渠道防渗:输水防渗漏工程新途径

在我国，渠道防渗方法可分两类：一类是改变原渠床土壤渗透性能，又可分为物理机械法和化学法。前者是通过减少土壤空隙达到减少渗漏的目的，可用压实、淤淀、抹光等；后者是掺入化学材料以增强渠床土壤的不透水性。一类是设置防渗层，即进行渠道衬砌，可用混凝土和钢筋混凝土、塑料薄膜、砌石、砌砖、沥青、三合土、水泥土和粘土等各种不同材料衬砌渠床。采用防渗措施后，渠道渗漏损失可以减少50％～90％。混凝土衬砌是一种较普遍的渠道防渗形式，防渗防冲效果好、耐久，但投资较大。塑料薄膜防渗国外在20世纪40年代已开始应用，我国60年代以来发展很快，防渗效果好，造价亦较低，一般应用于流速小的渠道。三合土、水泥土等防渗材料可就地取材，造价较低，适于无冻害地区使用。70年代以来，对沥青玻璃纤维等防渗新材料以及机械化施工等方面的研究、推广应用，正逐步得到发展。在有冻害地区进行渠道衬砌，需采取防冻措施。防治渠道冻胀破坏可采用改善土壤性质和减少土壤水分，减轻基本冻胀强度，使衬砌结构适应基土的冻胀变形等方法。

渠道防渗不仅能节约灌溉用水，而且能降低地下水位，防止土壤次生盐碱化；防止渠道冲淤和坍塌，加快流速提高输水能力，减小渠道断面和建筑物尺寸；节省占地，减少工程费用和维修管理费用等。

地下空间爆炸衬砌技术

项目简介：该课题研究成果既包含新型施工方法、施工工艺等应用研究，同时也大量涉及爆炸力学、岩土动力学、建筑材料等领域的应用基础性研究，从而为地下空间的开发与利用提供了新技术方法和施工工艺，具有显著的创新性和实用性。其首次通过现场试验得到爆炸衬砌后土体物理、力学性能的变化规律；证实在爆炸形成的腔体以及爆炸衬砌形成的砌体附近不存在所谓的密度降低区；首次应用液压试验机、压汞仪和氯离子渗透仪对爆炸衬砌试件、标准养护试件和同等条件养护试件的抗压强度、孔级配和水渗透性能进行了科学评价。

透水衬砌高压钢筋砼岔管研究

项目简介：该课题通过地应力测试、区域地应力反演回归计算，分析高压岔管所在位置地应力的大小、方向，同时利用线性、非线性有限元手段，计算高压岔管在开挖、衬砌及充水状态下的应力水平，评价周宁水电站高压岔管取消钢衬、采用钢筋砼衬砌的可能性及可行性。

通过地应力测试、多工况有限元分析，并总结广州抽水蓄能电站、天荒坪抽水蓄能电站设计经验及运行状况后，认为高压钢筋砼岔管采用透水衬砌设计，让加固后坚固的围岩承担绝大部分内水压力，围岩及衬砌体结构是安全的，由此在周宁水电站首次进行了透水衬砌高压钢筋砼岔管设计、施工的大胆尝试，取得了成功，创造了可观的经济效益，同时积累了技术经验。

所处阶段：成熟应用阶段

土工材料在抗冻渠道防渗中应用研究

项目简介：该项目进行了复合型防渗膜料的选择与应用研究，给出了抗冻型复合土工膜料要满足的技术要求。还PP纤维混凝土材料性能与强度试验研究，试验给出了PP纤维掺量应随骨料不同而改变掺量的结论；掺入PP纤维后混凝土抗冻能力降低，卵石骨料的降低更为明显；进行了抗冻防渗体耦合技术研究，给出了PE膜、无纺布与不同材料接触面间的摩擦系数、抗冻防渗体与边界的处理形式、保护层与防渗层间的结合形式以及抗冻型渠道防渗的一般结构。还进行了PP纤维混凝土板护砌结构试验研究，土工格室混凝土板块护砌结构试验研究、三维土工植被网护坡试验研究以及风砂利用技术试验研究。

所处阶段：成熟应用阶段

预制砼V型渠道防渗技术推广应用

项目简介：该项目预制砼V型渠槽，并以此进行渠道衬砌，进行农田灌溉与排水。对引进设备及模具进行技改，以提高功效和产品质量。施工中，严格按《预制砼V形渠槽装配成渠道技术及验收标准》进行施工。项目符合“大大发展节水农业，把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓”的要求。V形渠道与梯形断面相比，其优点如下：水力性能佳，输水能力强；水能特性好，不淤积；工程占地少；工程投资省；施工方便，质量好。该项目社会、经济、生态效益显著。

所处阶段：成熟应用阶段

浑蒲灌区总干渠防渗护坡技术研究

项目简介：该项成果首次在大型渠道防渗护坡工程中应用了机织模袋混凝土新技术，不但发挥其防护作用，而且充分利用了其防渗性能，并提出了该工程形式的质量检测控制标准及质量登级评定办法。成果具有显著的经济和社会效益。

隧洞衬砌变型移动模板研究

项目简介：该课题主要针对我国当前利用模板台车在隧洞混凝土衬砌施工方面存在不能变型变径的技术空白，通过在收集吸收了关于隧洞衬砌施工方面的先进经验的基础之上，结合具体工程实践研究制造出了我国第一台在隧洞衬砌施工中既可以变断面，也可以变洞型的隧洞衬砌变型移动模板新型施工新技术。其工作原理主要采用了同型与异型面板的科学组合，通过顶丝的操作，使模板达到了变径变型的目的。它既适用纵向坡度小于5‰的圆型变径隧洞的衬砌施工，也适用于其他不同断面形式的隧洞衬砌施工。隧洞衬砌洞径应用范围可适用于3～7m，根据工程的需要通过结构技术改造也可适用于洞径大于7m的隧洞衬砌施工。该项技术通过施工应用证明，施工进度快、安全可靠、施工成本大幅度降低，经济效益明显提高。

所处阶段：中期阶段

地铁圆形隧道衬砌优化设计研究

项目简介：在现有设计理论和方法的基础上，对上海、广州两地地铁区间隧道所用装配式圆形衬砌进行1：1水平整环对比试验，通过对实际荷载的模拟与组合，取得三种工况下的内力、变形数据。试验数据包括钢筋与砼应力应变、环向螺栓应力应变、接缝张角与错动、衬砌整移、裂缝开展情况等内容。此次试验得到接头刚度的非线性变化规律和取值范围。根据试验数据，全面评价当前设计所用计算模型的可靠性和合理性。推出了一种新的设计计算模型－有接头模型。结合工程监测数据，采用反演分析法得到计算土压力的变化规律和取值范围。得到一系列适合上海工程条件的装配式圆形衬砌结构设计优化方案和研究成果。

所处阶段：成熟应用阶段

隧道喷锚支护衬砌参数优化研究

项目简介：该项成果属于土木工程桥梁与隧道工程领域，在建立合理的力学模型的基础上，利用弹塑性理论和系统布置锚杆喷锚支护的承压拱理论，结合统计数据和现场测试数据的分析，通过计算隧道开挖后隧道围岩的位移和设置控制位移的方法，以及锚杆加固作用影响系数，编制设计出喷锚支护参数优化设计的实时设计应用程序。该项研究将承压拱理论应用到喷锚支护的参数优化设计之中，不仅考虑围岩的收敛情况，还考虑了围岩的力学性质对支护参数的影响，实现了对喷锚支护设计的及时修改与完善。

所处阶段：成熟应用阶段

塑料薄膜防渗技术在小流域蓄水工程中应用

项目简介：该课题研究采用PE复合土工膜建全湿周防渗池，解决了当地原有蓄水工程的漏水问题，并建设合理的汇流系统和用水设施，形成了集蓄天然降水，防止渗漏和水资源有效利用的技术体系，具有施工工艺、减少维修费用、延长工程使用年限等特点，在类似地质地貌区有较高的推广价值，社会效益和经济效益显著。

所处阶段：中期阶段

堤防防渗处理工程效果检测研究

项目简介：通过对江苏省新沭河堤坊渗处理工程垂直铺膜和难工深搅桩接头段的注水试验，模拟行洪水位和行洪时间，检查其防渗效果和施工质量，建立经防渗处理后，帷幕上下游的水位在时间和空间上关系，准确求解大堤在高水位、大流量和长时间长洪条件下的堤身、堤基渗流场分布，求解堤身土的水文地质参数，建立了行洪时间与帷幕下游水位关系方程式，进行了堤身渗透系数验证，防渗材料渗透系数检验和防渗工程防渗效果检验，用定水头、定流量孔内注水法，模拟行洪水位和行洪时间，在堤防不行洪时可对防渗加固处理无的质量进行评定，改原对未经受洪水考验的防渗工程只能进行定性评价为定量评价，检测不受防渗处理方法的限制，可在任何防渗工程中应用。

所处阶段：中期阶段

土石坝粘土混凝土防渗墙研究

项目简介：该项目在充分调研国内外混凝土防渗墙技术发展水平及研究现状的基础上，进行了大量的室内试验和现场试验，对粘土混凝土原材料选用、配合比设计方法、物理力学性能、有关试验方法、粘土混凝土防渗墙施工工艺等进行了研究，对粘土混凝土的原材料选用、配合比设计、物理力学性能及其发展规律、后期性能、抗渗性能试验方法、施工工艺等进行系统研究，并研制出了高性能粘土混凝土。该项目的研究是对混凝土防治渗墙技术的一种扩展和完善，具有广阔应用前景。

所处阶段：成熟应用阶段

水利防渗工程中固化土特性试验研究

项目简介：该项目研究了不同土壤不同配合比下，固化土的击实、渗透、强度及抗冻特性。研究了添加粉煤灰对固化土的渗透性和强度特性的影响。通过试验，得到在不同掺入比、干密度、龄期时，固化土的渗透系数、无侧限抗压强度及抗冻性指标。粉煤灰添加25%可降低固化土的渗透系数9%以上，提高固化土的强度15～28%。本项目在太原市森林公园人工湖湖底防渗工程中得到实际应用，为北方地区防渗工程利用固化土技术提供了理论依据和技术支持，达到同类研究的国内领先水平，具有很好的推广价值和应用前景。

所处阶段：中期阶段

新型土工复合膜料及技术

项目简介：该项目通过引进意大利CARPI公司研究生产的新型土工复合膜卷材及施工技术，应用于钢丝网薄壳渡槽的防渗处理。该材料具有优良的稳定性、抗穿刺、耐磨损、高弹性、抗老化、抗化学腐蚀等性能，防渗效果好且施工便捷，不需任何保护措施，可暴露于阳光、空气和水中安全运行，是解决“U”型钢丝网薄壳渡槽防渗的先进材料和技术。该材料可广泛应用于地面输水渠道、大坝等水工建筑物的防渗补强及房屋建筑的屋面防水等。

所处阶段：成熟应用阶段

液压开槽埋膜防渗技术研究

项目简介：该项目提出了液压开槽埋膜防渗的设计方法；提出了一套完整的液压开槽埋膜防渗施工工艺技术；提出了液压开槽埋膜防渗工程质量控制标准与等级评定办法；提出了土工膜的连接处理方法；结合室内外试验提出了土工膜与复合土工膜的应用方法；提出对不同土质成槽、护壁的技术要求。结合两河整治，论证了液压开槽埋膜防渗技术的可行性、可靠性和经济、社会效益。该项技术适用于河道堤防、水库土坝等土质挡水建筑物的砂基防渗加固处理，深基坑的开挖加固、周边防渗，地下截潜和防砂基液化等；适用的地质条件为砂壤土、砂土、粒径小于10cm、含量小于25%的卵石地层，以及含有粘土夹层的软弱土质；可达到成槽宽度20～50cm，成槽深度15m；成槽工效150～300m^2/班。

所处阶段：成熟应用阶段

建造地下连续薄砼防渗墙施工技术研究

项目简介：该项目开发了地下连续薄砼防渗墙施工新技术。技术采用沿防渗墙设计轴线和连续拉槽，已成槽段分段隔离浇筑混凝土，形成连续混凝土防渗墙。该技术应用了数控原理和数模转换技术，采用了机电一体化理论。该技术成墙墙体尺寸范围广、连续性好、墙体均匀、规则、无分叉、无接缝、对地层适应性强。性能指标：成墙深度30m，成墙厚度200～350mm，防渗墙轴线上分段浇筑长6～12m，成墙效率300m^2/天。该技术适用于水利工程、建筑业、煤炭交通等领域，已应用在若干长江重要堤防隐蔽工程。该技术还需要进行电脑升级和刀具系列化的研究。

所处阶段：成熟应用阶段

水利防渗工程中固化土特性试验研究

项目简介：该项目研究了不同土壤不同配合比下，固化土的击实、渗透、强度及抗冻特性。研究了添加粉煤灰对固化土的渗透性和强度特性的影响。通过试验，得到在不同掺入比、干密度、龄期时，固化土的渗透系数、无侧限抗压强度及抗冻性指标。粉煤灰添加25%可降低固化土的渗透系数9%以上，提高固化土的强度15～28%。该项目在太原市森林公园人工湖湖底防渗工程中得到实际应用，为北方地区防渗工程利用固化土技术提供了理论依据和技术支持，达到同类研究的国内领先水平，具有很好的推广价值和应用前景。

所处阶段：成熟应用阶段

旱地水窖无砌壁防渗及节水配套技术研究与应用

项目简介：该项目研制了旱地作物节水配套综合技术，研究探讨了小麦机械化膜侧沟播技术及抗旱保水剂最佳应用等一系列旱作农业技术，按照治理旱区采用工程措施与高效用水技术配套措施相结合的方针，经过5年的协作攻关，科研攻关小组已全面完成了研究，示范、推广计划。旱地水窖无砌壁防渗技术及节水配套技术的大面积推广应用有效地缓解了农业用水总量紧缺的问题和供需错位，吨水产值低，农业生产产量低而不稳等诸多致命问题，是解决我市西部丘陵旱作农业区生产的根本出路。

所处阶段：成熟应用阶段

砌石坝喷射聚合物砂浆防渗技术研究

项目简介：为使聚合物砂浆这种新型材料能够更好的应用于面积大、落差大、施工难度大的砌石坝建筑物防渗工程，2000年山东省水利科学研究院和济南市水利局把本课题作为自选课题开展应用试验研究。课题组开展了在坝上游面从界面清理、材料性能测试、施工工艺、设备改进等一整套湿喷聚合物砂浆防渗技术研究，使可喷厚度从1mm提高到1cm，聚合物砂浆粘结性能从1.4MPa提高至2.9~7.8MPa，抗冻耐久性大幅度提高。该成果喷涂设备先进、施工工艺成熟，适用于大面积、大落差的砌石坝防渗工程，应用前景广阔。成果在2座砌石坝防渗加固工程中实践，防渗效果显著，并节约工程加固费用540万元，较原处理方案节约投资70%以上，具有显著的经济效益和社会效益。

所处阶段：中期阶段

砌石坝裂缝和渗漏问题研究与应用

项目简介：由于种种原因，砌石坝普遍存在着裂缝和渗漏问题。裂缝和渗漏较严重的，不仅白白浪费了宝贵的水资源，严重影响水库效益的发挥，而且直接威胁大坝的安全，特别是在汛期大水情况下，更是水库的一大隐患，是一个迫切需要解决的问题。该项目在长达十年多时间中，搜集、查阅了大量国内外有关文献，奔波了十几个省、市、县，进行了大量的调查访问，搜集分析、理论研究和应用研究工作。对砌石坝裂缝和渗漏机理进行了深入研究，解决了砌石坝裂缝和渗漏处理中许多关键技术问题。

所处阶段：成熟应用阶段

混凝土防渗墙土压力计埋设新技术

项目简介：该项目针对目前国内较普遍使用的“挂布法”的缺点和不足，设计了沉井――浮动――张拉法，首先将土压力计安装在浮动张拉器上，再将张拉器安装在钢质沉降架上相应的位置，当沉降架在砼防渗墙槽孔中下降到设计位置时，由下至上依次拉开张拉器，使每对土压计紧贴于槽孔孔壁土体上。“张拉法”优点是土压力计与土体接触可靠，定位准确，每对仪器分别张拉，互不干扰，仪器埋设成功率高。该方法制作简单，操作方便，并能保证每支仪器都紧贴槽壁，对土压力计在日后测量中真实反映土体对防渗墙的压力提供了可靠性，同时为防渗墙内土压力计的埋设探索了一条可靠、简便、成功率高的新途径。

所处阶段：成熟应用阶段

合成橡胶乳液改性水泥砂浆防渗材料研究

项目简介：该成果的SRCM材料是由特选的合成橡胶乳液及其助剂组成的SR乳液与水泥、砂料混合而成。当SR乳液与水泥接触后，即发生物理化学反应，逐渐形成具有特殊性能的水泥砂浆体。胶乳在助剂作用下混于水泥浆内，要水泥水化和胶乳凝聚时，在水泥浆体内形成聚合物网络结构，充填砂浆内的空隙与毛细管道，使得本材料不但具有良好的粘结性能，而且具有相当高的抗渗、抗冻能力和极限拉伸变形率。该成果为国内领先水平，可作为混凝土防渗和修补材料在水电工程中推广应用。

所处阶段：中期应用阶段

防渗漏和堵漏方法及堵漏材料

项目简介：该项目产品知兴牌新型环保发泡堵漏材料针对现代基础及深基坑施工过程中，渗漏问题的出现，在采用地基加固工艺中的二重管旋喷射式的最新施工方法的基础上，增添高气压空气机，进行干粉喷射的一种新型施工工艺方法进行施工，该方法可完全保证该新型环保建筑材料有效地注入到地下渗漏面或点，保护土体流失和下一环节施工工程的顺利进行。解决了现有化学堵漏产品对环境的破坏问题。

所处阶段：中期应用阶段

堤坝隐患和垂直防渗工程质量无损检测技术研究

项目简介：课题利用双排列电阻率法检测系统实现了对垂直防渗膜（或墙）的快速无损检测，实现对垂直防渗膜的扫描测量，测量结果可以给出垂直防渗膜分布形态的完整描述，实现了电极转换开关，按程序设定的装置模式。以无损方式对垂直铺塑帷幕能够快速、全面的确定防渗帷幕铺置深度、搭接质量、防渗膜（或墙）破损渗漏现象等影响质量的关键问题是否满足设计要求，利用电场体效应理论创立“双排列电阻率法”，实现了对垂直防渗膜（或墙）的全面、快速、无损检测，点面结合，测量数据多，可实现对垂直防渗膜（或墙）的扫描测量，测量结果可以给出防渗膜（或墙）分布形态的完整描述，该技术能够对堤坝渗漏、裂缝等不良地质体进行有效探测。

所处阶段：成熟应用阶段

NT33-膨润土防渗垫

项目简介：该项目土工合成材料防渗垫（GCL）是土工合成材料中的新型产品，它是由两层土工材料之间夹封膨润土粉末（或细颗粒），经针刺、粘合或缝合而制成的一种复合土工合成材料，主要应用于环境工程中的废弃物填埋场、地下水库、地下基础设施建设等工程中，解决渗漏、密封和隔离等问题，效果很好。该产品与传统施工材料相比，具有体积小、重量轻、施工简便等特点，是城市垃圾处理、小区花园水池及大型水利工程的理想建筑材料。

所处阶段：中期应用阶段

聚乙烯（PE）土工膜防渗工程技术规范

项目简介：为提高聚乙烯土工膜防渗工程的建设水平防止由于水及水溶液的渗漏造成损失或危害提高水的利用率使防渗工程正常发挥效益特制定本规范。本规范适用于以非加筋土工膜为防渗材料的水工建筑。物隧道或其他类型地下结构的防渗体铺盖及固体废料填埋的。衬护等防渗工程的设计施工及验收。土工膜防渗工程的建设和管理应贯彻注重效益技术。先进经济合理质量可靠因地制宜的原则。土工膜防渗工程的建设和管理除应符合本规范外尚。应符合国家现行有关标准的规定。

所处阶段：成熟应用阶段