水资源节约理念下的农田灌溉渠道防渗施工技术

何卫安，黄泰巧

（中国水利水电第九工程局有限公司，贵阳 550000）

1 引言

在农田灌溉渠道防渗工程中，应优先确保其防渗效果，从而达到减少水资源流失与浪费、提高水资源利用效率的目的。而农田灌溉渠道的防渗效果是由其施工技术和工程质量的控制决定的，因此，必须选用适当的施工技术，加强对施工过程的质量监督。

2 农田灌溉渠道防渗施工的重要性

农作物的灌溉方式是多种多样的，有喷灌、滴灌、浇灌等方式，当下被人们广泛熟知和运用的灌溉方式之一是渠道灌溉，但是因为我国大部分的农业灌溉渠道没有进行有效的防渗施工处理，导致大量的水资源向地下外泄，造成水资源的严重浪费。常规的土壤渗漏通常会造成约40%的水资源浪费，运用沙土和砾石建造的渠道会造成50%以上或更加严重的水资源损失，以此可见农田灌溉渠道防渗施工的重要性[1]。

由于灌溉沟渠的渗漏，使渠道用水利用率下降，灌溉面积缩小，造成水资源浪费，同时导致地下水的水位升高，造成耕地渍害，严重的造成土地盐碱化。土地二次盐碱化，不但给水利灌溉工作带来沉重的费用负担，而且严重影响工程的安全。要减少灌溉渠道的水损失，增加灌溉渠道中水资源的利用率，必须加强灌溉渠道的建设与维护，并进行系统的调水和控水，以不断提高灌溉工作的水平；同时，要通过灌溉渠道的防渗工程降低渗漏水量。所以，加强农田灌溉渠道的防渗工作是提高农业技术发展和增产的必要前提。

3 项目背景

某农田灌区干渠全长38.114 km，可对25 000 hm2的农田进行灌溉。因灌溉渠道易出现渗漏现象，造成严重的水资源损失，故本工程首先通过渠道测量，再采取回填压实作业及混凝土浇筑工艺降低渠道的渗漏率。

4 农田灌溉渠道防渗施工工艺

灌溉渠道防渗技术的种类繁多，各有其优缺点。从节水的角度考虑，混凝土衬砌的综合防渗效果是最佳的。目前，我国各地区的农业节水灌溉工程建设中，大部分采用的是混凝土防渗渠道。为此，本文着重阐述混凝土衬砌的防渗技术。

4.1 土石方施工

在开挖前，首先挖除开挖区域的覆盖层，然后进行土方开挖；在对盖板进行清洁之后，对其针对性地评测和放样，以施工图为依据，开展分层开挖工作。受渠线开挖深度差异性的影响，开挖渠道的施工方式应选择分层开挖的方式。图1为土方开挖示意图。

图1 土方开挖示意图

4.2 渠道测量

在进行防渗工程前，必须对灌区的各种参数进行详细的了解。首先，中线可由经纬仪测量；接着，在弯道的中间每间隔5 m放置1根中央桩，直道的中间每间隔50 m放置1根，安装完毕后还要进行测量检验，确保间距误差不超过1/1 000；然后，测量灌渠的高程，同时在200 m处设置控制点；最终以测量控制点、中线作为水渠放样的评判依据。

4.3 上部回填压实工作

1）先将回填区域上方的杂物和树枝等清除，然后才能进行回填压实。

2）上部的回填法采用分层压实法，即每回填一层，压实一次，每层回填的厚度≤0.3 m，并保证回填区的土层匀称、平整。

3）如果回填土中含有大量的沙粒和粉细沙，就需要对回填土的含水量进行严格的控制。若回填土壤过于干燥，则应适当洒水，以增加土壤水分含量；当回填土含水量太大时，应采用抽吸排水的方法，或采用比较干的回填土进行排水。

4）在所有压实工作结束后，应确保回填土的干容重大于1.5 t/m3，并且每一层的回填面积应达到100 m2以上，回填时应留出20 cm的削坡量。

5）提前调整渠道斜面的坡度。为防止由于施工时间过长、坡面过于干燥、人为践踏、暴雨等原因造成坡面损坏，建议在混凝土浇筑前一星期内进行开挖。在斜坡开挖过程中，必须对坡面的平整度、光滑度及渠道高度等进行严格的控制。在削坡时，应确保坡面的精确性[2]。

4.4 混凝土原材料的配制要求

1）混凝土用水要求：由于是对农田灌溉渠道的防渗施工，混凝土用水的品质在一定程度上影响着灌水效果，所以，应选用合适的混凝土用水。普遍意义上，居民的生活用水和清洁的地下水能够作为混凝土用水，但严禁选用污染指数较高的工业废水、有毒性水源和地下水，应采用运水车运水至施工现场。

2）水泥的要求：水泥是混凝土的主要成分，水泥的选用对混凝土的防渗效果非常关键，水泥的强度、规格等都要符合相关规定。为了确保所选用的水泥原料符合要求，可以在配制之前对所建的灌溉渠道进行细致的了解，然后根据不同的渠道特点，选用适合的混凝土，从而达到最好的防渗效果。

4.5 混凝土配制完成后的处理工作

1）混凝土搅拌工作。应选取恰当的时机进行混凝土搅拌，同时对搅拌速率进行掌控，以灌溉渠道的实际状况为基准，对混凝土参数进行配比。例如，大型农田灌溉渠道的防渗工程，可以适当延长搅拌时间，确保搅拌均匀，提升混凝土覆盖的均匀性、平整性。

2）输送混凝土。受混凝土停止搅拌会慢慢凝固的特性的影响，混凝土运送时间要尽可能短。应注意以下几点：（1）可就地取材，在工地附近选取混凝土搅拌场地，缩短搅拌地点到工地的间距；（2）在混凝土输送过程中，尽可能地排除障碍物，从而缩短运输时间；（3）控制抗凝剂的使用数量，短时间内减轻混凝土的固化状况。同时，在运输过程中也要小心驾驶运输车，防止加速或急刹动作的出现，避免水泥浆发生泄漏。运输车运送混凝土的载重取决于所运送的混凝土的总量。

3）进场时混凝土的检验。通过运输车将混凝土运至农田灌溉渠施工工地后，工地的工人和技术人员要对其进行取样做实验，主要是对其机械强度、防渗性能等进行测试，当所有性能满足灌溉系统的防渗要求并通过验收后，可以进行防渗处理工程的施工。若取样检验不通过，则此批混凝土不能用于渠道防渗施工中。

4.6 混凝土浇筑

根据设计图纸技术规范要求，采用强度等级为C15预制板，底板和边坡板的厚度均为10 cm。在浇筑底板时，应在坡体与底板接合部留出约5 cm的空隙，以便在运用脱模对坡体进行浇筑时，能够提升坡底和底板的质量。

4.6.1 施工方法

现浇混凝土模板采用钢板成型后的脱模，并在施工中采用了跳仓的方式，在渠道轴线方向上，将跳仓的浇筑间隔设置为5 m（根据设计的缝隙宽度），从而增加了模板的使用效率，同时也降低了模板的数量。

4.6.2 脱模设计

1）面模。由于建筑工地不容易设置大型吊装机械，所以，面模结构的主体结构是由2～5个支撑槽钢桁架作为主梁，次梁由50 mm×50mm角钢焊接而成，面板是由3 mm厚钢板焊接而成。为保证面模的刚性和完好性，应采用3 mm的钢板对面模每50 m间隔处设置加劲肋加固，同时轨道选用100 mm×45 mm+2 mm的矩形钢管，面模两端设置吊环，对钢丝绳、手拉葫芦等进行悬挂。可选用沙包的方式进行面模配重，在面模反面设置隔板，确保平衡物不易掉落，并以不同坡比设置不同配重，从而确保应力需求。

2）侧模。受混凝土板厚度为10 cm、坡面平坦等条件的影响，侧模可选用100 mm×45 mm×2 mm的矩形钢管作为支撑，如果仅考虑混凝土侧压的影响，并按相似的施工经验，可以选用两边的钢筋桩或木桩开展加固工作。施工中立模放样要求准确，在设置边模支承结构时，也要确保其有充足的支承强度，支承位置要稳定，这样才能确保一次就位，而且可以免去模板的装卸操作时间和成本。

3）配重与提升系统。牵引式导轨在斜坡上每1 m处插入2个M16的钢条，用于支撑导轨。面模就地固定在板子的左面和右面。为了防止施工过程中因混凝土的振动而导致模板位置上浮，必须在面模上加上一个配重的沙包。使用2个20 kN的手拉式起重机吊起面模。手拉式起重机每次起重高度为0.5 m，为了减少其运动位移，手拉式起重机使用锚杆将其固定在坡顶或马道平台上，待定位确定后，将面模两边的吊环与钢索或麻绳相连，此时可促使面模同频率升降。

4）斜坡检查、立模验仓、面模安装、混凝土入仓振捣、抹面、压实、收光、养护保温等共同构成脱模的主要技术要求。面板浇筑，可运用跳仓浇筑、挨仓浇筑、夹仓浇筑3种方式对面板进行浇筑。应以通过试验总结出的施工配合比来设置混凝土比例，在充分搅拌融合之后，运用人力小车将其推入仓内，在护坡上铺设滑槽或雨布，并用Q30插入式振动棒进行平仓振捣。浇筑时，采用两台手动吊车同步运转，实现了面模的同步吊装。为了避免模板和混凝土的结合，在浇筑间隔时间内，每30 min进行一次抬高，每次抬高20～30 cm。设置0.2 MPa模具的脱模强度，同时提升的最大间隔时间控制在1.5 h之内，速率达到1.0～2.2 m/h。应及时、精准地对出模混凝土表层开展人工抹面、压实、收光，收光后做好喷砂、养护、保温等工作[3]。

4.6.3 混凝土入仓

因利用了现场搅拌器进行混凝土的混合，因此，在斜坡上可以设置运输滑道，同时运用人工推动进料的方式。混凝土搅拌融合之后，以人力辅助方式将其送到滑道和进入料仓。

4.6.4 混凝土浇筑

1）在浇筑之前，要仔细检查相关的准备工作以及现场施工设备是否满足使用要求，充分了解边坡处理状况、地基处理状况、模板合理程度等。

2）在混凝土浇筑过程中，禁止向料仓中加入水。如果发现混凝土和易性不好时，应加大振捣力度，确保混凝土的质量满足要求。

3）不合格的混凝土不得进入仓内，及时清理不合格的混凝土。

4）在混凝土浇筑时，应经常清理附着于模板上的附着物。

5）在浇筑模具中，不能用搅拌机的地方，应以人工协助的方式进行处理，从而保障混凝土达到标准要求。

6）每一位置的振动时间以混凝土不再明显下陷、没有气泡并开始发浆为控制依据，以免造成过多的振动。振动锤与模板之间的纵向间距不得少于振动锤的有效半径的一半。振捣完成后，用刮板及人工平整仓面，然后由混凝土操作人员完成压面、收光等流程。

4.6.5 混凝土的养护

浇筑混凝土12～18 h后才能进行喷水养护；在高温、干旱的天气中，应事先喷洒水分养护，并用草帘覆盖；混凝土养护期，在燥热天气的情况下，对于重要部位的混凝土，应控制养护期时间不少于14 d。

5 结语

综上所述，灌溉渠道的防渗、节流措施与水利设施的使用有密切联系，是影响灌区农业经济发展的关键因素，本文从工程实际出发，分析了灌区的防渗技术对灌溉用水利用率的影响，详尽阐述灌溉渠道施工技术应用，以保证灌区水利建设的顺利实施，同时大幅度节约了水资源。