农田水利灌溉渠道的防渗、抗冻设计研究

李发海　马华明

【摘 要】农田水利渠道是引水灌溉的重要工具，对农业生产具有重要影响。本文主要研究了农田水利灌溉渠道的防渗、抗冻问题，以期为保障农田水利渠道有效运行提供借鉴。

【关键词】渠道设计；防渗；抗冻；应用

水是农业的命脉，农田水利灌溉渠道在农业发展中地位非常重要。近年来，随着我国政府的日益重视，农田水利灌溉渠道建设成效卓越。但是在北方地区农田水利灌溉渠道建设中一直面临着冻胀、渗漏的问题，这对农田水利灌溉的正常使用产生了严重的负面影响。做好农田水利灌溉渠道的防渗、抗冻，保障农田水利灌溉渠道正常发挥作用是一件至关重要的事。目前，我国北方农田水利灌溉渠道应用的防冻胀、渗漏的措施主要有混凝土衬砌、土工布、聚苯乙烯板三种，本文在对以上三种措施的优势进行研究的基础上，提出根据具体情况将联合应用以上三种措施的构想。

1.当前常用的三种措施的优势

1.1混凝土衬砌的优势

混凝土衬砌是灌溉渠道中常用的一种防渗措施，其拥有显著的防渗效果。相关研究资料显示，使用混凝土衬砌减少的渗漏在85%～95%之间[1]。而且其使用时间也较长，通常使用年限可达到50年左右。另外，其适应性强、施工技术简单，便捷易行。当前混凝土衬砌的施工工艺主要有两种，分别是现浇与预制。就现浇施工而言，其接缝少，整体性强，并且不同的结构层结合较好，能够有效降低渠土冻胀对水渠造成的损害。预制可以实现规模化生产，更好的控制施工质量，并且有利于后期维修。混凝土补砌常用的结构形式主要为板形、槽形、管形[2]。以板形结构截面为标准，其可分为矩形板、楔形板和肋梁板三种。在冻胀地区，防冻胀效果最好的就是矩形板。槽型也有很多种，如梯形、U型、弧底梯形等。与板形结构相比，槽型结构的完整性较高，并且耐压，占地面积小，常用语小型渠道的修建。

1.2土工布防渗的优势

土工布又称土工织物，是一种合成材料，功能众多，如防渗、反滤、密封、加固等，广泛应用于水利工程、公路工程之中。由于土工布使用塑料纤维，其强力较高，特别是复合土工膜，防渗效果显著，是灌溉渠道防渗常用的材料。

1.3聚苯乙烯板的优势

聚苯乙烯板又称聚苯板，是一种良好的隔寒保温材料。通常防冻用的聚苯乙烯板为发泡板，其具有耐腐、耐压、高强度等特点。在灌溉渠道施工中，为了防止因冻胀给渠床造成损害，常将聚苯板铺设在混凝土板之下，以增强渠道的抗冻性，延长使用寿命。

2.联合应用三种措施的施工过程

由于北方地区冬季气温较低，冻胀一直是灌溉渠道使用面临的大问题。基于此，笔者提出联合应用以上三种措施的构想，即聚苯板保温+土工布防渗+混凝土堆砌，以下是具体施工过程。

混凝土堆砌：以《水工混凝土施工规范》（SDJ207-827）为标准，在保温、防渗施工完毕后浇筑混凝土并保障施工质量[3]。混凝土堆砌施工之前应首先勘察施工现场，全面了解施工现场的实际情况，根据实际情况制定科学的的施工设计和施工方案。其次，做好施工放样工作。准确使用相关测量器材，保证混凝土堆砌位置和走向准确，合理确定中心桩位置，尽可能减少施工误差。第三，在施工过程之中，应运用先进的施工设备、技术，保障施工质量。第四，做好清理、收面、养护、拆模等工作。施工完毕后应进行清理，如在清理过程中发现混凝土堆砌有裂缝存在，应在保障无其杂物存在的前提下，合理采取补救措施。另外，工程施工之后的养护工作不可忽略，如通过向混凝土洒水，以保持混凝土的湿度，避免混凝土因日晒而发生干裂问题。拆模工作应在待混凝土完全凝固后实施，以防止对混凝土产生影响。

土工布防渗：土工布连接处理方法诸多，应根据具体情况进行选择，如缝接、焊接、自然搭接。自然搭接和热风焊接时应注意搭接宽度保持在200mm以上，采用缝合时，应保障搭接宽度不小于100mm[4]。通常自然焊接适用于土工膜上层的土工布，焊接、缝接适用于土工膜下层的土工布。如果采取人工滚铺，必须先找平基面，材料可以选择粒径较小的沙土或者黏土等。土工布铺设之前应先对基坑进行清理，确保基层坚实、平整，避免因基层不平或有其它垃圾等对土工布造成破坏，对接下来的防渗连接带来不利影响。土工布的尺寸和剪切方式应根据施工的具体情况确定，在裁剪土工布时，必须注意避免损坏其他材料。在剪切完毕后，应先进行试铺，以保障所剪切土工布尺寸准确、布面平整。在铺设土工布时，接缝的方向应与坡面线方向交叉，缝合搭接部位时应保障缝合线均匀平直，应坚持边铺设边检查原则，及时检查铺设效果，如存在问题及时进行整改。对于坡面铺设，应先对土工布的一端进行固定，然后将卷材顺着坡面方向放下，拉紧土工布。土工布铺设过程中应确保不过紧、不打皱。铺设完毕后，进行整体检查，保障无损坏。混凝土的堆砌应与铺土工膜的速度相协调，当天铺设完毕，当天堆砌，以避免因土工膜长时间暴露影响质量。土工布防渗效果不仅与施工设计有关，还受施工技术水平影响。因此，在合理设计的基础之上，应严格按照施工技术规范进行施工，保障施工质量。

聚苯板保温：聚苯板保温效果与其厚度直接相关，合理确定聚苯板厚度是关键问题。基于此我们应以衬砌渠道的防冻胀设计标准和允许冻胀变形量为根据，科学的计算出聚苯板厚度。在铺设方面，聚苯保温板应采用封层错缝搭接，以防止因施工工艺不合理导致产生冷缝。通常保温层可全断面铺设。另外，由于聚苯板的密度低，弯曲度不高，并且容易这段，在铺设时应考虑天气情况，尽量避免在风力较大的天气里施工[5]。聚苯保温板铺设完毕后，应及时浇筑混凝土堆砌板，防止损坏。

3.结语

农田灌溉渠道使用质量直接关系农业发展，灌溉渠道工程防渗、抗冻性能与施工质量紧密相关，必须从源头抓起。做好防冻、防渗是加强施工质量，延长灌溉渠道使用寿命的内在要求，应当引起重视。这就要求相关工作人员应立足现实，及时转变思维，积极研究新技术、新工艺、新材料，并将其应用于灌溉渠道施工之中。混凝土衬砌、土工布、聚苯乙烯板作为目前最常用的三种防渗、抗冻措施，应根据施工具体情况，博采众长，合理利用，以尽可能的发挥它们的优势。

参考文献：

[1] 刘婷.农田灌溉渠道防渗措施综述[J].黑龙江水利科技，2012，（11）：258-259.

[2] 张正平，李俊，蔡守华等.灌溉渠道现浇固化土防渗技术应用研究[J].江苏水利，2005，（5）：23-24.

[3] 杨利红，崇岩峰.浅议渠道防冻胀处理方法[J].海河水利，2013，（3）：55-57.

[4]王德成. 水利渠道施工中的防渗技术应用分析[J]. 民营科技，2015，04：122.

[5]黄强贵. 水利渠道施工中防渗技术引用分析[J]. 科技与企业，2015，11：143.

[6] 王恒，赵力.严寒地区灌溉渠道防渗抗冻胀技术研究[J].中国水运（下半月），2012，12（6）：188-189.