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【摘要】本文针对混凝土渠道防渗伸缩缝施工麻烦、造价高、易损坏的缺点，提出了一种分块隔窗浇筑的无伸缩缝施工技术；针对高边坡渠道内坡混凝土防渗板预留的普通排水孔易产生渗漏、造成工程隐患的缺陷，研制成功一种单向排水的渠道防渗减压阀。该二项技术成功应用到湖南省双牌灌区、大江边灌区等大中型灌区节水改造中，证明其对于节省工程造价、增强渠道防渗能力效果显著。
【关键词】隔窗浇筑；渠道防渗减压阀
1. 研究目的与意义
（1）我国是一个农业大国，也是一个灌溉大国。截止2003年全国已建成大型灌区402处、中型灌区5200多处、小型灌区1000多万处。有效灌溉面积由1949年的2亿多亩增加到10亿多亩。
（2）渠道，是灌区的关键工程。但由于我国灌区大多建于国民经济困难时期，灌溉工程设计、建设标准低、工程运行维护投入不足，造成灌区渠道工程普遍存在工程事故濒发、运行效率低下的现象。渠道边坡垮塌失事、渗漏严重是威胁灌区安全运行、影响灌溉效益的关键因素。因此，保障渠道工程完好，改善渠道运行管理条件，提高渠道输水效率，是灌区续建配套与节水改造的主要任务。根据2000年全国大型灌区续建配套、节水改造规划成果，对全国402处已建大型灌区实施节水改造，约需投资2000亿元。而以渠道防渗、渠道边坡除险加固为主要内容的渠道整治工程，是灌区续建配套与节水改造的主要内容之一，其工程量与投资约占灌区节水改造总投资70%。灌区是国家粮食安全的基础保障，是现代农业发展的基础。“十一五至十三五”期间，国家仍将各类灌区的续建配套与节水改造作为投资重点。
（3）传统的渠道防渗衬砌，多采用砼分块浇筑。分块间设伸缩缝，伸缩缝用柔性材料填充。内坡砼设排水孔，以消减地下水对砼衬砌块的浮托力。 但这种方法，存在2大弊端：一是伸缩缝费工费料，造价高，且处理不到位易形成新的渗漏通道；二是普通排水孔在渠道运行水位高于地下水位时，渠道水会通过排水孔形成新的渗漏通道。针对灌区续建配套与节水改造的实际需要，开展渠道整治新技术研究，应用新材料、新技术、新工艺、新办法， “多、快、好、省”地整治大中型灌区渠道崩垮、滑坡、渗漏等问题，用“更新、更好、更省”的方法和技术进行灌区渠道整治，具有非常重要的现实意义
2. 渠道防渗无缝施工技术
2.1当前渠道混凝土防渗情况及存在的主要问题。
2.1.1由于砼渠道防渗具有如下优点： （1）防渗效果好，一般能减少渗漏损失90%～95%。
（2）经久耐用，只要设计合理，施工质量好，注意混凝土养护，正常情况下一般能使用50 年以上。
（3）糙率小，输水流量大，一般糙率为0.012～0 .018，允许流速为3～5 m/s，混凝土本身的耐冲流速可达10～40 m/s。因此，可加大渠道坡降，节省连接建筑物，缩小渠道断面。占地面积和建筑物尺寸相应减小，可大大降低造价。
（4）强度高，渠床稳定，混凝土衬砌的抗压、抗冲、抗冻性能高，能防止动植物穿透，对外力、冻融、冲击有较强的抵抗作用。
（5）混凝土具有良好的可塑性，可根据不同要求制成不同形状、不同结构形式。
（6）维护方便， 我国目前渠道防渗多采用砼衬砌形式。
2.1.2为了适用砼防渗面板随环境温度变化的伸缩要求，防止渠床基础部由于不均匀沉降对防渗面板的破坏，在目前的渠道砼防渗工程中，普遍采用了伸缩缝。有关规范规定纵、横向分缝宽度为5～8m，缝宽1.5cm。但在工程实践中发现，5～8m的分缝间隔很难防止渠床基础不均匀沉降引发的防渗面板断裂。而且设置伸缩缝造价较高，施工工艺较复杂，难以保证工程质量，特别是防水结构稍有不慎，就会因为该处填充材料受损或老化而导致渗水，形成天然的漏水通道，进而造成渠道外坡渗透破坏、垮塌。
2.2渠道混凝土防渗面板无伸缩缝技术原理。
（1）在工程实际中，渠道砼面板所产生的裂缝主要是由变形（温度、收缩、不均匀沉陷）引起的，这种裂缝起因是结构首先要求变形，当变形得不到满足时才引起应力，而且应力与结构的刚度大小有关，只有当应力超过一定数值时才产生裂缝，之后变形得到满足或部分满足，同时刚度下降，应力就发生松弛。
（2）混凝土在凝结硬化过程中及其在以后的使用过程中，都可能发生干燥和吸湿，从而导致混凝土体积不稳定一收缩或膨胀。这类变形归根结底是混凝土中水分变化一起的。当水的蒸发和水蒸气的凝结达到动态平衡时，这时的蒸汽叫饱和蒸汽，这时的蒸汽压力叫饱和蒸汽压仁简称蒸汽压），水的饱和蒸汽压是随温度升高而增大的；当水面上的实际蒸汽压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则发生水的蒸发；反之，当水面上的实际蒸汽压力高于该温度下的饱和蒸汽压时，则发生水蒸气凝结。
（3）混凝土中水分变化是错综复杂的。在同一温度下，混凝土中存在着不同饱和蒸汽压的水，他们分别是大孔水，毛细孔水，胶孔水等。所以处于同一湿度环境中的混凝土，其大孔、毛细孔、胶孔的实际相对湿度是不相等的。因而可能有的孔水分在蒸发，有的孔水蒸气在凝结，对于饱和蒸汽压等于当时实际蒸汽压力的孔，则处于蒸发凝结平衡状态。
（4）混凝土在空气中如果发生水分蒸发，即失水干燥，则有可能伴随体积的收缩，但收缩的体积并非等于失去水的体积。混凝土大孔中的水最容易蒸发，只要空气相对湿度小于100%，也即实际蒸汽压力比平液面仁即大孔水的液面）饱和蒸汽压稍小一点，大孔水就会蒸发，不过大孔水的蒸发，并不引起混凝土体积的改变，即不会发生干缩。在相对湿度很大的环境中，失去的是不会引起干缩的大孔中的水。混凝土的标准养护要求的环境相对湿度是95%以上，这时，湿度不为100%，虽有水分蒸发，但混凝土是不会发生收缩的。
（5）可以说砼收缩主要是因为砼中含有大量的空隙、粗孔及毛细孔，这些孔隙中存在水分，它的活动影响到砼的一系列性质，特别是“湿度变形” 对裂缝控制有重要的作用；砼受干燥作用而产生“毛细收缩”和“吸附收缩”是湿度变化的主要原因，且由于砼的水分蒸发及含湿量不均匀分布，形成湿度变化梯度，引起收缩应力而造成开裂。
【关键词】隔窗浇筑；渠道防渗减压阀
1. 研究目的与意义
（1）我国是一个农业大国，也是一个灌溉大国。截止2003年全国已建成大型灌区402处、中型灌区5200多处、小型灌区1000多万处。有效灌溉面积由1949年的2亿多亩增加到10亿多亩。
（2）渠道，是灌区的关键工程。但由于我国灌区大多建于国民经济困难时期，灌溉工程设计、建设标准低、工程运行维护投入不足，造成灌区渠道工程普遍存在工程事故濒发、运行效率低下的现象。渠道边坡垮塌失事、渗漏严重是威胁灌区安全运行、影响灌溉效益的关键因素。因此，保障渠道工程完好，改善渠道运行管理条件，提高渠道输水效率，是灌区续建配套与节水改造的主要任务。根据2000年全国大型灌区续建配套、节水改造规划成果，对全国402处已建大型灌区实施节水改造，约需投资2000亿元。而以渠道防渗、渠道边坡除险加固为主要内容的渠道整治工程，是灌区续建配套与节水改造的主要内容之一，其工程量与投资约占灌区节水改造总投资70%。灌区是国家粮食安全的基础保障，是现代农业发展的基础。“十一五至十三五”期间，国家仍将各类灌区的续建配套与节水改造作为投资重点。
（3）传统的渠道防渗衬砌，多采用砼分块浇筑。分块间设伸缩缝，伸缩缝用柔性材料填充。内坡砼设排水孔，以消减地下水对砼衬砌块的浮托力。 但这种方法，存在2大弊端：一是伸缩缝费工费料，造价高，且处理不到位易形成新的渗漏通道；二是普通排水孔在渠道运行水位高于地下水位时，渠道水会通过排水孔形成新的渗漏通道。针对灌区续建配套与节水改造的实际需要，开展渠道整治新技术研究，应用新材料、新技术、新工艺、新办法， “多、快、好、省”地整治大中型灌区渠道崩垮、滑坡、渗漏等问题，用“更新、更好、更省”的方法和技术进行灌区渠道整治，具有非常重要的现实意义
2. 渠道防渗无缝施工技术
2.1当前渠道混凝土防渗情况及存在的主要问题。
2.1.1由于砼渠道防渗具有如下优点： （1）防渗效果好，一般能减少渗漏损失90%～95%。
（2）经久耐用，只要设计合理，施工质量好，注意混凝土养护，正常情况下一般能使用50 年以上。
（3）糙率小，输水流量大，一般糙率为0.012～0 .018，允许流速为3～5 m/s，混凝土本身的耐冲流速可达10～40 m/s。因此，可加大渠道坡降，节省连接建筑物，缩小渠道断面。占地面积和建筑物尺寸相应减小，可大大降低造价。
（4）强度高，渠床稳定，混凝土衬砌的抗压、抗冲、抗冻性能高，能防止动植物穿透，对外力、冻融、冲击有较强的抵抗作用。
（5）混凝土具有良好的可塑性，可根据不同要求制成不同形状、不同结构形式。
（6）维护方便， 我国目前渠道防渗多采用砼衬砌形式。
2.1.2为了适用砼防渗面板随环境温度变化的伸缩要求，防止渠床基础部由于不均匀沉降对防渗面板的破坏，在目前的渠道砼防渗工程中，普遍采用了伸缩缝。有关规范规定纵、横向分缝宽度为5～8m，缝宽1.5cm。但在工程实践中发现，5～8m的分缝间隔很难防止渠床基础不均匀沉降引发的防渗面板断裂。而且设置伸缩缝造价较高，施工工艺较复杂，难以保证工程质量，特别是防水结构稍有不慎，就会因为该处填充材料受损或老化而导致渗水，形成天然的漏水通道，进而造成渠道外坡渗透破坏、垮塌。
2.2渠道混凝土防渗面板无伸缩缝技术原理。
（1）在工程实际中，渠道砼面板所产生的裂缝主要是由变形（温度、收缩、不均匀沉陷）引起的，这种裂缝起因是结构首先要求变形，当变形得不到满足时才引起应力，而且应力与结构的刚度大小有关，只有当应力超过一定数值时才产生裂缝，之后变形得到满足或部分满足，同时刚度下降，应力就发生松弛。
（2）混凝土在凝结硬化过程中及其在以后的使用过程中，都可能发生干燥和吸湿，从而导致混凝土体积不稳定一收缩或膨胀。这类变形归根结底是混凝土中水分变化一起的。当水的蒸发和水蒸气的凝结达到动态平衡时，这时的蒸汽叫饱和蒸汽，这时的蒸汽压力叫饱和蒸汽压仁简称蒸汽压），水的饱和蒸汽压是随温度升高而增大的；当水面上的实际蒸汽压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则发生水的蒸发；反之，当水面上的实际蒸汽压力高于该温度下的饱和蒸汽压时，则发生水蒸气凝结。
（3）混凝土中水分变化是错综复杂的。在同一温度下，混凝土中存在着不同饱和蒸汽压的水，他们分别是大孔水，毛细孔水，胶孔水等。所以处于同一湿度环境中的混凝土，其大孔、毛细孔、胶孔的实际相对湿度是不相等的。因而可能有的孔水分在蒸发，有的孔水蒸气在凝结，对于饱和蒸汽压等于当时实际蒸汽压力的孔，则处于蒸发凝结平衡状态。
（4）混凝土在空气中如果发生水分蒸发，即失水干燥，则有可能伴随体积的收缩，但收缩的体积并非等于失去水的体积。混凝土大孔中的水最容易蒸发，只要空气相对湿度小于100%，也即实际蒸汽压力比平液面仁即大孔水的液面）饱和蒸汽压稍小一点，大孔水就会蒸发，不过大孔水的蒸发，并不引起混凝土体积的改变，即不会发生干缩。在相对湿度很大的环境中，失去的是不会引起干缩的大孔中的水。混凝土的标准养护要求的环境相对湿度是95%以上，这时，湿度不为100%，虽有水分蒸发，但混凝土是不会发生收缩的。
（5）可以说砼收缩主要是因为砼中含有大量的空隙、粗孔及毛细孔，这些孔隙中存在水分，它的活动影响到砼的一系列性质，特别是“湿度变形” 对裂缝控制有重要的作用；砼受干燥作用而产生“毛细收缩”和“吸附收缩”是湿度变化的主要原因，且由于砼的水分蒸发及含湿量不均匀分布，形成湿度变化梯度，引起收缩应力而造成开裂。