谈水利工程现浇混凝土衬砌渠道防渗漏技术

引言：

在水利工程输水系统中，渠道渗漏是导致水资源浪费的主要问题之一。未经防渗处理的土渠渗漏率普遍高达 30%60% ，而现浇混凝土衬砌渠道凭借刚性结构可将渗漏率控制在 5% 以下，显著提升输水效率。然而，受地质复杂、施工不规范等因素影响，部分衬砌渠道在运行初期即出现裂缝、蜂窝等缺陷，渗漏问题频发，不仅增加工程维护成本，还可能引发渠基冲刷、周边土壤盐碱化等次生问题。因此，深入研究现浇混凝土衬砌渠道的防渗漏技术，对保障水利工程长效稳定运行具有重要意义。

1 现浇混凝土衬砌渠道渗漏成因分析

1.1 地质与地基因素

地基处理不当是引发渗漏的首要原因。在软土地基区域，若未进行有效加固，地基承载力不足会导致衬砌结构发生不均匀沉降，进而产生贯穿性裂缝，形成渗水通道。对于季节性冻胀地区，冬季地基土冻胀产生的向上推力会使衬砌板变形，春季融沉则可能导致板体断裂，加剧渗漏。此外，渠基范围内的淤泥、腐殖土等软弱层若未彻底清除，会因后期固结压缩引发衬砌结构局部塌陷，破坏防渗整体性。

1.2 材料性能缺陷

混凝土原材料质量不达标直接影响防渗效果。水泥品种选择不当，如使用初凝时间过短的水泥，易导致浇筑过程中出现冷缝；骨料含泥量超标（超过 3% ）会降低混凝土密实度，形成孔隙；外加剂掺量失控，如减水剂过量导致离析、膨胀剂不足无法抵消收缩应力，均会使混凝土抗渗性能下降。同时，混凝土配合比设计不合理，如水灰比过大，会降低其密实度和强度，增加渗漏风险。

1.3 施工工艺缺陷

浇筑过程中的操作不规范是渗漏的关键诱因。振捣不到位会使混凝土内部形成蜂窝、气泡，降低结构密实度；浇筑顺序混乱，如未按分层分段要求施工，可能导致新老混凝土结合不良，产生施工缝渗漏。养护不及时或不到位，会使混凝土表面失水过快，产生干缩裂缝，尤其是在高温或大风天气，若未及时覆盖保湿，表面龟裂现象更为突出。此外，伸缩缝处理粗糙，如止水带安装偏移、填缝材料老化，会使接缝成为渗漏的薄弱环节，其渗漏量可占渠道总渗漏量的 40% 以上。

2 水利工程现浇混凝土衬砌渠道防渗漏技术分析

2.1 地基处理技术

地基处理是水利工程混凝土防渗施工前的重要准备工作。在施工前，需依据设计图纸对渠道进行精确放样，明确渠道底脚线和渠口线，确保后续施工的准确性。放样完成后，可根据实际情况选择机械开挖或人工开挖方式进行土方作业。提前进行土方开挖，能使地基土在自然环境中风干，降低其含水量，增强土基强度，有效减轻冬季冻胀对渠道的破坏。对于挖方渠道，若其基础坚硬但开挖面在施工中发生松动，在防渗体铺筑前，必须彻底清理松动部分，再进行回填，并对渠基进行整平、夯实，使其达到设计要求的密实度。填方渠道基础相对松散，在衬砌前，除进行浸水预沉外，还需进一步夯实，以满足衬砌对基础的承载要求。无论是新挖的渠道还是整修的渠道，在回填和夯实前，渠道底部的淤泥、腐土、垃圾和隐藏的块等都应清理干净，为后续施工创造良好的条件。如果渠道开挖或回填与设计有较大误差，可以采用多级坡面修复法进行；如果坡面修整过度，严禁用浮土回填，应使用与现浇混凝土相同等级的混凝土进行填充或用新土回填并夯实，渠道基底稳定和防渗。

2.2 混凝土材料优化技术

原材料选择需以提升抗渗性为核心。水泥宜选用P.O42.5 级普通硅酸盐水泥，其 28d抗折强度 ≥7.5MPa ，安定性合格；粗骨料采用 5-31.5mm连续级配，含泥量 leq1% ，针片状颗粒含量 615% ；细骨料选用细度模数2.6-3.0 的中砂，含泥量 ≤3% 。配合比设计中引入“双掺技术”，掺加 8%-12% 粉煤灰（需水量比≤1 05% ）和 3%-5% 硅灰，替代部分水泥以降低水化热，同时掺加 3% 膨胀剂（限制膨胀率 20.025% ），抵消混凝土硬化过程中的收缩应力，使混凝土抗渗等级达到P8 以上。施工中需严格控制混凝土坍落度，渠道底板宜为 80-100mm ，边坡宜为 100-120mm ，每 2 小时检测 1 次，确保和易性满足浇筑要求。

2.3 浇筑与养护工艺控制

浇筑工艺应遵循“分层分段、跳仓推进”原则。渠道底板分块长度不超过 10m ，边坡按每 5m设一道伸缩缝划分浇筑段，相邻块体浇筑间隔≥72 小时，避免水化热集中引发温度裂缝。振捣采用“插入式振捣器 + 平板振捣器”组合方式：渠底先以 20cm间距梅花形布点振捣（振捣时间 15-30s），再用平板振捣器沿轴线往返振捣至表面泛浆；边坡振捣时控制深度，避免触及模板造成漏浆。

养护需实施“覆盖+保湿”双重措施。浇筑完成后 12 小时内覆盖土工布并洒水，保持表面持续湿润，普通硅酸盐水泥养护期不少于14 天，矿渣水泥延长至 21 天。夏季高温时搭建遮阳棚，将表面温度控制在 35^∘C 以内；冬季采用塑料薄膜+棉被覆盖保温，确保混凝土中心温度不低于 5°C 。

2.4 接缝防渗处理技术

伸缩缝采用“止水带 + 嵌缝材料”复合防渗结构。缝宽设置为 2-3cm ，底部埋置30cm宽橡胶止水带（拉伸强度≥18MPa），中部填充聚乙烯闭孔泡沫板（密度 ≥30kg/m³， ），表面嵌填聚硫密封胶（固化后硬度60-80ShoreA）。施工时止水带需居中布置，与混凝土紧密结合，避免偏移或褶皱。施工缝处理需严格执行“凿毛+刷浆”流程。已浇筑混凝土强度达 2.5MPa后，人工凿除表面浮浆至露出石子，用高压水冲洗干净，浇筑前涂刷1 层水泥净浆（水灰比0.4-0.5），确保新旧混凝土结合密实。

3 水利工程现浇混凝土衬砌渠道防渗漏全过程质量管控措施分析

3.1 事前控制

施工前需编制详细的防渗专项方案，明确地基处理、材料选用、工艺参数等关键指标，并对施工人员进行技术交底。原材料进场时严格检验，水泥需核查出厂合格证及3 天、28 天强度报告，骨料需检测含泥量、级配等指标，不合格材料严禁使用。同时，对测量放样、地基处理等前期工序进行验收，合格后方可进入下道施工。

3.2 过程控制

浇筑过程中实行“旁站监理”制度，重点监督混凝土坍落度、振捣密度、浇筑顺序等关键环节，每台班制作 3 组抗渗试块（标准养护 28 天），确保抗渗等级达标。养护期间安排专人巡查，记录洒水次数、表面湿度等数据，确保养护措施落实到位。接缝施工时，对止水带安装、密封胶嵌填等工序进行专项验收，合格后签署验收记录。

3.3 后期监测

工程完工后定期开展渗漏检测，采用水位观测法监测渠道输水过程中的水位下降速率，对疑似渗漏点采用注水试验检测渗水系数。运行期间建立巡查制度，发现裂缝、剥落等缺陷及时修复，对伸缩缝填缝材料每 3 年检查1 次，老化失效的及时更换。

结束语：

总之，在实际应用中，应根据地质条件制定针对性地基处理方案，通过材料双掺技术提升混凝土抗渗性，严格把控浇筑振捣与养护质量，强化接缝防渗结构设计，并建立全过程质量管控机制。只有综合运用各项技术措施，才能从根本上解决渗漏问题，实现水利工程节水增效与长效运行的目标。

参考文献：

[1]水利工程建设施工中混凝土衬砌渠道防渗漏技术的运用[J].李云鹏.工程建设与设计，2023（20）

[2]水利工程中混凝土衬砌渠道渗漏策略探析[J].靳国平.建材发展导向，2023（16）

[3]浅谈水利工程渠道施工中衬砌混凝土技术的应用[J].谭超文.珠江水运，2023（10）