农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术分析

席群力

(咸阳市羊毛湾水库管理局，陕西 咸阳 713300)

早期受到农业技术的限制，农田灌溉渠道基本上采用的是“土渠道”，即在农田间开挖一定深度的水沟作为运输通道。这种原始的农田灌溉方式缺点甚多，不仅水流渗透率大且容易导致多处水资源浪费。我国农业技术改革中对农田灌溉方式提供了改进方案，防渗渠道衬砌技术得到了广泛的运用。

1 我国农田灌溉用水状况

我国特殊的地理位置决定了现有的资源体系结构。水资源是自然资源里含量最多的一类，大多地域满足了人类、动物、植物的生长需要。农业是我国三大产业结构的基本组成，对整个国民经济的可持续发展有着重要的影响。而农田灌溉对农业种植的影响甚大，对后期的农业经济收入增收也有促进意义[1]。从最近10 a的用水数据看，2002年，全国总用水量为5 497亿m3，占当年水资源总量的19.5%，其中，城镇生活用水占5.8%，农村生活用水占5.4%，工业用水占20.8%，农田灌溉用水占61.4%，林牧渔用水占6.65。此外，我国农业灌溉缺水每年达300多亿m3，但农业用水浪费严重，全国灌溉水利用率只有40%左右。早在20世纪70年代，全国农田受旱面积平均每年约1 100万hm2，到80年代和90年代则分别达平均每年约2 000万hm2和2 700万hm2。近些年来，全国受旱面积平均每年达3 300多万hm2。

尽管我国现有的水资源量满足了大部分地区的农业灌溉用水需求，但依旧存在许多地区面临干旱缺水问题。因而，降低农田灌溉用水的消耗量，提升水资源的使用效率，对农业经济的可持续发展有巨大的推动作用。

2 衬砌施工技术的分类

对早期的土渠道采用衬砌技术，实际上就是在原先土渠道周围用混凝土材料添加一道支护结构，避免渠道出现坍塌或冲蚀现象。衬砌技术运用之后农田灌溉渠道的牢固性显著增强，维持了农田之间水资源的高效运输，大大降低了水资源的渗透耗损量。

1)砖石混凝土衬砌。砖石混凝土衬砌是最早使用的防渗渠道施工技术，所有的衬砌操作均有人员手工完成，对渠道四周有明显的加固作用。但砖石混凝土衬砌也存在许多弊端，如:衬砌缝隙大，常会引起渗水现象，降低了渠道的抗水性能[2]。

2)片石混凝土衬砌。片石混凝土衬砌最大的优势在于“就地取材”，在农田周围收集一些碎石、片石，再配上相应比例的混凝土材料即可衬砌。如:对于山区农田渠道，可把大块石头敲击成碎石后铺设在渠道四周，这样便能有效的加固渠道结构。

3)钢筋混凝土衬砌。钢筋混凝土衬砌与之前的两种方法相比有了更高的改进，利用混凝土材料衬砌可以增强渠道周围的抗压、抗震能力。如:这种衬砌可以有效抵抗地震造成的不利影响，若农田渠道的围岩压力较大、地质条件差时，采用这种处理方式可起到很好的改善效果。

4)模筑混凝土衬砌。模筑混凝土衬砌在农田渠道、公路隧道、铁路隧道等方面的运用甚广，是当前运用最多的渠道加固方法[3]。该衬砌施工技术有助于机械化作业，用于防渗渠道建造中能大幅度增强渠道的抗渗性能。在施工中需要注意，混凝土灌注之后必须要等到彻底凝固才能使用。

3 混凝土材料的配制与处理

防渗渠道施工前需做好相应的准备工作:①要做好工程放样，参照施工图纸对渠道底脚线、渠口线等准确定位，找准位置后才能正式施工。②搞好模板安装工作，保证模板之间的配合紧密，无渗漏、无破损，将间距偏差控制在标准范围。

3.1 混凝土材料的配制

1)水质要求虽然是农田灌溉渠道施工，但是选择的混凝土材料在水质方面的要求相当严格。一般情况下，配制混凝土所用的水分可以是饮用水、地表水、地下水，但对于工业废水、污水、有毒物质的水择严禁使用。

2)水泥:水泥是混凝土材料的最重要组成，衬砌施工中使用的水泥要确定最佳品种、规格、强度。如:防渗渠道衬砌之前可勘察渠道的相关特性，再确定选择哪一种规格的水泥最合适，以确保良好的凝固效果。

3)骨料:对于骨料的使用需注意质量、粒径的控制。粗骨料质量应小于钢筋净距的2/3、构件断面最小边长的1/4、素混凝土板厚的1/2;骨料的质量需保证质地坚硬、级配适中、人工砂的细度模数为 2.4 ～2.8[4]。

3.2 混凝土材料的处理

1)拌和:拌和混凝土配料时要控制好速度、时间，根据农田灌溉防渗渠道的实际情况合理调配。如:对大型渠道的衬砌施工，可以适当延长拌和时间，从而保证了混凝土材料的均匀。

2)运输:混凝土材料在运输期间需坚持“随拌、随运、随用”的要求，运输车在行驶过程中要避免分离、漏浆等问题。在运输车辆的使用上，要根据混凝土配制量的大小适当选择。

3)检查:混凝土运输至渠道施工现场后，测试人员要取样检查，对混凝土的强度、硬度、抗渗性能等综合检测，符合防渗渠道的衬砌要求之后才能使用，对存在质量问题的混凝土一律严禁使用。

4 防渗渠道施工的具体流程

农田灌溉防渗渠道衬砌技术的运用，必须要依赖于科学的施工流程，见图1。只有提升了防渗渠道的施工质量，才能在使用过程中更好地运输水资源。同时还能减少水资源的渗透量，达到资源优化配置、高效利用的作用。防渗渠道衬砌施工技术分为清理、铺料、振捣、收面、拆模等5个主要流程。

1)清理:对于原先没有衬砌的渠道，应将土渠道两边清理干净，去掉渠道上的杂物;对于原先衬砌的渠道，则要把老混凝土表面的水泥膜清理掉。清理时遇到裂缝需小心操作，通常采用冲洗的方法把裂缝里的杂物清理掉，为后面灌浆工序的操作做好准备。

2)铺料:铺料主要是把混凝土材料均匀地布置在渠道各位置，一般都是根据伸缩缝的具体要求分块浇筑，对渠底、渠坡选择跳仓浇筑。衬砌施工时应按照标准的顺序流程操作，即“浇渠底、浇渠坡、浇压顶”的次序，这样能增强渠道的稳定性及抗渗性能[5]。

图1 混凝土衬砌施工的流程设计

3)振捣:混凝土材料摊铺之后，应及时进行振捣以加大材料的密实度。振捣处理时要注意严禁欠振、过振，结合平面振捣器完成振捣时要控制好时间、速度，所有工作准备好后开始作业。振捣过程中要控制好力度、时间、频率，以达到最佳振捣效果。

4)收面:衬砌施工时结束混凝土浇注之后，要及时采用原浆完成收面处理，保持渠道结构间的紧密性。收面是为了让渠道表面的混凝土更加光滑，通常要重复收面2～3次，可有效防范渠道裂缝的产生。收面施工要控制好时间，这是决定收面质量的关键因素。

5)拆模:拆模前必须要检查混凝土是否完全凝固，正常情况下混凝土开始初凝则能拆模。施工人员的拆模动作要轻、慢、准，先把模板的一端轻轻撬起，再用铁锤背面敲打，松动之后则可拿出模块。之后，应加强对渠道的维护管理，10～15 d内禁止渠道通水。

综上所述，每一种衬砌施工技术都有相应的优缺点，而混凝土材料的使用尤为关键，这直接关系着后期的衬砌质量。因此，施工单位不仅要选择合适的混凝土材料，还要控制好每道工序的质量，这样才能确保农田灌溉渠道发挥最佳防渗效果。

[1] 郑宇州.我国水资源使用状况调查及数据分析[J].资源利用研究，2010，15(9):40-42.

[2] 田桂琳.研究农田灌溉期间水资源的消耗问题[J].安徽农业科技，2009，32(10):18-21.

[3] 曹文轩.混凝土渠道施工阶段需要注意的几个方面[J].水利施工，2009，14(3):56-58.

[4] 陈泽东.衬砌技术的常见分类与优缺点探究[J].科技咨询，2009，16(12):72-73.

[5] 汪杰.有关防渗渠道衬砌施工技术的研究[J].农业经济，2010，40(21):86-88.