复合土工膜是一种新颖的工程防渗材料，主要以聚氯乙烯（PVC）或聚乙烯(PE)塑料薄膜作为防渗基材，并结合无纺布复合而形成土工防渗材料，具有抗拉、抗撕裂、耐磨、抗冻、延伸性强、耐腐蚀等应用优点，在水利工程中（如：水库、大坝、渠道、河堤等）作为一种新的防渗节水加固新材料，得到广泛推广应用。从农村灌区渠道防渗工程的应用实践来看，采用黏土、水泥土、浆砌石、混凝土等常规防渗材料进行防渗加固时，时常伴随施工难度较大、防渗效果不佳、综合造价较高等问题，而采用新型的复合土工膜防渗材料，其具有质轻、施工便捷、性价比较较高等特点，实践应用中可以收到简单、可靠、高效的防渗节水加固修复效果。
1 农村渠道渗漏的主要原因
渠道作为农村生产、生活用水，以及人畜饮水的主要载体，其运行的安全可靠性和节能经济性，就显得尤为重要。我国早期修建的大量灌区渠道工程，由于当时建设环境、投资资金、设计理念等因素的综合制约，农村渠道大多直接采用明渠进行水资源输送分配。据一些统计文献资料表明，我国农村渠道其实际输配水效率较低，约90%左右的渠道其渠系水利用系数均低于50%，有的甚至只有10% 左右。工程损毁、序管理、乱挖乱引等原因，渠道在水资源输配过程中造成大量水资源损毁浪费，直接影响到渠道运营的安全性、经济性和可持续发展性。因此，结合工程实际情况，采取有效的防渗加固方案，增强渠道防渗性能和运营经济效益，确保有限水资源得到合理开发利用，是农村“惠民工程”的重要体现。
2 渠道工程概况
某灌区由1条总干渠和多条支干渠及配套工程共同组成，修建于20 世纪80 年代中期，渠道总长172.89km，其中混凝土预制板渠道总长3.15km，占渠道总长的53.88%，建成竣工投运后，渠系水利用系数较高，达到0.65左右。经过近30 年的运营，加上灌区线长面广、设计标准较低、施工建设水平偏差、以及日常管理维护措施不到位，导致渠道防渗材料老化退化，出现接缝错位、多段坍塌、机电设备老化失修等问题，其中干渠、支渠的破坏率分别达到21.68%和33.72%，闸门损毁率高达71.39%，93%以上的机电设备性能不能正常发挥。渠道渗漏非常严重、水损非常大，渠系水有效利用系数浊仅有0.38左右，这在很大程度上影响了渠道输配水的高效稳定性。渠道建筑物、防渗材料、机电设备等老损破坏较为严重，直接影响到渠道输配水的可持续稳定性和节能经济性，灌溉效率不断下降、灌溉面积也进一步缩小，进而引起农户在灌溉期出现抢水、乱挖乱引、不服从调配等问题，带来较大的社会影响。结合灌区渠道渗漏现状及引起渠系水利用系数下降的主要原因，经过技术、经济、施工、后期运行维护等多方面进行综合对比分析，决定采用复土工膜防渗材料来进行渠道防渗节水加固修复处理。
3 渠道复合土工膜节水加固方案
复合土工膜中是由土工膜和土工布共同复合而成，其中土工膜起到防渗作用，而土工布则起到保护防渗土工膜免受建筑结构和材料的顶裂、撕破损坏，提高复合土工膜的力学性能，同时达到防滑、导渗、过滤等加固修复功能。在采用复合土工膜防渗材料来进行渠道防渗节水加固修复时，应根据渠道工程规模大小、工程总造价高低、工程区地质条件、地下水位等诸多参数，来合理选择满足《土工合成材料应用技术规范》(GB50290-98) 国标中的相关技术指标要求。根据灌区灌溉面积大小、渠道渗透系数等合理计算确定渠道过流能力、过流断面等参数后，最终选择了0.3mm 厚的HDPE 复合土工膜（高密度聚乙烯膜）作为该渠道的防渗材料。为了提高渠道综合防渗加固性能，过水断面采用现浇混凝土进行衬砌加固，一般土渠段的加固混凝土衬砌厚度按照边坡10cm、底板8cm进行，特殊部位按照边坡12cm、底板10cm 进行。采用复合土工膜为防渗材料的渠道过水断面防渗加固方案如图1所示。

从图1可知，该渠道渠底和1：2.5 内坡防渗加固修复方案从下到上分别采用土工布、30~40cm砂砾料、0.3mm 复合土工膜和15cm 混凝，而1:2.5外坡防渗加固修复方案从下到上分别采用20cm 砂砾料、0.3mm 复合土工膜和10cm 混凝土。渠堤及渠底进行开挖后，认真清除草根、树根、瓦砾、石子、以及混凝土颗粒等尖棱杂物，以免穿破、刺破土工膜防渗层，杂物清除后进行夯实处理，待渠道土方压实系数达到相关标准或设计要求并经现场监理工程师验收合格后，进行复合土工膜铺设施工。复合土工膜在铺设、焊接、缝合等过程中，严禁在雨天进行。同时在焊接过程中应确保基底表面具有干燥性能，含水率宜控制在15豫以内，膜面应采用干纱布擦拭干净后方能进行焊接。施工全过程中，不允许将火种带入到施工现场，不允许穿钉鞋、高跟鞋、以及硬底鞋直接在复合土工膜上踩踏；施工车辆、施工机械等设备不允许碾压土工膜及其保护层。焊接操控人员应随时观察土工膜焊接质量，应充分结合施工区气象、温度、湿度等条件，合理调整焊接温度及行走速度。由于复合土工膜的铺设、焊接、缝合等属于隐蔽性工程，在施工过程中须由自检后并报监理工程师现场验收，待质量合格后方能进入到下一道工序中进行施工。
4 渠道复合土工膜防渗修复后节水效益分析
为了验证复合土工膜在该渠道节水防渗加固修复工程中的应用效果，在干渠和支渠上选择两处进行防渗性能比对试验。试验结果表明，该渠道在经HDPE 复合土工膜防渗加固修复后，其糙率系数n由修复前的0.038有效降低到0.012；干渠和支渠过流能力得到大大提高，流速由修复前的0.69m·s-1 和1.25m·s-1 分别提高到1.42m·s-1和1.83m·s-1，相应干渠和支渠内的水最大流量由修复前的3.11m3·s-1和3.36m3·s-1上升到5.68m3·s-1和6.01m3·s-1；水深也由修复前的1.3m 下降到0.89m 和0.78m，基本达到渠道原设计水深要求。渠道中水损失量也得到明显减少，干渠、支渠每km流量损失率由修复前的0.81%、1.22%有效降低到0.091%、0.097%，防渗节水效果相当明显，在很大程度上验证了复合土工膜防渗新材料在渠道节水工程中的应用。
5 结束语
渠道通过复合土工膜的防渗节水加固修复处理后，渠道渠系水利用系数由原来的0.38左右提高到0.72左右，防渗节水效果相当明显。同时灌区灌溉周期有在修复前的基础上有效缩短了1.5d，这在很大程度上降低了灌区灌溉运维成本，获得了较为良好的预期社会经济效益。
参考文献
[1]王春燕，余粱蜀，马斌，等.复合土工膜在南水北调工程中的防渗应用[J].水利科技与经济，2009，15(8):738-739.
[2]王春光，周德强，李东晗.复合土工膜施工技术应用实例[J].黑龙江水利科技，2008(5):62. 作者简介：韩雪冬（1980-），女，蒙，赤峰，硕士，主要从事水利设计工作。