第三节 石料防渗技术

一、石料防渗渠道特点与类型

（一）石料防渗的优点

1.就地取材

山区渠道和石料丰富的地区，可就地取材，采用砌石防渗，节省造价。

2.抗冲流速大，耐磨能力强

浆砌石抗冲流速一般在3.0～6.0m3/s，大于混凝土防渗的抗冲流速，而且随着渠道行水后泥沙的淤填，密实性提高，抗冲流速还会增大。因此，对于水中推移质比重大、抗冲要求高的渠道，多采用砌石防渗，或渠底采用砌石防渗、渠坡采用混凝土防渗。

3.防渗效果较好

当砌筑质量有保证时，浆砌石防渗可减少渗漏损失80%；干砌石防渗可减少渗漏量50%左右。

4.具有较强的固渠、护面作用

浆砌石属于刚性材料，本身具有固渠和稳定渠道的作用。如在做山区石基渠道防渗工程时，可将渠道外堤做成挡土墙式的砌石体，有明显的稳定和固定渠道的作用。

5.抗冻和防冻害能力强

天然石料密度较大，抗温度变形能力强，强度、抗冻性、抗拉性能优于混凝土。

（二）石料防渗的缺点

1.不易机械化施工

从石料开采、加工到砌筑，多以人工操作为主，不好使用机械。故用工多，速度慢，且施工质量较难控制。

2.砌石用量大，造价高

砌石防渗一般厚度大、工程量大，造价往往高于混凝土等材料的防渗。因此，在石料丰富地区采用此防渗方式，须通过技术经济比较后确定。

3.防渗效果比混凝土、膜料防渗效果差

由于砌筑时质量不易控制，易出现空洞、漏水等问题。如果不抹面处理，防渗效果远不如混凝土、灰土的防渗效果。

（三）石料防渗的类型

石料防渗按结构型式分护面式和挡土墙式两种，如图2-2所示；按材料及砌筑方法分干砌卵石、干砌块石、浆砌块石、浆砌石板等多种。

二、石料防渗结构设计

（一）对原材料的要求

石料：质地均匀、无裂纹、洁净坚硬。抗压强度不小于40MPa,抗冻等级不小于F50。

块石：上下面大致平整，块重不小于20kg，厚度不小于20cm。

料石：外形方整、六面平整，表面凹凸不大于1cm,厚度不小于20cm。

卵石：矩形最好，扁平的卵石最好，要有大小头。要求长径不小于20cm。

石板：矩形最好，表面平整，且厚度不小于30cm。

（二）砌石防渗结构设计的规定

（1）浆砌料石、浆砌块石挡土墙式防渗结构的厚度，根据使用要求确定。护面式防渗结构的厚度，浆砌料石宜采用15～25cm；浆砌块石宜采用20～30cm；浆砌石板的厚度不宜小于3cm（寒冷地区浆砌石板厚度不小于4cm）。

（2）浆砌卵石、干砌卵石挂淤护面式防渗结构的厚度，根据使用要求和当地料源情况确定，可采用15～30cm。

防止渠基淘刷，提高防渗效果，宜采用下列措施：

1）干砌卵石挂淤渠道，在砌体下面设置砂砾石垫层，或铺设复合土工膜料层。

2）浆砌石板防渗层下，铺设厚度为2～3cm的砂料，或用低强度等级水泥砂浆做垫层。

3）对防渗要求高的大型、中型渠道，在砌石层下加铺黏土、三合土、塑性水泥土或塑膜层。

（三）砌石防渗结构

护面式浆砌石防渗结构，可不设伸缩缝；软基上挡土墙式浆砌石防渗结构，宜设沉陷缝，缝距可采用10～15m。砌石防渗层与建筑物连接处，应按伸缩缝结构要求处理。

三、石料防渗渠道施工技术

（一）石料防渗工程的施工

石料防渗工程的施工分为浆砌、干砌两大类。浆砌又分为灌浆和座浆两种，干砌又分为干砌卵石和干砌块石。

1.浆砌石料防渗层的施工

（1）砌筑顺序。梯形明渠，宜先砌渠底，后砌渠坡。砌渠坡时，应从坡脚开始，由下而上分层砌筑；U形和弧形明渠、拱形暗渠，应从渠底中线开始，向两边对称砌筑。矩形明渠，可先砌两边侧墙，后砌渠底；拱形和箱形暗渠，可先砌侧墙和渠底，后砌顶拱或加盖板。各种明渠，渠底和渠坡砌完后，应及时砌好封顶石。

（2）石料安放。浆砌块石应花砌、大面朝外、错缝交接，并选择较大、较规整的块石砌在渠底和渠坡下部。浆砌料石和石板，在渠坡应纵砌（料石或石板长边平行水流方向），在渠底应横砌（料石或石板长边垂直水流方向）。料石错缝距离宜为料石长的1/2。浆砌卵石，相邻两排应错开茬口，并选择较大的卵石砌于渠底和渠坡下部，大头朝下，挤紧靠实。浆砌块石挡土墙式防渗结构，应先砌面石，后砌腹石，面石与腹石应交错连接；浆砌料石挡土墙式防渗结构，面石中应有足量的丁石与腹石相连。

（3）石料砌筑。砌筑前应洒水润湿，石料应冲洗干净。浆砌料石和块石，应干摆试放分层砌筑，座浆饱满。每层铺水泥砂浆厚度，料石宜为2～3cm；块石宜为3～5cm。随铺浆随砌石。块石缝宽超过5cm时，应填塞小片石。卵石可采用挤浆砌筑，也可干砌后用水泥砂浆或细砾混凝土灌缝。浆砌石板应保持砌缝密实平整，石板接缝间的不平整度不应超过1cm。

（4）勾缝。浆砌料石、块石、卵石和石板，宜在砌筑砂浆初凝前勾缝。勾缝前先清理剔缝，剔缝深度不得小于3cm并刷洗干净，保持湿润的情况下用设计规定的砂浆封填。应自上而下用砂浆充填、压实和抹光，先勾平缝，后勾竖缝，平、竖缝深浅要一致。浆砌料石、块石和石板宜勾平缝；浆砌卵石宜勾凹缝，缝面宜低于砌石面1～2cm。

2.干砌石料防渗层的施工

（1）砌筑顺序。干砌卵石砌筑顺序应先砌渠底，后砌渠坡，因梯形渠道坡脚处容易被冲刷，有些地区在坡脚处修成宽50cm、深15~30cm的干砌石基础。砌渠底时，如为平底渠，则由渠坡角的一边开始砌向另一边；若为弧形底面，应先砌渠底中轴一排，再同时向两边逐排砌筑。渠底常采用横砌，砌筑时同一排卵石的大小要相一致。渠坡应从下而上逐排砌筑。

干砌块石砌渠底时应采用横砌法，即块石长边垂直水流方向安砌。当块石平行水流方向铺砌时，为了增强抗冲能力，必须在平砌4~5m后，将块石扁立起来竖砌1~2排，并且要求错缝填塞密实。在渠坡砌石的顶部，需砌一层封顶石。

（2）石料安放。卵石必须立砌，即使卵石的长边垂直于渠底或渠坡，卵石较宽的侧面应垂直于水流方向。卵石大头朝下、小头朝上有利于稳定和抗冲，每排卵石应力求长短薄厚相近，相邻两排卵石应错开茬口挤紧，甘肃、新疆等地将砌筑质量要求总结为“横成排、三角缝、六面靠、踢不动、拔不掉”。

（3）灌缝与卡缝。卵石砌筑完毕后经检查合格后，需用小石灌缝。根据孔隙的大小，选用粒径1~5cm的小砾石，以灌入到砌体内为度，并采用直径为10cm左右的钢钎，将小砾石灌实。灌缝灌到缝深的一半即可。灌缝之后接着需要卡缝，即选用长条形或薄片形的卵石，用木锤轻轻敲入砌缝，并要求卡缝石下部一定要与灌缝石接触，三面紧靠卵石，较砌体卵石面低约1~2cm，然后用较大的卵石砌筑封顶石。

（二）施工技术要求

（1）石料在使用前，先用水冲冼干净，便于与砂浆结合。

（2）石料先打去削薄的棱角，以便安装与衔接。

（3）土质渠道砌筑前，应在衬砌面上铺一层3.5cm的稠砂浆作为垫层。

（4）铺筑时，应将块石的大面朝下，便于平稳。

（5）砌缝应交错紧密，忌通缝。不规则石料缝宽不大于3cm，规则石料缝宽不大于1.5cm。

（6）灌缝砂浆稀稠应适当，使砂浆充满石块底部和间隙。

（7）不规则石块，在灌浆后选用适合的小石块挤进砂浆中。

（8）石块砌好后，不要再引起震动，以防松动。

（9）加强块石砌体的整体性，需勾缝；勾缝在砂浆初凝前进行，将缝抠深3～5cm，然后用水清洗，用稠砂浆自下而上地勾缝。

（10）正常洒水养护不应少于7天。