水利渠道施工中的渗透因素与防渗技术研究

赵峰天

（甘肃省永昌县东大河渠首二坝渠水利管理所，甘肃 金昌 737200）

1 引言

水利工程施工中最重要的是要保证水利渠道的施工质量，因为该项目工程最容易出现渗漏问题，为了防止这一质量问题的出现，就必须要保证参与施工的技术人员的专业水平，同时还要在施工选用材料上严格把关。此外，施工技术人员要严格分析出现渗漏的原因，结合实际情况制定出防止渗漏的方案。水利渠道的质量与人民的生命财产安全息息相关，它在农业灌溉和发展等方面都起到了至关重要的作用，如果渗漏问题得不到妥善处理，就会严重影响到人民的日常生活。

2 水利渠道施工中的渗透因素

2.1 冻胀因素

水利渠道发生质量问题的因素之一是冻胀应力在工程上分布不均衡，这样就导致渠道表面的混凝土结构发生变形，从而出现渗漏，在进入秋冬季节后这种现象普遍存在。由于秋冬季节渠道内输水供应停止，混凝土层下的积水就处于饱和状态，当天气气温骤降后，混凝土层下的积水发生状态变化，间接抬高了混凝土层的位置；春夏季节气温回升，输水供应恢复正常，冰冻层融化，混凝土层位置又会下沉，这样就会出现混凝土断层的问题，从而影响到水利渠道的整体结构。气温带来的问题还有一个，就是冷空气降临时土壤冻结，增强了其承载能力，等到气温回升，承载能力发生反弹，便会致使水利渠道的地基发生变形。此外，混凝土板块的衬砌结构板也会受到损坏，这样就会导致渠道发生渗漏。

2.2 地下水反渗

造成水利渠道地下水水位上升的原因有很多，比如长时间降雨和农田灌溉都会使土壤水分饱和，造成地下水位上升。不过农田灌溉结束后，地下水位就会下降，导致水压发生变化，一方水压过大就会向另一侧挤压，造成土壤中的水向渠道下反渗，这样一来水利渠道的混凝土板块就会在水压作用下发生位移导致撕裂，发生渠道渗漏现象。

2.3 耐久性

水利渠道的建设主要是为农田灌溉提供方便，且农业灌溉工作属于经常性作业，所以水利渠道必须要具备耐久性的特点。不过水利渠道无法避免长期水流冲刷带来的坡面、材料的腐蚀问题，这在很大程度上影响了水利渠道的使用寿命。此外，有些地区没有重视水利渠道的管理和维护，导致水利渠道的整体结构遭到破坏，甚至部分水利渠道已经无法正常引水，严重妨碍了农业发展的速度。

2.4 土壤特殊化

不同地区的土质有所不同，土壤因素会影响到水利渠道的施工。土质硬的地区不仅会加大施工难度，还提高了水利渠道的成本，而且影响土质的因素有很多，这导致渗漏问题在施工过程中难以避免，也无法保证渠道的整体质量。

2.5 材料质量问题

水利渠道的施工程序相较于其他工程是复杂的，因为它所需的施工材料种类繁多，例如：水泥、砂、细骨料、粗骨料、石材等。这些材料需要科学放置和处理，如果保护不当就会影响到工程整体的质量和工程进度。水利渠道所需材料要做好防潮和通风工作，项目施工人员要结合项目实际情况合理放置材料，同时还要对材料进行标注，以防混淆。

除了科学管理材料外，工作人员还要对建设材料进行核验。各个施工部门要相互协作，还要根据当前工程的具体情况制定建材管理监督方案，不仅要完善材料供应制度，还要做好后期的管理制度。材料的进出场要严格把控，以防混入质量不过关的材料，从源头上保证工程整体的质量。建材中水泥、砂石料等成品和半成品材料要在入场后再次抽样检查，一旦发现不合格的建材必须进行及时更换，这样才能有效防止水利渠道出现渗漏问题。

3 水利工程中混凝土衬砌渠道渗漏的原因

3.1 存在不合理的渠道混凝土的衬砌材质问题

衬砌渠道的施工需要用到混凝土，其主要由骨料和水泥这两种材料，在施工前必须严格甄选水泥材料，要从性价比和实用性出发。在施工过程中要结合该工程的实际情况，从工程实际特点出发，制定合适的方案。此外，水泥的存放也要注意，技术人员要根据材料性能的不同分类存放，以保证材料本身的结构。同时，还要保证存放水泥的仓库绝对干燥，保证材料的质量才能保证工程的质量。

3.2 存在没有处理好的渠道问题

水利工程的施工主要根据施工工地的自然地势基础来制定具体方案，因此水利工程对土质的要求十分严格，如若自然地基的土质无法满足工程施工的具体要求，那么就必须提高地基的质量，使其符合施工条件。由于体质不同，水利工程要有针对性地选择施工方法。若选择不当，工程的地基质量和输水、防水性能都会大幅度下降，极易引发渗漏问题和工程坍塌问题。

3.3 存在不准确的浇筑支模问题

水利渠道的塑形需要混凝土进行支撑，浇筑前在渠道中放入模板， 常用模板的类型有钢模板和木模板。在施工时，测量和放样操作必须严格按照设计图纸的要求和数据来操作。渠道的衬砌支模施工过程要做到透明化管理，方便技术人员随时检查，并且要在施工前设置相关模板控制点，避免突发情况。此外还要注意的是混凝土现浇模板容易出现变形、模板偏差以及相邻模板拼接高差的问题等，施工人员要提前制定方案，防止出现工程渗漏。

4 混凝土衬砌渠道渗漏的施工技术

4.1 施工准备

在水利工程开始施工前，要充分做好前期准备工作。进行渠道防渗施工时，要充分掌握工程设计、组织方面的策划，结合施工现场的实际情况，除此以外还要充分了解料场、拌合场、水电设施等运行时的实际情况以及运行过程中出现的问题。施工人员要在施工前认真检查施工所需的设备和材料，保证工程顺利开展。

4.2 地基处理

混凝土衬砌防渗漏的施工中，最重要的就是处理好工程地基。因此，在制定施工方案时要充分考虑到施工环境的实际情况，此外还要考虑到混凝土浇筑的特点，选择合适的施工方法。水利工程的施工对施工环境要求十分严格，必须符合水利渠道对地基土壤和地势的要求。施工材料的选用也要十分严谨，要保证材料具备良好的抗冻性能和填筑荷载能力，这样才能保证渠道的使用长期性。渠道模板放置完成后，便可以进行挖掘工程，一般采用机械挖掘和人工挖掘共同实施的方案，这样能有效降低地基强度并避免地基土块带来的不利影响。

4.3 注重暗渠和暗管防渗问题研究

在水利渠道的施工中，暗渠和暗管是不可缺少的施工元素。技术人员必须要根据实际施工情况埋设管道，将管道放置在冻土层以下可以有效防止冬季低温冻结水管。同时，利用暗管输水可以避免恶劣天气的阻碍，提高输水效率。此外，暗管的适用范围大，它不局限于地势地形，能够高效利用水资源和土地资源。不过暗管的施工成本比传统施工方案高出很多，因此暗渠和暗管很少应用到实际的水利渠道施工中，相关部门应当加大研究力度和资金投入，为水利渠道的建设提供保证。

4.4 混凝土材料的选择

众所周知，水利渠道施工必然要用到混凝土，所以，施工单位要严格选用混凝土，主要从以下几个方面考虑。首先，要严格把关混凝土用料的配比，配比数据要通过实验室检验，符合施工要求才可以投入生产。混凝土的配料需要施工单位审批签发，并且不可随意更改配料成分，如若出现问题，不符合要求的混凝土不可进入施工现场。其次，混凝土所用的水也是有要求的，其质量必须符合施工要求。混凝土的搅拌和护养要使用可饮用水，不可以使用不经处理的污水和工业废水；在水源不充足的情况下可以使用符合施工要求的地表水和地下水。

在混凝土的运输上要尤为注意。混凝土的运输牵扯到混凝土的搅拌和浇筑问题。混凝土在运输过程中必须要不停地搅拌，因此必须要做到随拌、随运、随用。运输时要按照不同的施工要求选用不同的输送工具，要做到专车专用，保证混凝土的质量，避免混凝土出现分离、初凝以及漏浆的问题。此外，混凝土入场的温度也有要求，不可使温度发生太大变化，否则混凝土会出现明显泌水，无法入库。

混凝土的主要原料是水泥，在选择水泥原料时要选用符合施工条件的，在运送水泥时要做好防潮措施，保证原材料的质量。除此以外，砂土、石料等也会影响到混凝土的质量。因此，选用的砂子、石头要尽量洁净，不能有太多杂质，并且在投入施工前要清除砂子、石头外表的杂质，以免影响后期工程的质量。水利渠道选用的骨料主要有两种，一是细骨料，二是粗骨料。混凝土衬砌的施工要使用颗粒直径比较大的粗骨料，这样才有较大的支撑力。细骨料具有洁净、坚固的特点，其含水率也比较稳定，应用在渠道施工中可以提高渠道的坚固性。

4.5 模板安装

在施工时，混凝土需要模板支撑。模板的安装属于工程辅助工序，它能有效地固定混凝土，帮助其成型，还能够提高混凝土支撑力，同时保证混凝土的质量。不过值得注意的是不同工序所需的混凝土制作原料不相同，就需要不同种类的模板。目前所用的模板种类有木模板、钢模板、混凝土模板、钢筋混凝土预制模板。国内水利渠道常使用的模板种类是木模板和钢模板，主要应用于中小型水利工程。

5 水利渠道施工防渗的有效应用

5.1 防渗材料的改良及新型材料的应用

（1）混凝土材料性能的改良。水利渠道施工需要用到混凝土防渗材料，为了保证防渗材料的性能得到最大发挥，施工单位的技术人员要根据施工现场的实际情况对材料进行优化。混凝土材料在水利渠道中起到防冲刷的作用，但是混凝土的抗冻性能比较差，这就大大降低了混凝土的功能。因此，目前建筑单位进行水利渠道施工时会结合纳米技术，提高混凝土的抗冻能力。这项技术不仅能够有效提高混凝土的抗冻能力，还延长了混凝土的使用寿命。

（2）土壤固化剂的应用。水利渠道的建设需要保证建设场地的土壤承载能力，所以施工技术人员在不破坏土壤环境的基础上，依据现场的土质、地势特点使用土壤固化剂。虽然土壤固化剂应用广泛，并且具有良好的反渗性能，但是耐寒能力不强。目前相关部门已经在加紧研究，以期提高土壤固化剂的耐寒抗冻能力。

（3）新型复合土工膜。土工膜是目前研发应用的一种新型施工材料，它具备较强的抗渗性能，使用寿命长，并且成本低廉等优点。不过土工膜在运输过程中容易受到损坏，为改善这一缺点，技术人员研发出一款复合土工膜，它不仅提高了原有土工膜的优点，还增强了其坚韧性，不过复合土工膜的造价较高，没有得到普遍应用。国外的水利渠道建设工程使用的是膨润土，膨润土不但抗冻效果较好，而且造价低廉，可以将其借鉴到国内的水利渠道建设工程中来。

（4）特殊土壤的研究。经济的飞速发展拉动了国家建设业的发展，这就导致可以利用的土地资源逐渐减少，因此建筑业开始改造特殊类型土壤，进行软土地地基加固工作。在研究特殊土壤时，不仅要保护土壤的原有环境，还要让其符合水利渠道的建设要求。改造特殊土壤经常使用的方法有置换法、固化法等。特殊土壤的研究要立足施工的实际情况，控制研究成本，优化土壤改造技术。

5.2 对防冻材料的改良及新型材料的应用

（1）保温材料。水利渠道的施工还需要应用保温材料。目前，经常使用的保温材料有棉岩和珍珠岩。为了让其达到最佳的保温效果，技术人员会在施工时加入一定量的水泥，优化保温材料的胶结效果。在水利工程施工中采用的保温材料一般是高分子聚合物，比如人们熟知的聚苯乙烯泡沫塑料板，这种材料不仅价格低，而且保温效果也高于其他材料。

（2）水利渠道防冻结构。水利建设事业在很大程度上与农业经济发展以及人民财产安全挂钩，所以国家建设部门应积极创新，不断提高水利渠道的抗冻性能。比如，在施工时可以采用空心板、加厚版等特殊类型的防冻施工材料，不过这些材料成本太高，暂时无法在水利工程施工中得到普及，因此相关部门还需再接再厉，加紧研发出成本低廉，性能优良的水利渠道防冻材料。

6 结束语

水利渠道建设工程与我国农业经济的发展息息相关。由于社会经济水平的迅速提高，传统的水利施工技术已经无法满足当前对水利工程的要求，而且相关部门提高了对水利渠道质量的要求，因此相关建设部门不仅要保证工程的质量，还要注意工程后期出现的渗漏问题。在施工时，施工人员应当结合实际情况，有效应用防渗材料和防渗技术，提高水利渠道的社会效益和经济效益，保障我国农业发展的灌溉基础和物质基础。