防渗渠道及衬砌设计思考

□王留锋（郑州市水利建筑勘测设计院）



防渗渠道及衬砌设计思考

□王留锋（郑州市水利建筑勘测设计院）

目的：伴随村镇建设的不断发展，水利渠道建设已经成为村镇建设中必不可少的部分，对于村镇建设和发展中，农田灌溉是农民赖以发展的手段，是直接影响农村经济发展的重要因素，渠道和渠系的建设和运行，均影响到渠道的正常灌溉功能和输水情况，直接关系到水渠功能的发挥。多年实践经验结果表明，防渗漏渠道不但能够节约用水，减少地下水，还可更好的减轻清淤工作量，节约劳动力，提高灌溉效率，为增产增收带来更高的保障。所以水利渠道的防渗建设较为重要。

农田水利；防渗渠道；衬砌；施工设计

0　前言

农田水利的建设是农村耕地产效的保障，农作物离不开水的灌溉和滋养，因此农作物的生长中均需要农田水利的支持。因此水渠建设对于农耕作物的良好生长具有极高的意义，中对农田水利工程建设中防渗渠道及衬砌的设计和施工思路构建进行分析。

1　渠道防渗的重要性

在农田水利工程建设中防渗渠道是应用最为广泛的灌溉工程技术，不但能够最大限度的节约灌溉用水和减少水利资源的浪费，同时还能够更好的提高水利的利用度，改善农业用水的供需矛盾，扩大灌溉面积，促进和推动农业生产的进步和发展，更好的减少农业灌溉用地面积，避免灌溉渠道因冲刷导致淤积和塌陷的发生，减少管理及运行费用，便于渠道管理，降低地下水位，避免土壤盐碱化发展和沼泽化发展，更加有利于农业现代化的发展和建设，同时能够更加利于生态环境的保护。同样也是实现节约用水农业现代化发展的关键。

2　渠道防渗工程技术中存在的问题

我国过去对渠道防渗工程的关注程度不够，经济投入较少，使我国的水利工程发展及建设受到影响，至今存在较多的问题没有获得更好的解决，当前我国的水利渠道建设主要应用材料是混凝土为主的防渗材料，具有较高的防水能力，同样可以承受较大水流的冲击，但对于南方城市较为适用，对于北方城市不耐冻是混凝土的缺点，因此在北方的防渗水渠建设还有待于进一步提高。如不能够获得更好地解决，对于北方防渗水渠的建设会产生严重的困扰，当前复合材料的使用是工程建设的发展方向，但成本较高，成为阻碍符合材料在防渗工程中的使用，因此更好地降低复合材料的成本，做到取长补短，使其更好地结合是目前发展的方向。

3　解析农田水利工程中防渗渠道及衬砌的施工设计

3.1加强渠道地基的强度

在水利渠道防渗工程建设前，应针对于建设施工范围内的土壤情况进行分析，对工程实施制定周密的计划，在进行开挖施工阶段应快速施工，因挖掘施工中掘出土壤水分含量较高，在挖掘施工后使土壤充分得到风干，降低土壤内水分的含量，从而获得更加牢靠的地基，减少因气候变化导致渠道发生干裂情况发生。

3.2混凝土要求

主要分为两个方面：①水质选择，主要是选择地表水或是饮用水等水源，应避免生活废水及工业污染水，减少水中的杂质，增加混凝土搅拌后的强度。②水泥的选择，因施工中对水泥的需求量较大，同样对混凝土的强度要求较高，因此水泥强度应严格挑选，保证水泥强度的同时应进行良好环境的储存。

3.3骨料要求

在工程施工过程中，对于骨料的摆放位置尤其重要，应在开放通风好开阔场地，能够储存大量的骨料，能够保证足够的骨料应用于施工中，避免施工中骨料短缺的情况发生，骨料的选择应依据混凝土的情况来定，对于钢筋少的混凝土渠道，可选择大直径的骨料，骨料表面应整洁，对于细骨料的选择中应注意硬度较强，级别较高同时表面干净整洁，同时具备工程需要精细程度。可以应用粗质砂进行分辨和精细度的调整，同时注意骨料的含水量，不能够超过整体的5%，如水量过高应进行脱水措施实施。

3.4混凝土比例调配情况

在防渗渠道的施工中，混凝土的调配比例是施工的关键和重点，不但能够影响混凝土的使用还可导致整个工程的质量受到影响。首先对调配混凝土进行实验室检验，同时对混凝土的相关材料进行严格的筛选，同时将筛选好的材料进行试验对比，最后选定后相关部分审核签字后，给予工程施工使用。同时施工人员严格遵循施工规范进行混凝土的比例调配。

3.5混凝土浇筑施工

在进行混凝土的浇筑前，如果原来的土壤渠道发生了干裂情况，应对干裂的土壤渠道进行洒水处理，对土壤的表层进行湿润处理，防止浇筑混凝土施工后期导致混凝土表面干裂，因此应先进行渠道底部的浇筑，再进行坡位的浇筑，最后浇筑渠道压顶部，这种浇筑方式会使渠道底部的衬砌板对渠道坡度的浇筑工程起到支撑的作用，保证渠道的完整和正常使用。

3.5.1混凝土衬砌渠道冻胀

衬砌渠道冻胀的过程是随着温度的不断变化，从地表逐渐到地下（由浅入深）的一个过程（H.A1985）。渠道发生冻胀，最主要的因素是要有适合冻胀发生的温度，当温度达到或者低于冻结点的时候，首先会在渠道衬砌板与渠基土的接触面的空隙处产生冰晶体，由于在土体中经常会存在毛细现象，水分会从下部不断的迁移上来，从而在基础上冰晶体会变得越来越大，随后，冰晶体出现的位置会越来越深，水分的迁移也会从浅到深，最后，渠基土冻深范围内的大部分空隙内都会出现冰晶体，随着冰晶体体积的不断增加，渠基土就会发生体积的膨胀，随着膨胀的不断增加，渠道衬砌板会对渠基土产生约束，从而产生冻胀力，冻胀力达到一定数值时就会使渠道衬砌板发生破坏（安维东1989）。不同的冻结锋面冰晶体产生的过程见图1。

图1　不同冻结锋面上冰晶体形成过程图

3.5.2预防混凝土衬砌渠道冻胀措施

首先对施工地区的温度进行良好的统计和分析，在施工前准确考虑温度和冻胀因素，同时对施工后坡面的坡面温度进行测量、地下水位、地下温度、土壤含水量等后预测冻胀发生的情况，同时针对冻胀的发生因素针对性的针对混凝土进行比例的调整，注意在混凝土比例的调整中考虑多方面的因素和准确的评估。

3.6收面工作

在进行水利防渗渠道工程的收面工程时，对工程的各个方面均应该进行严格的检查，首先检查渠道是否呈平行线，是否存在石子的外漏发生，表面能够保证光滑，在完成浇筑后应用原浆收面，用泥抹仔进行表面的平整，同时按压紧密贴实，保证收面的质量和强度。

3.7养护工作

渠道施工的最后一个步骤是养护工作，这步收尾工作对于后期渠道的使用来说非常重要，若在最后收尾工作没有严格按照程序步骤实施，其前面的所有施工环节都会前功尽弃。渠道的养护工作普遍是在浇筑施工后的5-20 h后就可开始养护工作，在养护时期要对混凝土表面进行适当的洒水，并用薄膜覆盖在混凝土表面，把混凝土包裹密封，使得水分能全部蒸发在薄膜中，使得混凝土表层达到湿润的效果。

4　结论

农田水利工程中防渗渠道及衬砌的设计施工其每一步的施工环节都需要非常的仔细与策划，在施工前期，施工人员应针对混凝土施工中的每个环节进行严格的把控，不能遗漏其中的每一步，否则将会给后期的渠道使用带来非常大的影响，这是防渗渠道施工的关键核心，对于水利工程建设也具有重要的价值。

当前我国的水利渠道工程的实施已经获得了显著的提高，同样也取得了较好的成就，在防渗渠道及衬砌工程中的设计构思及应用材料等因素均对水利渠道的灌溉产生一定的影响，同时建设水利渠道当地的土质也能够不同程度的影响到防渗水利渠道的建设和工程质量，能够更加积极的提高防渗水利工程的建设，减少渗漏水量，为水利工程渠道的关键。

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（责任编辑：柳辰）

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1673-8853（2016）06-0078-02

王留锋（1979-），男，工程师，主要研究方向：水工结构。

2016-04-21