李晓伟
(陕西省汉中市石门水库管理局,陕西 汉中 723000)
在水利工程施工中,渠道防渗是重要的环节,该环节处理不当容易引发渗漏隐患,威胁到工程整体质量,造成水资源损耗。渗漏问题不仅与施工人员技术水平相关,也与应用的施工材料和施工工艺有较大关系。因此要保证渠道工程施工质量,需要施工单位结合工程实际情况、工程渗漏原因等,制定科学的防渗策略,避免渠道因渗漏而引发安全事故、造成水资源浪费,确保其在农田灌溉方面的作用正常发挥,为灌区农业发展提供保障。
渠道工程建成后,其使用功能相当丰富,可以满足农业生产灌溉需要,有效解决农田干旱问题,促进农作物产量的提高。在渠道工程管理中,应采取有效的控制方法和防渗技术进行施工,对选用的材料要严格控制管理,及时对不合理的工艺进行调整和优化。通过防渗技术的充分利用,可以减少工程渗漏损失,使其基础设施建设更加合理,同时也可使成本得到有效控制。
在渠道工程施工中,建筑材料是重要影响因素,其对工程渗漏的影响主要表现在:①材料自身质量,在渠道施工中一些施工企业会采用质量低劣的材料,这些材料自身性能差,就会容易引发渗漏问题;②材料耐久性因素,水利渠道建设的目的就是满足灌溉需求,材料耐久性决定了水利渠道的使用寿命,若材料耐久性差,在长期水力冲刷下渠道质量也会降低,更易发生渗漏问题;③温度因素会影响到材料质量,水利渠道工程中使用的施工材料是比较特殊的,其中的塑料、橡胶等材料受温度的影响较大,在温度过高的情况下容易导致变形、老化,而使其作用得不到正常发挥,进而引发渗漏,甚至引发渠道安全问题。
在渠道施工过程中,一些情况下会受到冻胀因素影响,具体是冻胀应力的分布不均匀,而破坏到混凝土表面,产生裂纹或缝隙,引发渠道渗漏问题。冻胀病害产生不仅与施工环境温度低相关,还会受土壤承载能力影响。在冬季施工时,北方地区温度较低,会使得混凝土板块出现位移而损害衬砌板。冻结状态下的土壤承载力较高,在冻融之后,土壤的承载力则会大幅度降低,增加了渠道的渗漏几率。
施工中人为因素对渠道工程的影响较大,也会造成工程的渗漏问题。人为因素方面原因主要是在生产过程中农民损坏渠道,由于用水户图一时便宜,在渠道上闸挡、筑坝、掏洞引水、取土等行为,破坏渠道表面完整性,进而降低渠道的防渗漏性能,甚至出现严重的水利渠道渗漏问题。
渠道渗漏问题中,地质原因是直接性因素。我国疆域广阔,地质情况比较复杂,很多区域的地质层透水性强,比如西北地区的沙性土壤等和西南地区的喀斯特地貌,其透水性较强,容易引发直接的渗水现象。在渠道建设中,需要充分了解区域地质情况,采取有针对性的措施。
渠道施工中,施工管理工作的缺失,会导致相关技术得不到合理运用,施工工艺不科学可能导致渠道的质量缺陷。渠道在使用中受到外力冲击、化学腐蚀等影响下,就会出现渗漏眼,进而导致水利渠道渗漏加重,产生更大的经济损失。在水利渠道工程建成使用中,其运用的环境相对复杂,为了延长其使用寿命、降低渗漏几率,需对其进行必要的养护工作。如果监管和维护不到位,就难以及时发现存在的渗漏隐患,导致后续渗漏问题加重。
膜料防渗技术是重要的渠道防渗漏方法,因为工艺简单、成本低、效果好,当前已得到广泛应用。该技术方法的关键之处就是选择性能良好的膜料,敷设在水利渠道的表面,使其表面形成防水膜来防渗漏。这种技术的应用效果比较显著,在渠道处理中应用范围比较广,可以取得良好的防渗效果,施工中要重视膜料的选择,保证其性能匹配。
水利工程施工中,砌石防渗技术,是利用建筑石材防渗层特性,减少输水过程中水资源的损失。在进行砌石作业前,施工人员应先集中处理渠床,确保在其表面砂浆垫层可以形成较好的保护机制。实际操作中,需集中处理好出现的具体问题,控制好砌石厚度、砂浆标号、勾缝处理等环节的质量。砌石防渗技术应用的一大优势,就是可以增强水利工程项目的防冻害能力,保证其防渗效果,提升渠道工程的安全稳定性能。
在水利渠道工程建设中,混凝土施工主要有三种方法,即现浇混凝土、预制混凝土和喷射混凝土。三种施工方法的防渗性能各有利弊,其中现浇混凝土在现阶段应用广泛,防渗质量容易控制;预制混凝土对周边环境影响较小,与膜料防渗结合使用效果更好,防渗控制的着力点应该放在接缝处理上;喷射混凝土技术的应用,可以使项目整体效率提高,而进一步提升工程质量和防渗效果。具体在施工操作中,通过适当添加化学外加剂,可以使混凝土性能得到改善,提升水利渠道防渗性能。
渠道施工中应用防渗技术,可以提升工程整体防渗性能。以汉中市石门灌区渠道衬砌防渗技术的应用为例进行分析。石门灌区地处汉中盆地腹心,属盆地丘陵地貌,海拔高程500 m~625 m 之间。灌区是由东干、南干、西干三个独立灌区系统组成,其中,东干渠和西干渠建于六十年代末期,渠道沿灌区北部的秦岭南坡丘陵地带蜿蜒而行,主要控制灌溉灌区北部丘陵浅山区;南干渠是在解放前修建的褒惠渠的基础上经过改建形成的,渠道位于汉中盆地腹心,是灌区粮食高产区。针对石门灌区自然地理情况,石门灌区对渠道防渗衬砌技术的应用,根据渠段的不同而有所侧重。
由于地形原因,挖方渠段又分为平挖方和深挖方。在平挖方渠段,石门灌区一般采用混凝土现浇防渗技术。对于浅山丘陵区塬边渠道,渠岸单侧或两侧为深挖方渠段,根据现场地形采用浆砌石衬砌防渗和钢筋混凝土挡墙衬砌防渗技术为主。为降低结构背面的水压力,在渠坡面设置反滤层结合排水管排走边坡渗水,保证结构安全稳定。
对于填方渠段和地下水位埋深较大的渠道,为防止渠内渗水影响填方结构稳定,石门灌区一般采用在土工膜上现浇混凝土的复合衬砌防渗技术,要求无纺布一面朝上且宽松铺设,膜接缝采用热熔法焊接,接缝宽度不小于100 mm。
石门灌区属北亚热带季风气候区,气候温和,冻深不大,所以灌区渠道少有冻胀破坏。但在渠道衬砌设计中必须加强防渗设计,故石门灌区渠道防渗衬砌中采用的混凝土必须是防渗混凝土。根据渠道过流量选择混凝土强度和防渗等级,经过多年渠道防渗衬砌施工,石门灌区采用滑模现浇施工工艺,原浆收面,防渗效果显著。
渠道工程施工中,要分析其发生渗漏问题的原因,施工中合理选择防渗材料,保证材料质量,并采取科学的防渗技术措施,注意控制其中各环节施工要点,保证防渗施工顺利进行。监理人员也应负起自身责任,严格进行材料和设备质检工作,切实保证各方面工作质量,提升水利渠道的防渗性能,使工程效益得以顺利发挥。