农田水利工程季节性施工技术的应用探讨

高香菊

山东省东明县水务局 山东 菏泽 274500

从本质上讲,农田水利工程属于国家基建项目之一,主要解决耕地灌溉问题和人畜饮水问题,促进农业高产稳产、增产增收,修建田间灌溉工程、抗旱水源工程、蓄水和水井工程、小型泵站工程、大中小型水库建设等,改良农田水分状况。其中季节性因素对水利工程施工效果具有较大影响,因此笔者认为在实际工作中,要充分掌握夏季和冬季施工技术,做好前期设计规划和保温蓄热,提升农田水利工程的科学性和质量性。

一、农田水利工程的重要性和特殊性

农田水利工程的修建可以保障农业正常用水需求,利用多种工程措施,为农业生产提供水利服务,解决盐碱灾害,降低旱涝灾害,优化排水灌溉,在一定程度上可以维护国家粮食安全,确保水资源供给平衡,在现代化农业发展建设过程中,推进新农村建设目标的实现,延长水资源经济产业链。从农田水利工程的基本内涵和重要性中,我们可以得出此类工程具有一定的规模性、区域性和季节性,我国幅员辽阔,气候类型分布复杂,水资源分布不均,因此在修建过程中具有一定的间接性和季节性,尤其在混凝土施工环节,外部不同的温度影响下,直接影响浇筑质量和防渗措施的使用,砌体工程管理难度大,排水工程、输水配水工程、取水工程工作中的养护措施具有差异性。

二、农田水利工程夏季施工防渗技术

（一）渗水原因

农田水利工程项目本身具有一定的复杂性,在实际使用和建设过程中,容易受到地质条件、水文条件、气候因素等方面的影响[1]。尤其在夏季施工时,受到季风性气候的影响,降水时间较为集中,强降雨容易导致水利工程排水不畅,底板容易出现渗水问题,基坑内水量直线上升,垫层逐渐被雨水淹没。因此对施工项目和施工序列造成一定程度影响,在必要时需要带水施工,其次,在实际施工中如果止水带不够稳固,混凝土夯实密度呈直线性降低,混凝土墙面出现孔洞、气泡等,容易导致渗水问题。

（二）防渗技术的施工要点

农田水利工程的防渗技术就是指通过高效工艺技术,在水利工程施工中防止水液渗漏,提升墙体施工的防水性,优化防渗处理方案。利用灌浆材料解决筑坝土料的渗漏问题,水泥形成防渗灌注墙体,主要应用到的技术就是坝体劈裂灌浆技术和高压喷射灌浆技术。主要措施如下:

1.选择具有防水性能的灌浆材料

在正式施工之前,管理人员应该根据项目的要求选择恰当的防水材料,优选防水材料规格,结合材料特点、质量性能、施工标准、项目特征等,选出经济实用的灌浆材料,如果水利建设项目的施工地点环境恶劣、通风性差,那么在灌浆材料选取过程中,应该选择固湿型强、吸水性强的材料,确保水分可以被有效吸收,在水下部分可以让基面和项目构造完美融合。

2.选择合适的施工工艺

为了提升防渗技术的施工效果,在防渗墙施工过程中,管理者应该综合运用锯槽和深层搅拌两种方法,搭设强度较高的墙体,根据施工质量指标和要求,确定混凝土配比方案,降低混凝土水化热,避免其受外界温度环境影响发生裂缝、气泡、断裂等现象,结合混凝土热学性能表,确定施工配比:

表1 混凝土热学性能表

表2 夏季施工混凝土配比

3.灌浆技术的选择

农田水利工程夏季施工中,常见的灌浆技术有高压喷射灌浆、坝体劈裂灌浆、帷幕灌浆三种[2]。其中高压喷射灌浆就是将堤坝内土层进行分解,在高压设施喷射过程中,利用高强作用力将土层和浆液进行粘合,在防渗工作中,提升堤坝坚固度,可以有效防止渗漏问题,提升农田水利项目的整体性能,经常用于堤坝、水坝建设中;坝体劈裂灌浆就是将混合浆液灌注到水坝墙体的空隙内,把水泥和黄土结合,以坝体轴线为基准,了解坝体可能出现裂缝的位置,如果已经出现裂缝,可以根据裂缝具体情况进行帷幕灌浆技术的使用,利用水泥和黏土的混合料对水利工程项目墙体进行维修和养护,在必要时可以选择套阀管模式利用材料强度高的方法治理卵砾石层的渗水问题,按照比例拌和灌浆料,提升坝体的加固效果和防渗效果。

三、农田水利工程冬季施工技术

在冬季施工过程中,项目管理者和施工建设者必须采取防冻措施,尤其在混凝土浇筑过程中,必须根据冬季施工标准进行方案设计,避免水渠受到冻融损害,时刻关注天气信息,避免农田水利工程项目受到冻融和寒潮影响。

（一）冻害机理

在水利工程项目施工过程中,水泥的水合作用将直接影响混凝土的硬化和凝结,外界温度与水和反应成正比例关系,即:温度越低,反应越慢。在硬化初期,施工项目结构内部存在水泥化合的游离水,存于空气中,当温度降为零时,水和反应停止,游离水慢慢结冰,结构体积逐渐增大,增大幅度为原来的1.1倍,因此混凝土内部会出现冰冻应力,孔隙逐渐出现裂缝,低强度混凝土粘结力降低,结构强度降低,发生早期冻害,水和生成物增加。

（二）冬季施工中可能遇到的问题

在农田水利施工项目过程中,冬季混凝土会出现裂缝,钢筋表面氧化膜,容易在外界温度影响下遭到破坏,体积膨胀,混凝土保护层剥落,因此出现水体中混凝土断裂现象,受到气温的影响,水利结构疏散,砂浆骨料结合脆弱,混凝土结构引发结晶问题,表面起灰,破坏原有结构,导致硬化现象。

（三）具体施工技术

1.原材料的选择

在冬季,农田水利施工项目建设过程中,应该选择裂隙小的骨料,为了避免混凝土出现裂缝现象,应该选择硬度较高的骨料,降低体积变化幅度,选择抗冻性能较好的水泥,尽量规避粉煤灰水、矿渣水泥和复合水泥,而是应该选择硅酸盐水泥,根据其孔隙特征和孔隙率,提升混凝土墙体的密实度,降低水灰比,提升农田设施的抗冻性,降低泌水性。

2.储蓄热量技术

储蓄热量工作就是在农田水利工程建设中,突破作业温度要求,提高混凝土温度,做好原材料的保温,在入冬之前,利用草垫或麻布覆盖原料,在混凝土搅拌和浇筑过程中,确保温度适宜,在短时间内达到临界强度,避免外界环境和温度变化对施工原材料造成不良影响。其次,做好拌合物的加温,利用直接加热法拌和用水,将原材料储存在较高温环境内,避免直接利用外加剂对水进行加热,从而提升混凝土抗冻能力。

3.土方施工技术

在冬季施工中,农田水利建设土石方开挖阶段,主要利用爆破法、机械开挖法和人工开挖法[3]。在实际施工过程中,应该根据冻土厚度、工程特点、项目大小而选择合适的开挖方法,如果冻土层较深,应该按照一定工序,利用打桩机采用楔形劈块方法,结合起重机进行土层砸破施工,如果冻土厚度超过两米,直接利用爆破法进行机械开挖。在回填工作中,由于冬季外界环境较低,因此在回填中应该清除积水、淤泥和冰雪,避免土层出现沉降问题,将冻土块含量控制在回填量的10%内,填方工作应连续进行,同时做好保温工作。在保温工作中,除了上文笔者提到的蓄热法,还可以利用温水热拌法,按照砂浆配制标准,在日间气温0℃以上,夜间气温-3℃以上的地区使用,对砂石和薄膜进行保温,并且确保砂浆温度始终维持在20℃以上。

4.抹灰施工技术

根据冬季施工现场情况,利用冷作法,判断抗冻剂中食盐添加量,在抹灰砂浆中添加硫酸钠和食盐,浓度分别为4%和3%,或者配置混合配料（2%食盐+3硫酸钠+2%亚硝酸钠）;也可以利用热作法,利用热水和热砂进行砂浆搅拌,操作环境在5℃之上,做好砂浆运输工作,确保运输温度高于10℃,搅拌机温度和进入模板温度不能低于6℃,否则会降低混凝土质量,严格控制水灰比,通过多次模拟实验来确定外加剂含量是否合适,确保混凝土原料中的杂质符合规定要求,避免在冬季施工后期和使用过程中出现裂缝现象。尤其在大体积混凝土施工环节,应该做好浇筑工序,强化对农田水利工程施工建设的动态管制,做好监督与检查,提升质量和验收效率,采用多种保温方法,降低外在环境对水利施工的不良影响,增进工程质量。

结束语:综上所述,农田水利工程建设具有一定的间接性和季节性,因此应该防止水液渗漏,优化防渗处理方案。根据施工质量指标和要求,确定混凝土配比方案,降低混凝土水化热,按照比例拌和灌浆料,提升坝体的加固效果和防渗效果,结合储蓄热量技术、土方施工技术、抹灰施工技术,避免在冬季施工后期和使用过程中出现裂缝现象,提升农田水利工程的施工质量。