)地下水位高且有內(nèi)水壓力時(shí)，在膜下設(shè)置排水設(shè)施，以防水壓頂托膜料。為防止土工膜被硬物刺破及提高與土體接觸面的摩擦系數(shù)，一般需用重量大于200g/m2的土工布作保護(hù)。

施工方法：先將原混凝土面板拆除，清理碎石、混凝土塊、樹枝等雜物和淤積物，渠面整平順直，檢查驗(yàn)基后鋪襯土工膜，然后過渡25mm的M10水泥砂漿，最后砌筑剛性混凝土預(yù)制板作膜料防滲保護(hù)層。渠道土工膜層頂應(yīng)滿足設(shè)計(jì)超高要求并澆筑C20混凝土埋固。伸縮縫底部為焦油塑料膠泥充填，用棒子攪動(dòng)抹壓使膠泥與縫壁充分粘結(jié)，后用瀝青砂漿勾縫壓平。

土工膜防滲性能好，質(zhì)量輕，運(yùn)輸量小，施工速度快，投資省。

3.2.4 混凝土U型渠應(yīng)用

隨著工廠機(jī)械化預(yù)制質(zhì)量水平提高及工業(yè)廢渣利用成本降低，U型渠在本地區(qū)農(nóng)田修復(fù)土渠上得到大力推廣應(yīng)用?；炷罸型防滲渠道具有防滲效果好，比梯形、矩形渠道具有濕周短，流速快，裂縫小，整體性好，施工速度快，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。

4 結(jié)語

防滲質(zhì)量好壞直接關(guān)系到渠道工程發(fā)電灌溉效益。保證渠道防滲質(zhì)量就是在保證水資源合理利用率。如何通過老化滲漏渠道修復(fù)改造，恢復(fù)和提高渠道工程綜合效能，對管理者來說任重而道遠(yuǎn)。通過多個(gè)渠道除險(xiǎn)加固工程取得較好成效和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，修復(fù)改造工程應(yīng)在充分調(diào)查分析滲漏成因基礎(chǔ)上，通過科學(xué)論證，多種技術(shù)綜合處理渠道滲漏問題。特別是要因地制宜、積極探索和大力推廣應(yīng)用防滲新技術(shù)、新材料、新工藝，力求技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)用安全，有效降低施工成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，減少日后管理維護(hù)費(fèi)用，提高水的利用率，充分發(fā)揮工程效益。