水利工程中农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术研究
摘要
关键词
水利工程;农田灌溉;防渗渠道;混凝土配比;防渗技术;养护技术
正文
水资源是农业生产中不可或缺的资源,而渠道输水效率直接影响灌溉效益。传统土渠渗漏损失严重,造成水资源极大浪费。混凝土衬砌因其良好防渗效果、较强抗冲刷能力、经济价值相对较高的特点,在农田灌溉渠道中得到广泛应用。基于此,本文将主要研究水利工程中农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术,现报道如下:
一、防渗渠道衬砌施工技术运用至农田灌溉中的意义
1、延长渠道寿命
混凝土衬砌渠道通过刚性防护结构可有效抵御水流冲刷和自然环境侵蚀,进而提升渠道工程使用年限、使用稳定性。既往未衬砌的土质渠道在长期输水过程中,常因水流冲刷导致渠坡损坏、渠底淤积,需要频繁清淤和维护。而混凝土衬砌层为渠床提供坚固保护壳,能够抑制杂草生长,防止渠坡滑塌,减少渠道断面变形。
2、节约水资源
防渗渠道衬砌主要特点为可节约水资源,混凝土衬砌层通过形成不透水屏障,显著降低渠道输水过程中渗漏损失,进而可直接转化为灌溉面积扩大或单位面积灌溉水量减少,可高效缓解水资源紧张并保障农业灌溉。从生态角度考量,减少无效渗漏有助于维持地下水位相对稳定,避免因过度渗漏引起土壤次生盐渍化等生态问题。
二、水利工程中农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术
1、原材料合理选择
原材料质量直接关系影响衬砌混凝土性能、耐久性,水泥选择时应保障强度等级不低于42.5MPa,需具备良好稳定性和较小收缩性。骨料质量对混凝土性能、防渗渠道经济性影响较大。细骨料宜选用级配良好、细度模数在2.6-2.8间的天然中砂,含泥量控制在3%以内。粗骨料应采用质地坚硬、粒形均匀的碎石或卵石,最大粒径不超过衬砌层厚度1/3-1/2,且不大于40mm。
2、混凝土合理配比
混凝土配合比合理性是保障衬砌渠道抗渗性、耐久性核心技术环节,配合比设计需综合考虑强度要求、抗渗性能、抗冻性能等进行综合考量。水胶比是影响混凝土密实度、抗渗性关键参数,施工人员应根据工程要求抗渗等级、抗冻等级合理选择,针对有抗渗要求混凝土,水胶不宜超过0.55;针对有抗冻要求混凝土,水胶比需根据抗冻等级和是否掺用引气剂进行严格控制。例如:内蒙古黄河干流水权盟市间转让河套灌区沈乌灌域试点工程,具体建设内容包括衬砌渠道维修、渠道清淤、渠堤防护及维修改造各类渠系建筑物等。在实际施工过程中,为确保混凝土质量稳定,我们要求施工配合比的调整必须遵循严谨流程。调整配合比的核心在于根据现场实测的细、粗骨料含水率进行动态计算与验证。操作时,应每班至少两次采用快速法测定骨料含水率(雨天需加密),并据此计算:湿砂用量 S_wet =理论干砂量 S×(1 + 细骨料含水率 w_s),同时算出砂中所含水量 W_sand = S×w_s;施工实际加水量 W_mix = 理论用水量 W - W_sand(若粗骨料含水也需同步扣除)。调整后的配合比必须书面下达,并通过开盘鉴定验证混凝土坍落度;若不符要求,应优先微调外加剂用量,严禁仅凭经验直接任意增减用水量,以免根本性改变水胶比。通过以上措施最终使得整个衬砌工程渗水率降低为0.038m³/ (㎡/d),优于I级防渗标准单位面积渗漏量≤0.04m³/ (㎡/d)的要求。
3、地基处理技术
良好地基处理是保障衬砌结构长期稳定的基础措施。地基施工前,施工人员需进行现场清理,彻底清除渠床内有机物、杂物等。针对软弱地基,应采取换、填、夯实等措施进行加固,提高地基承载力。地基整理应严格按照设计断面进行,通过机械开挖与人工修整相结合方式,确保渠道断面尺寸、坡度及高程符合设计要求。开挖时应预留10-20cm保护层,待基本开挖完成后由人工精平,避免超挖或欠挖。针对填方渠道,应分层夯实,每层厚度不超过30cm,压实度需符合设计要求。地基整理完成后,需进行压实度检测,确保地基均匀密实。针对地下水埋深较浅渠段,应考虑设置排水设施,降低地下水位,防止衬砌结构因地基湿陷、冻胀而破坏。
4、混凝土浇筑技术
混凝土浇筑是衬砌施工核心环节,其质量直接决定衬砌体防渗效果。浇筑前,施工人员需先进行模板安装,在此过程中应充分保障模板强度、刚度及表面平整、接缝严密,尺寸和位置符合设计要求等。针对机械化施工渠道,多采用滑模摊铺机一次性完成混凝土布料、振捣、成型。现浇混凝土过程中,入仓坍落度应根据施工方式和结构部位合理选择,采用衬砌机施工时,坍落度宜控制在30-50mm;人工施工时可适当增大,从而保障浇筑效果。振捣作业是保证混凝土密实度的关键措施。应采用机械振捣为主、人工辅助方式,确保振捣均匀性、密实性,避免过振、漏振现象产生。振捣时应严格控制插入深度,防止破坏地基。针对边坡衬砌,施工人员应从坡脚向坡顶方向进行浇筑,防止混凝土下滑[1]。浇筑应连续进行,尽可能避免中断,诊断时间应小于混凝土初凝时间,从而避免后期有渗漏现象产生。
5、施工缝处理技术
施工缝是衬砌结构的薄弱环节,若处理不当,便会因此发生渗漏现象。施工缝设置应综合考虑结构形式、施工条件和温度变化等因素进行具体设定,纵向施工缝间距应根据渠道尺寸确定,通常不超过4-5m;横向施工缝间距通常为5-8m,且应与伸缩缝结合设置。施工缝处理尤其重要,应充分加强其界面处理,在混凝土浇筑间歇时间超过初凝时间时,及时对已浇混凝土表面进行凿毛处理,清除浮浆和松动骨料,露出坚实基层。继续浇筑前,施工人员充分湿润旧混凝土面,并铺筑一层与混凝土同配合比的水泥砂浆,厚度1-2cm,从而保障新旧混凝土良好结合,避免后续因此发生渗漏[2]。
6、防渗处理技术
防渗处理是渠道衬砌核心目标,需采取多层次、综合性技术,从而保障防渗效果。混凝土衬砌层本身是主要防渗屏障,其防渗能力取决于混凝土密实度、抗渗等级。针对高防渗要求渠道,施工人员可采用复合衬砌结构,具体是指在混凝土衬砌层下设置土工膜防渗层。平整铺设土工膜并贴紧地基,搭接宽度不小于10cm,并采用专用焊接设备进行焊接,确保接缝严密可靠。另外,伸缩缝处理尤为重要。伸缩缝应填充闭孔泡沫聚乙烯棒、沥青玛蹄脂、聚氨酯密封胶等弹性密封材料,填缝前应彻底清理缝内杂物,保持干燥,确保填缝材料与混凝土粘结牢固。保障填缝深度一致、表面平整,避免有中断、气泡等现象产生,从而降低渗漏发生率。
结束语
农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术对保障防渗渠道性能、农田灌溉效果尤为重要,其施工技术涉及原材料、混凝土配比等多方面。在此中,还需不断加强对施工环境、地质、材料特性等综合考量力度,并以此选择适宜施工技术,促使施工质量可不断提升。另外,施工人员的综合能力水平也对施工质量产生影响,针对此,还需及时对施工人员进行岗前培训、施工交底等,并制定相应管理制度与标准等,促使施工质量可高效保障。
参考文献
[1] 孙亮.水利工程中农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术分析[J].中国地名, 2025,14(4):115-117.
[2] 唐福林 唐健.水利工程中农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术分析[J].新农民, 2024,9(13):52-67.
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