农田灌溉中的渠道防渗施工技术

□ 高术人

（甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心，甘肃 白银 730400）

渠道是重要的农田灌溉设施，其作用十分重要。我国属于农业型大国，在农业用水方面的需求量一直居高不下，独占鳌头，但基于水资源十分紧缺的原因，在灌溉用水上每年都有十分严重的浪费现象，灌溉水的利用系数无法得到提升，一直以来都是棘手的问题，因此也制约着我国农业在国民经济中的有效发展。

水利部门的官网数据显示，我国在2018年的全国用水量为1000.5m3左右，但农业用水量就约占61%，与此同时，近20年来我国的农业用水平均数一直处于这个数值，基数庞大。现有的修建的灌溉渠道已拥有305万km的总长数，但真正具有防渗功能的措施渠道却远远不够，大概只有55万km，所以要解决我国水资源短缺这个难题，必须突破原有瓶颈，让灌溉水利的使用系数完全提升起来，将水输送过程中的损失量严格控制和降低。而渠道防渗技术就可以完成这一任务，可以从渗漏上弥补70%以上的水资源，并提高农田灌溉水的利用系数，从根本上对我国农业用水方面的供需矛盾进行彻底解决，并带来更多的持续性发展优势，为农业提供后方保障。

一、渠道防渗技术

农田灌溉需要提供充足水资源，在维持地下水位稳定的同时，通过提供充足的水分改良土质提升作物产量，做到高效利用水资源助力农业经济发展。现阶段，可以采用的渠道防渗技术主要有四种，即土料压实、石料衬砌、混凝土衬砌和覆膜防渗。

（一）土料压实技术

针对以往建设的土水渠，多采用土料压实技术进行防渗处理。在防渗施工时，可以就地选取灰土、黏性土等材料进行渠道改造，要求提前做好土料粉碎、过筛处理，经过干拌、湿拌后达到施工要求。结合以往经验来看，通常将灰土含水率控制在30%以下，黏性土则要求塑限不超4%。由于材料易得，同时施工操作较为简单，因此采取该技术施工成本较低，多数地区得到了推广应用。但要取得理想防渗效果，还需提前开展材料性能试验，确认达到现场施工要求。

（二）石料衬砌技术

石料衬砌技术多用于石料丰富的地区，可以利用石料完成护面、挡土墙等结构的衬砌施工，石墙厚要求达到15～30cm。采用石料搭建的沟渠可以取得理想防渗效果，并发挥防冻作用，能够满足农田灌溉需求。从当地选取耐磨、抗冲击的石材，并结合灌溉渠道所在位置的地理特征合理选择搭建的结构，才能保证防渗施工效果。结合地形做好渠道结构设计后，做好表面清洁，并在底部铺垫碎石，然后自下而上进行石墙堆砌，最终通过在表面洒水加强结构保养。但由于使用的石材较多，该技术主要适用于中小型渠道的改造。

（三）混凝土衬砌技术

作为主流的渠道防渗技术，混凝土衬砌技术用于渠道改造能够取得理想施工效果，有效提高输水效率，且能延长工程使用寿命。该技术可以进一步划分为两类，一类为直接进行预制U型水渠安装，另一种则为使用混凝土进行现浇施工。采用预制水渠进行现场安装施工，需要提前结合农田灌溉地的地形结构合理设计预制板，并按照相关技术指标要求加强预制板制作，要求建立严格工艺标准，保证结构质量达标。采用现浇混凝土施工技术则更加灵活，能够结合实际情况灵活调整施工设计，但要求加强施工工艺过程管控，保证工程建设质量合格。在实际应用实践中，还应提前做好水渠清理，并结合环境、水文地质等条件合理设计混凝土配比，并加强混合料质量控制。在混凝土施工时，应做到分层浇筑，并在结构成形后加强防渗性能检测，保证达到质量要求。采取混凝土衬砌施工技术，形成的渠道拥有良好防漏性能和抗冲刷能力，同时能够为渠道后期维护提供便利，带有“一劳永逸”的特点。

（四）覆膜防渗技术

在对渠道进行临时性修补时，可以采用覆膜防渗技术。具体来讲，就是先完成渠道沟槽挖掘，经过整平后使用沥青纤维布油毡或塑料膜等材料在渠道底板位置进行防渗层施工，最终通过填埋构成渠道。采取该技术要求提前掌握地区气候、地形等情况，合理进行覆膜位置的选择，保证薄膜覆盖区和限定区能够较好衔接，以便充分发挥薄膜防渗作用。此外，应选择高质量的薄膜，以免在施工或使用过程中发生破裂，导致施工效果不佳。应用该技术耗费的工时较短，无需使用复杂机械设备，能够为快速解决渠道渗漏问题提供支持。但由于薄膜使用寿命有限，因此农田灌溉渠道后续依然容易发生渗漏现象。

二、渠道防渗施工技术应用

在渠道防渗方面，可以采取的施工技术较多，但在实际进行工程建设的过程中还应结合农田灌溉体系建设发展需求进行合理选择，保证技术得到科学应用。在工程建设实践中，还应制定科学施工方案，并加强施工过程把控，从而提高水利工程施工技术水平。

（一）工程概况

某县地处平原地区，土质条件不佳，目前建设的农田灌溉渠道渗水性较高。在地区水资源匮乏的情况下，需开展防渗工程提高全渠道输水能力。按照工程建设要求，需要对1条干渠、6条一级分渠和53条二级分渠进行建设，将工程划分为6个标段，各标段长353m，做到同步开展作业。渠道深达1.2m，宽为2.1m，输水速率达到132m3/h。

（二）施工方案

结合工程施工条件可知，地区气候条件不适合采用复合材料进行防渗施工。与此同时，地区土料、石料等材料并不丰富，还应选用密度大、抗渗性能强的混凝土进行衬砌施工，从而有效延长工程使用周期和提高工程输水能力。通过现场勘察发现，灌溉渠道多处存在明显转折，采取安装预制板的方式将给现场施工作业带来困难，未能合理施工将影响渠道防渗效果。通过综合分析，决定采取现浇方式进行混凝土渠道修建，将因渠道渗漏损失的水量减少85%，并通过提高输水能力满足当地农田灌溉需求。而在渠道的底部和斜坡位置，需铺设90×120cm的混凝土板，厚度达到4.5cm，彼此保持2.5mm间隔，缝隙利用水泥砂浆填充，做到全面提高渠道防渗效果［6］。

（三）施工要点

1.地基处理

按照施工方案，需要在衬砌施工前完成地基处理，在做好拌合厂等场地布置的同时，进行渠道放样。使用经纬仪测定中心控制线，确定中心桩后，可以在弯道位置每5m布置一个点位，直线段每50m设置一个点位，测距误差在1/1000以下。按照四等水准进行高程测量，每隔200m设置一个临时高程控制点，将中心线作为依据进行地脚线放样，获得4条控制线。在测角过程中，应将误差控制在30mm以内。完成放样后，需要进行机械开挖，考虑到原本基础相对坚固，开挖将造成断面扰动，导致渠道内落入垃圾、砖石等材料，在衬砌施工前应做好沟渠清理。对渠基进行夯实，应从底脚开始向内侧夯实，水平向距离达到1.5m，堤顶位置夯实1m，构成一个斜梯。由于渠道基底为砂壤土和粉细砂，在分层回填夯实时各层铺土不超30cm，需加强含水量控制，并保证均匀、平整，确认夯实后至少达到1.55t/m3的干容重要求。此外，还应对渠坡进行修整，在衬砌施工前1d进行削坡，加强表面光滑度和高程控制。通过人工挂线方式作业，确保内边坡和渠底平整度偏差在±0.5cm范围内。

2.模板施工

在模板施工环节，由于渠道属于小型水利工程，可以选用木模板支模。在施工实践中，确认模板和现浇边坡混凝土板斜面长和表面长误差在±20mm范围内，混凝土板厚度和伸缩缝尺寸误差在±3mm范围内。在铺设相邻两块模板时，要求高差在±1mm范围内，拼缝间隙偏差不超±1mm，配件孔眼位置偏差同样在±1mm范围。在支模过程中，做到严密拼装，确认模板不存在变形、漏浆等问题。在渠道纵向上，应确保安装净距误差不超±10mm，宽度方向误差不超±30mm。

3.混凝土配制

在衬砌施工期间，混凝土为主要材料，需要严格把控材料质量，以免渠道施工无法取得理想效果。在材料选用方面，还应选用品种佳、强度高的水泥材料，根据渠道特性实际选择干硬性水泥，保证凝固效果良好。在骨料选择上，确认粗骨料粒径不超钢筋净距2/3，同时应不超混凝土板厚1/2，应小于构件断面最小边长的1/4。采取连续级配材料，应保证表面洁净。在细骨料选择上，选用细度模数在2.4～2.6之间的人工砂，确认材料质地坚硬，含水率不超6%。在混凝土配比设计上，应开展试配实验，完成试件制备，确认结构抗屈服强度能够达到24MPa以上，抗弯强度至少达到2.5MPa，形变程度不超2.2%。严格按照配比进行混凝土拌合，应使用电子计量准备进行各种材料称取，并按照顺序加入到搅拌站中进行拌和，期间严格控制含水量。对农田灌溉渠道进行修建，可知现场无法进入大型罐车，因此需使用架子车等进行混凝土运输，要求使用专车，并提前做好车斗清理，确认不存在漏浆问题。每次卸料时，需要将车斗清理干净。通过合理调整搅拌站位置，可以缩短运输路径，确保在混凝土初凝前完成渠道浇筑。

4.混凝土浇筑

混凝土运输到现场后，应进行取样检查，确认抗渗性、强度等指标符合要求，然后进行渠道施工。在施工前，针对砂砾地基应做好杂物清理，对基面进行整平施工，将表面游离的石灰、泥膜等清理干净，确认半露石子，达到加强层间结合效果的目标。针对纵缝进行处理，应加强冲洗，为后续灌浆提供便利。针对施工缝应进行凿毛，然后冲洗干净，保证表面无尘土或杂质。先使用水泥浆对表面进行处理后，才能进行混凝土浇筑，以便能够较好结合施工缝。在入仓辅料阶段，还应确认渠床是否存在干燥起土问题。发现问题后应立即进行洒水湿润，以免浇筑过程中水分大量流失，导致形成的混凝土板出现裂纹。按照伸缩缝进行渠道分块浇筑，需要将渠道划分为长20m和宽3m的工段，要求在45min内完成混凝土浇筑。针对渠底和渠坡，需要进行跳仓施工，从下至上依次进行结构浇筑，最终完成顶部浇筑［5］。将底部衬板作为支撑，能够为两侧渠坡浇筑提供便利。在浇筑期间，还应加强振捣施工，通过人工方式平仓，避免出现材料堆积问题。发现局部出现骨料堆叠情况，应通过刮杠等方式移动至砂浆多的位置，保证材料得到均匀分布。在坡面浇筑混凝土，应从底部开始，逐步向上浇筑。确认粗骨料不再下沉，并且出现泛浆现象，应立即停止振捣，以免发生过振问题。按照模板高在仓面铺满混凝土，对表面进行平整后，可以利用平面振捣器进行2遍振捣。首次振捣时应缓慢移动设备，第二次加快速度。针对边角等位置，可以通过人工方式振实。做到持续浇筑，如发生意外中途停止，应将时长控制在60～90min以内，以免影响收面效果。浇筑后使用原浆收面，应利用长木将表面抹平，经过一段时间后利用铁泥抹面，直至达到密实、平整等要求，应确认不存在麻面等缺陷。

5.拆模及养护

确认混凝土初凝后，可以进行拆模，从一段将模板缓慢翘起，避免给混凝土结构带来过大扰动。使用硬物对模板背面进行轻轻敲打，确认松动后可以将模板缓慢取出，保证混凝土板表面平整。对拆下的模板需立即进行处理，发现缺损应立即修复，并做好模板校核，确认后续能够循环使用。在混凝土凝固的过程中，为保证结构质量还应加强养护，在表面铺设草席并洒水。在环境气温正常的情况下，应在6～18h内进行养护，具体还应根据气温、混凝土材料性质等情况确定养护时间。养护期间，应经常洒水，保证混凝土表面湿润，以免水分散失过快导致内外温差过大，继而引发结构裂缝。在外界温度较高或较低的情况下，可以在表面铺设薄膜发挥保湿或保温作用，确保结构表面温度和结构水分缓慢流失，保证最终形成的混凝土渠道质量合格。

三、结语

应用渠道防渗施工技术解决渠道渗漏问题，能够有效提高农田灌溉过程中的水资源利用效率，达到改善土质和满足作物生长需求等目的，为高效农田灌溉体系的建立提供有力技术支撑。在技术应用实践中，还应结合实际需求选择适合的渠道防渗技术，并加强对施工过程中地基处理、模板施工等关键环节的把控，保证工程建设取得理想效果，从而推动农田水利事业的健康发展。