机械化现浇成型防渗渠的推广实践

曹步凯

（江苏省农业资源开发局，210036，南京）

机械化现浇成型防渗渠的推广实践

曹步凯

（江苏省农业资源开发局，210036，南京）

机械化现浇成型防渗渠具有工程质量好、施工进度快、输水效率高、节水效果好、运行管护成本低等优点，在江苏省具有砂性土壤、灌溉水渗漏严重的沿江沿海地区取得了较好的推广及应用成效。介绍防渗渠的优点及推广情况，以及施工实践中积累的一些经验，同时对技术推广中发现的主要问题进行分析，提出了加强宣传推广及技术指导等对策，为进一步示范推广提供有益借鉴。

防渗渠；现浇成型；机械化；节水灌溉

长期以来，农业一直是我国的用水大户，农业用水方式粗放，农田灌溉方式落后，大部分采取土渠漫灌，输水渠道衬砌率低，加上工程配套不全和老化失修，农业灌溉水利用系数仅为0.3～0.5，是发达国家的一半左右。习近平总书记提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时期水利工作方针，把节水放在了更加突出的位置。农业作为用水大户，最具节水潜力，因此节水灌溉是缓解目前我国水资源供需矛盾的必然选择。

农业水资源高效利用的关键在于，减少灌溉水从水源进入农田直至被作物吸收利用这一过程中的无效损失。目前，国内已有的节水灌溉技术主要包括渠道防渗、喷灌、微灌、低压管道输水、水稻节水灌溉、耕作保墒、节水作物品种筛选等技术。其中，渠道衬砌防渗在我国应用最为普遍。吴玉柏等研究认为，现场整体浇筑混凝土防渗技术防渗效果显著。例如，在美国等农业机械化程度高的国家，混凝土衬砌渠道全部采用机械施工，施工质量好、进度快。近年，我国多地也开发了防渗渠机械化现浇成型的相关设备，对提高工程质量、加快施工进度、降低工程造价和提高工程效益具有较好的作用。江苏省农业综合开发高度重视在中低产田改造、高标准农田建设中推广应用农业节水灌溉技术，特别是2011年以来在沿江沿海地区项目区推广防渗渠机械化现浇成型技术，工程质量好，节水、输水效果好，得到项目区干部群众认可。实践表明，防渗渠机械化现浇成型技术具有明显的优点和推广应用价值。

一、机械化现浇成型防渗渠的优点及推广情况

目前，我国采用的防渗渠结构形式主要有矩形、梯形、U形，以及弧形渠底梯形、弧形坡脚梯形等复合形式。部分地区根据节地需要，除了采用明渠形式，还采取主干渠道暗渠输水、低压管道输水等。机械化现浇成型防渗渠施工比预制件拼装优势明显，可以避免预制件勾缝不实而引起的漏水及后期维护成本高的缺点；而非机械化现浇成型防渗渠存在人工成本高、渠道壁厚度均匀性不好控制等缺点。

近年，国内开发的防渗渠机械化现浇成型设备主要包括小型U形渠槽开挖机和浇筑机，设备采用高幅振动、液压成型原理，对混凝土进行模腔内速效成型，有利于标准化操作。其浇筑成的防渗渠具有如下优点：

①工程质量好。机械化施工有利于标准化作业，便于防渗渠道的质量关键点控制。防渗渠机械化现浇成型技术采用混凝土注料挤压反推力行走和机械振捣技术，混凝土浇筑密实度高，内外原浆均匀，一次成型。渠道厚度由机器模具控制，当厚度不够时前板推铲；当空隙过大时，由混凝土料填补，解决了人工开挖渠道深浅不一、土模不规范的问题，有效保证了工程质量。

②施工速度快。机械化作业节本省时，施工进度快、效率高。据江苏南通市海安县、盐城市亭湖区等地项目工程施工部门对施工成本初步测算：一个机械化施工班组，需要2台挖掘机、1台浇筑机，需要8～9人进行开挖、浇筑，一天可浇筑300～400 m。而同样的工作量，人工浇筑需要35～40个人工日。

③外观形象好。防渗渠机械化现浇成型技术采用轨道行走，有效控制了渠线的直线度和水平，使得渠道整体看起来横平竖直；同时渠道表面每8～9 cm一个压纹，表面整齐划一。整体看，机械化施工作业的渠道工程整齐美观，符合新农村建设审美需求，受到项目区广大干部群众的普遍欢迎。

④使用寿命长。防渗渠机械化成型技术对混凝土材料、配合比、拌和要求更高。机械化现浇防渗渠由于震捣一致，厚度均匀，渠身密实，压顶结实，工程整体性好，回填土一次压实到位，伸缩缝后切且应用了注塑控胀技术，比人工正常浇筑的渠道寿命延长10年以上。

⑤管护压力小。现浇渠道过水速度快，渠道淤积少，管护用工少，维护点面小，管护费用低，减轻了项目区群众的运行、管护压力。

⑥节水效果好。土渠输水时，一般渠系水利用系数不足0.6。沿江沿海高沙土地区渠系水利用系数更低，通过渠道衬砌防渗后，渠系水利用系数可达到0.8以上。而机械化现浇成型防渗渠通过优化渠道断面模具设计，同时在施工中注重加强渠床表面光整度控制，进一步减小了渠床糙率系数，水流速度快，输水能力强，渠系水利用系数达到0.90以上，节水效果显著。

⑦经济效益高。机械化现浇成型防渗渠通过优化U形渠道断面设计，适当加大渠道深度，收窄渠道口宽，进一步节省了渠道占地面积，减少护渠、护坡占用土地宽度，但其过水面积大于等于普通设计断面的过水面积，过水能力并未降低。每万亩高标准农田项目区防渗渠工程可节约有效耕地1.5～2 hm2，若按1 hm2年净产值4.5万元计，20年使用期可增加效益135万元以上，社会经济效益明显。在施工成本方面，据初步测算机械化现浇成型防渗渠施工一个班组一天人工及机械成本在2 500～3 000元，而同样工作量人工浇筑成本需要6 000～8 000元。

因此，推广机械化现浇成型技术防渗渠具有较强的现实意义。近年，此防渗渠的推广从江苏省沿江高沙土地区，盐城市、南通市沿海农区，因地制宜向徐淮地区推进，已推广面积4万余hm2，建设现浇成型防渗渠1 000余km。在中低产田改造、高标准农田建设项目中推广机械化现浇成型防渗渠的实践，发挥了以下作用。①保障粮食安全，促进了现代农业发展。通过项目建设，改善了农业生产条件，提高了抗御自然灾害能力，建设了一批高产稳产、节水高效、旱涝保收、生态友好的高标准农田。农田基础设施的改善，促进了传统农业向现代农业的转型升级，为农业结构调整和农业供给侧结构性改革打下了物质基础。②加快生态文明建设，增强了可持续发展能力。沿江沿海高沙土项目区土壤具有 “沙、瘦、板、漏”特点，土渠淤积严重，土壤保水保肥能力弱，水土流失控制难度大。项目区大力推广防渗渠节水灌溉技术，有效控制了水土流失，增强了生态承载能力，提高了水资源利用效率。③发挥工程效益，推动了美丽乡村建设。通过对连片农田灌排设施配套改造，不仅起到了较好的节本增效作用，而且机械化现浇渠道规划设计合理，标准统一，外形美观，满足了美丽乡村的建设需求。

二、机械化现浇成型防渗渠施工实践初探

通过近年在部分中低产田改造、高标准农田项目区的推广应用,以及项目建设单位、施工单位和管理单位的共同探索，机械化现浇成型防渗渠积累了一些施工经验。

1.场地空间要求

地形地貌环境是机械化施工作业的外部条件。机械化现浇成型防渗渠施工要求项目区内自然条件较好，土地相对平整，土层深厚，水资源丰富，项目区交通便捷，电源充足，电压稳定，沟渠一侧具有运输和方便作业的通道。防渗渠需要进行沟槽开挖，砂质土和壤土便于压土夯实、开沟挖槽，而黏土、块状碎石土质、丘陵山区风化土等不利于压土夯实和挖槽。平原平坦环境有利于挖土机等机械设备进场作业、浇筑机的轨道行走，丘陵山区地形地貌不利于机械设备展开作业。规划设计时，渠道布局应尽量直线安排，渠道周边应留有一定的作业空间，施工地区无农田林网，便于挖土机械、现浇成型机械等设备的施工操作和混凝土等材料的运输。

2.挖土夯实要领

①积土要实。积土机械化施工前要清除土渠内或平面上的杂物，以防机械开挖时土模不规整；积土要密实，铲高填洼，要求达到同排同标高。夯土密实度最好达到95%以上，土层每0.3 m左右分层压实，以防浇筑时因土方不实而下沉，使渠道表面不平。②土量要足。积土宽度要大于渠道口宽1.4 m以上；积土高程要高于人工施工高程0.05 m左右，且不能有低于高程的低洼面。③现场畅通。要预留施工便道。机械化施工因有挖土机、成型施工机等大型机械配合施工，因此应留有3～4 m的施工便道，方便大型机械进出。④农民支持。因机械化积土要比人工施工积土大约多出10%的土方工程量，在开沟挖槽后重新回填前会就近借用土地，且要留施工便道，对村集体和农民用地及耕种等有一定影响。为防止施工作业与农民用地、耕种产生矛盾，要选好时间节点，一般在5—6月份麦子收割以后水稻栽秧之前施工，或10月份水稻收割以后冬季播种以前施工，利用农业收种间差减少对农作物的损毁影响。同时，要得到项目区镇村干部的工作支持，充分发挥其作用，做好农民思想工作，积极化解矛盾。

3.现浇施工要点

除正常机械施工操作外，机械化现浇成型防渗渠施工还需特别注意以下几点。①关于渠道开挖。开挖前应找准坐标和标高，按照设计的平面布置图、渠道断面图进行渠道土方开挖，也可根据渠道宽度预先设计，定制专用挖斗。②关于混凝土料配比。混凝土配合比、水灰比是现浇成型防渗渠施工关键因素之一。混凝土料配比及原料质量直接影响工程质量，施工单位要加强水泥、水、骨料材料质量把关，要把好材料入场关、加工制作关和规范施工关，应按照规划设计要求明确操作要领和技术指标，严格施工程序、施工方法，加强专业检测，对进场材料和预制件进行抽检和测定，确保工程质量均达到规划设计指标。③关于施工操作。机械化施工时有可能出现渠床表面粗糙问题，必要时开展粉面施工，确保渠道外观形象。按照施工规范要求设置伸缩缝，防止热胀冷缩造成渠道开裂。根据气候条件和混凝土终凝时间确定养护时间，一般在终凝8～12 h后，混凝土表面呈灰白色时进行养护，以防失水、起砂。

三、机械化现浇成型防渗渠推广中的问题与对策

1.主要问题

（1）新技术推广难度较大

机械化现浇成型防渗渠推广难原因如下。①机械化现浇成型防渗渠施工设备及模具设计优化尚在不断探索之中，需要进一步完善。②有的地方没有技术和专项经费保障支持，在应用新技术、新工艺推广高效节水灌溉方面有畏难情绪。③有的地方受传统观念影响较大，行政推动力量弱。一般砂土地区、土壤渗漏严重的地区推广衬砌渠道的要求更迫切，而黏土地区、水资源丰富的自流灌溉区实行高效节水灌溉的观念不强，对衬砌渠道推广积极性不够高。④机械化现浇成型技术施工需购置专用设备，增加了建设成本，施工单位不积极，需要解决设备造价成本控制问题。

（2）节水技术标准化和规范化尚不完善

当前，对农田高效节水关键技术和配套产品研发、转化工作还不够重视，机械化现浇成型防渗渠施工技术规程和技术标准尚未建立，对一些生产实践中好的新技术、新工艺尚未进行系统总结、升华到技术标准的高度，不利于进一步推广应用和发挥更大效益。

（3）新技术推广力度不到位

为提高灌溉用水效率，《农田水利条例》鼓励推广节水灌溉技术，但基层推广措施落实还不够到位，在工程节水、工艺节水、生物节水和技术集成方面还未形成合力。同时，用于推广高效节水灌溉的专项项目较少，在中低产田改造、高标准农田建设、小型农田水利工程建设中用于高效节水灌溉的投资比例、技术指标要求还不够明确。

2.对策

①加强宣传，着力推广。水行政主管部门应适时发布节水灌溉新技术、新工艺、新设备和推广重点，对因地制宜推广应用喷灌、微灌、低压管道输水灌溉、渠道防渗输水灌溉、基于物联网技术的农田节水灌溉系统等节水灌溉技术提出指导意见，对防渗渠机械化现浇成型技术等生产实践中取得较好成效的新技术加大宣传和推广力度。②因地制宜，突出重点。统筹高效节水灌溉项目布局，优先在缺水地区、重点灌区、高标准农田建设区、高沙土区等水土保持生态脆弱区优先实施高效节水灌溉工程。③加强指导，分类施策。相关主管部门应加强协调，建立健全节水灌溉技术标准体系和施工规范，对基层节水灌溉工作提供技术咨询、指导和服务。要根据不同区域、作物结构差异分类施策，因地制宜对工程措施、农艺措施、管理措施等节水技术进行组装配套，不断提高节水灌溉水平，提高灌溉水利用率。④加强管护，发挥效益。按照“建管并重”原则，切实做好工程运行和管护工作，明确管护措施，提高工程使用效率，充分发挥长期效益。⑤强化考核，奖优罚劣。发挥发改、水利、农业、国土、农业综合开发等各部门优势，加快资金整合，加大投资力度，建立高效节水灌溉项目监督检查机制，开展绩效评价，进行奖优罚劣，对推广工作成效显著的进行宣传表彰和项目奖励。

[1]吴玉柏，黄俊友，等.几种新型防渗渠道防渗效果的测试 [J].灌溉排水,2002,21(4).

Practice of promotion for mechanized cast-in-situ concrete permeability-reducing channel

Cao Bukai

Mechanized cast-in-situ concrete permeability-reducing channel has advantages of better quality,fast progress of construction,high efficient of water conveyance,conserving water and low operating and management cost.In sandy soil and high percolation areas along the river or coast in Jiangsu Province,this practice has been widely applied and achieved good results.It is suggested to strengthen technical guidance and promotion of this approach,with a focus on its technical advantage,accumulation of practical experiences as well as analyzing main challenges during its application,so that it can benefit for further promotion and demonstration.

anti-seepage canal;cast-in-situ molding;mechanization;water-saving irrigation

TV91

B

1000-1123（2017）20-0044-03

2017-05-04

曹步凯，副主任，推广研究员，主要从事高标准农田建设、高沙土开发治理等项目管理及相关农业科技推广与研究工作。

责任编辑 郑 爽