陕西省关中平原位于陕西中部，其东西长约393km，南北长约200km，区内包含陕西十大灌区中的九大灌区。随着工程建设发展的不断进行，关中地区灌区已具有相当大的规模，灌溉效益也相当可观，对区域经济发展和农民增收起到非常重要的作用。灌区修建过程中，由于受当时建设技术水平、建设标准、综合资金等因素的影响，一些渠段存在质量问题，经多年运行，加上日常检修维护措施不到位，虽经多次改、扩建，一些渠道由于缺乏防渗结构或防渗材料老化、冻胀破坏等，存在渠系水渗漏量大、渗漏点面多、渗漏滑坡安全隐患等问题。一些渠段采用混凝土衬砌后，其在使用之初具有较好的防渗效果，但随着运行过程中出现的冻融、鼓胀、整体上抬等问题的出现，混凝土老化、开裂，造成大量水资源浪费和增加渠道养护费用。复合土工膜作为水利工程中一种新防渗材料，从工程实践应用中表明其具有防渗效果好、施工便捷、保温抗冻胀、延展性好、造价低等优点，能够满足渠道整体和局部的防渗节水加固需求，工程实践应用能取得较好的防渗加固修复经济效益和社会效果[1]。文章将以某灌区防渗加固修复工程为实例，详细分析复合土工膜在渠道防渗工程中的应用效果。
1 渠道工程现存主要问题
关中地区某灌区是一个集引水、农业灌溉、发电、人畜饮水、城市供水等功能为一体的大型灌溉工程，其斗渠以上长度约160 公里，灌区设施面积达到51.78km2，有效面积达到36.42km2，为当地国民经济和各行业可持续稳定发展提供了重要的水资源保障。渠道经过近50年的运行，虽经多次改建和扩建，但由于工程整体建设质量水平偏低、渠系沿线综合地质条件复杂、维修养护资金落实不到位等因素的影响，渗漏问题严重制约灌区经济的稳定发展。加上冻胀、坍塌、滑坡等，严重影响渠道灌溉功能的正常发挥[2]。另外，渠道工程机械设备常年缺乏必要的养护，老化失修问题非常严重，水资源合理调配性能大大降低。从整个灌区的调查分析数据表明：渠道虽经多次防渗加固，但大多是进行局部防渗处理，整体防渗效果不佳，干渠、支（分）渠、斗（分）渠其整体防渗衬砌率只有62％、41％和45％，约78％以上渠系水资源综合利用系数均非常低，其中：灌溉渠系、渠系水和田间水其水利用系数只有0.43、0.52和0.85，水损问题较严重；水资源调配闸门损毁率高达75％，其中83％以上的机电设备连正常的启闭功能均不能有效保证，自动化水平非常低。
2 渠道防渗加固修复方案
2.1 防渗加固修复设计

根据灌区渠道地层岩性和水文地质条件，结合工程区其他渠道防渗加固修复效果，从技术上、经济上进行综合比选，优选技术上可行、经济上优越的复合土工膜防渗方案。根据渠道基础岩性，结合《土工合成材料应用技术规范》（GB50290-98）中的相关技术指标，按最大承压水头经经济比选，优选0.3mm厚的HDPE 复合土工膜作为渠道防渗核心，以解决渠道现存的衬砌混凝土开裂渗漏问题。为了提高防渗修复资金的应用效益，将渠道划分为渠底、内坡和外坡三个部分，采用不同防渗方案，如图1 所示。

（1）渠底，采用以复合土工膜为防渗核心的四层结构，即从下到上为：土工布→30cm 砂砾料→0.3mm 复合土工膜→15cm 混凝土；（2）1：2.5 内坡，采用以复合土工膜为防渗核心的四层结构，即从下到上为：土工布→40cm砂砾料→0.3mm复合土工膜→15cm 混凝土；（3）1：2.5 外坡，采用以复合土工膜为防渗核心的三层结构，即从下到上为：20cm砂砾料→0.3mm复合土工膜→10cm混凝土。2.2 复合土工膜防渗体施工质量控制
按照设计图纸、施工组织设计等要求，将需要的施工材料合理运送到施工现场。每一卷复合土工膜在运到施工现场后，需由专业技术人员进行全面检查，对于存在局部孔洞问题要有序编码和做标记以便后面进行有效修补；对于存在大面积损伤等问题的复合土工膜，为了确保工程施工质量必须要裁剪掉或直接禁止在工程中使用。对于土工织布上存在的杂物或断针等问题，在施工中应进行有效摘除。要严格按照《复合土工膜防渗施工规范及质量验收方法》中的要求，进行施工过程控制。要做到随铺、随焊接、随压。在敷设土工膜时，不宜拉得太紧，合理预留约3％自然松弛量，以避免敷设过程中出现硬折和损伤。复合土工膜拼接质量直接影响到渠道防渗性能，要通过目测法和现场检测法相结合以确定土工膜拼接质量，即通过观察焊缝有无漏接、烫损、褶皱、拼接是否均匀等，并通过充气至100kPa，静观10分钟的现场检漏法，确保复合土工膜具有较好质量。当复合土工膜敷设完毕后，应认真检查接头部位质量，查看膜面是否存在破损、渗漏等问题，并按照相关质量要求采取合理的补救措施，直到满足要求后方能进入下一道工序，才能回填保护层，确保土工膜敷设具有较高质量水平。
3 复合土工膜防渗加固修复应用效果分析渠道按照图1所示方案分部位进行防渗修复加固施工后，为了验证复合土工膜的防渗效果，选择干渠500m 和支渠1000m进行防渗应用效果分析。试验结果表明，原来混凝土衬砌开裂渗漏严重的渠段，在采用以复合土工膜为防渗核心的加固修复方案改造后，渠系糙率系数由修复前的0.036有效降低到0.017，同时渠道中水流流速也大大增加，由改造前的0.98m·s-1 和1.30m·s-1 有效上升到1.52m·s-1 和1.73m·s-1；相应渠道中的过流能力也从2.91m3·s-1 和3.25m3·s-1有效上升到4.72m3·s-1和5.06m3·s-1。经复合土工膜防渗加固修复改造后，渠道中水损量也得到明显控制，即：干渠和支渠每公里水损失率由修复前的0.79％、1.31％有效降低到0.12％、0.16％，防渗节水修复效果非常好。另外，渠底和渠内坡经四层结构加固修复后，渠系水流速明显增加，渠道输水挟沙能力也大大增大，泥沙淤积厚度也有修复前的0.22~0.45m有效降低到0.06~0.12m。测试数据表明，采用复合土工膜进行防渗加固修复后，渠道运行时各项技术指标均能达到原设计要求，且处于优良运行工况，防渗效果非常好。
4 结束语
复合土工膜作为一种新型的防渗材料，在渠道等水利防渗加固修复工程中具有非常良好的应用前景。在渠道防渗施工中，应根据工程区岩性、水文地质等条件，合理选用设计方案，并严格监控土工膜焊接和粘接质量，避免施工中产生拉损、顶破等人为破坏或施工缺陷存在，确保工程具有良好的防渗性能。渠道经复合土工膜防渗加固修复改造后，渠道的粗糙系数、流速、流量等技术指标均得到有效改造，水损量大大降低，泥沙淤积程度也得到减轻，取得非常良好的防渗加固修复效果。
参考文献
[1]刘思鸣.复合土工膜施工要点与质量控制[J].内江科技，2009，30 （10）：99-100.
[2]周.复合土工膜防渗技术在全防渗水库中的应用[J].河南水利与南水北调，2014（16）：32-33. 作者简介：张宇峰（1987-），男，河北张家口人，硕士，助教，主要从事水利水电建筑工程教学工作。