水利渠道工程防渗施工方法研究

2021-12-02戚义波

商品与质量 2021年44期

戚义波

东营市水利灌溉服务中心山东东营 257091

水利工程建设是为了充分利用现有水资源，避免资源浪费，确保人类世世代代都能拥有充足的水源。但是在实际操作过程中，水利工程的渠道内经常会出现渗漏现象，严重影响了水利工程的使用效果，缩短了水利工程的使用年限，给国家财产带来直接的损失。因此，相关部门必须找出导致渗漏的原因，完善施工技术，从根本上解决渠道的渗漏问题，让水利工程成为真正利在千秋的惠民工程[1]。

1 防渗技术在水利渠道施工中应用的重要性

水利渠道工程属于现代水利工程不可获取的组分，做好水利渠道的建设工作，使水资源有效地传输到渠道各个区域，与人们对水资源的实际需求相契合。我国改革开放事业迅猛发展，人口数量越来越多，水资源紧张问题日渐凸显，所以人们对水资源保护工作的关注度越来越高，也积极投身于水资源保护工作中，清醒地意识到水资源有限，同时我国水资源分配不均，再加上多种因素的影响使水污染问题愈发严重，为此必须想方设法做好水资源的节约与保护工作。水利工程的核心输送对象就是水资源，在渠道工程施工环节，有防渗漏技术的保驾护航，水资源浪费等问题的发生率会得到显著降低。同时使得水资源的整体利用效率大大提升。水利渠道建设施工环节，强化防渗漏技术的运用，使得水资源的整体利用效率进一步提升，缩减水利工程施工成本，规避二次返修情况的发生。高效、合理、有序的运用防渗漏技术，水利施工方强化自身市场存在实力，防渗漏技术水准显著提升。改进现有的施工水准，对提升企业形象，树立自身品牌有明显的促进作用。防渗漏技术对于水利渠道施工的推动力相当显著[2]。

2 导致水利工程渠道渗漏的因素

2.1 时间问题

通常水利项目会随着应用时间的增加而降低抗渗及耐久能力，上述功能一旦下降，便需要投入更多的资金进行后续的维护，避免工程过早老化。应用时间长会逐渐加剧渗漏现象，导致渗漏问题日益严重，大幅降低工程的使用寿命，对社会经济同样会造成极大的负面影响。

2.2 施工问题

实施水利项目时，多数施工人员所掌握的专业知识和技能不足，同时也缺乏有效的训练，因此无法高质量完成施工操作。多数一线施工人员倾向于凭借经验来进行施工，这不但会导致工期延误，同时还会对工程的质量造成负面影响。应科学控制各阶段的施工时间，如果对问题处理不及时、有效，便会引发后续更为严重的问题[3]。

2.3 原材料质量问题

原料的质量和类型对整个项目质量均会产生关键性的影响，因此需对原料质量进行严格把关。但在具体开展水利项目时，多数施工企业会更为关注经济效益，而对质量的要求相对偏低，这样参与施工的原料质量便无法达到标准要求，企业选择原料时，经常以次充好，该种现象的频繁出现也为项目实施埋下了更多的安全隐患。如果项目出现质量问题，造成的经济损失根本无法预测，甚至会直接威胁到我国总体的经济发展[4]。

2.4 设计问题

设计初期，相关人员难以结合规范的标准要求实施设计工作，同时在技术方面也与行业先进水平具有较为明显的差距，设计人员难以结合具体的项目情况进行规划实施，这便导致设计图纸和施工难以有效统一，甚至还会降低工程的实施质量，无法达到预期的建设效果。因此需要结合设计方面的问题严格进行审查。

3 水利渠道工程防渗施工方法

3.1 土料防渗施工法

土料防渗是渠道施工中较为传统的防渗技术，对材料的要求不高，且具备成本低、操作简单的优势。但是抗冻性能较差，土料的质量也会对防渗性能造成较大影响，一般用于中小型渠道防渗漏施工。在应用过程中，需要做好不同素土料的配比试验，以及测试混合土料的最大干容量与最佳含水率，做好混合土料的制备，确保土料施工强度，以获得较好的防渗漏性能。在施工阶段，需要对土料进行粉碎加工，一般来说土料应达到以下要求：素土粒径小于20mm、石灰粒径小于50mm；土料拌合后，含水率与最佳含水率偏差值应小于1%；夯实之后的干容重应满足设计要求，避免出现较大的离差。在对土料防渗层进行铺筑时，应按照从上游到下游的顺序铺筑，同步夯压，确保达到干容重设计要求，避免出现漏夯现象。在用灰土、三合土进行铺筑时，应按照先下渠坡然后渠底的施工顺序进行。反之，素土、粘砂混合土铺筑的施工顺序则应先渠底后渠坡。若是渠道的防渗层厚度大于15mm，则应采用分层铺筑的方式进行。采用人工夯实的方式施工时，需将虚土厚度控制在200mm以内，采用机械夯实时，需将虚土厚度控制在300mm以内，在相邻两个层面间的施工应进行必要的刨毛洒水处理。采用1:4.5的水泥砂浆，在表面抹上8mm的涂层，或者是将1:12的硫酸亚铁溶液涂抹在灰土、三合土表面，可提高防渗层表面强度[5]。

3.2 膜料防渗施工法

膜料防渗技术是指在水利工程渠床上铺设防渗层，达到防渗的效果。这项技术的优点是成本低、效果好、施工简便；缺点是膜料的牢固性和抗冲击性能不足，很容易出现破损现象，影响防渗效果。因此在施工过程中，需要尽量保持膜料的完整，避免铺设失误导致的膜料破损。首先，在施工之前，需要将渠道周围铺平，清除施工区域内的杂物及杂草，避免地面不平或杂草生长造成的膜料损坏。其次，铺设的过程中，需要适当留出一些小褶，这样可以提高膜料的抗冲击能力。膜料的搭接处应有10～15厘米的重叠，这样能够确保搭接处不会出现渗漏问题。目前我国正在进一步改进膜料性能，希望能够找到抗磨损、抗冲击能力更强的材料，提升膜料防渗技术的应用范围[6]。

3.3 砌石防渗施工法

砌石防渗施工法在应用的过程中，需要依靠不同石料的堆砌，让渠道形成一层防渗墙，而这一防渗墙对透水性能的要求是尤为严格的，所以操作人员也需要在实践的过程中格外加以注意，要先对渠道的施工面进行清理，然后以沙浆作为原材料，把石料平整的堆砌在河道表面，如果在堆砌的过程中出现了孔隙，那么就需要用碎石进行填补。同时，操作人员也需要控制石料铺设的厚度，要多于20厘米，但不能超过40厘米，在勾缝的时候，也应当以水泥作为原材料。

3.4 沥青防渗技术

沥青是建筑工程中最为常见的材料，常用沥青防渗技术主要有两种施工方法：一种方法是先将渠道压实，之后洒水、除草，随后在表面喷洒热沥青，这样就能够在渠道表现形成一层保护膜，起到防渗的效果。另一种方法是在苇席、麻布等物质的表面喷洒沥青，制作成为具有防水功能的材料，然后将这些材料铺设在渠道表面，达到防渗的效果。使用这种方法时，需要特别注意接缝位置的铺设，确保不会留有缝隙，以免影响防渗效果[7]。

3.5 灌浆防渗技术

首先可以采用高压喷射灌浆的方法来提升地基的承载能力，达到防渗的目的，这种方法的优势在于防渗效果好、施工质量高，应用范围广；缺点是喷射流束很难控制，容易出现漏喷，因此需要根据施工地点的情况选择喷射方法。其次是卵烁层的防渗帷幕灌浆。先取部分黏土和水凝浆液混合，之后根据渠道内的地质情况设置灌浆标准，通常需要设置三个以上的灌浆孔，这样才能实现全面填充。再次是经常用于岩石地基或者砂烁石地基的基础帷幕灌浆，这种方法是利用灌浆的形式实现防渗帷幕顶部和坝体的连接，其底部能够延伸至不透水的岩石层处，这样就能有效减少地基处的地下水量，实现保护渠道的目的。最后是在传统灌浆基础上改进的控制性灌浆技术，这项技术最大的优势就是操作简便、灌浆效率高、节约灌浆时间，降低防渗成本[8]。

3.6 薄型抓斗成墙工艺

土质类型具有多样化的特征，因此需要使用应用范围和效用更广的工艺技术，这便是薄型抓斗成墙技术。该类工艺的主要特征是在沙土及黏土等多种土层中均能够适用。我国的土质类型较多，不同的工艺需结合土层和施工地段的差异分别选择应用。在具体开展施工时，需要首先处理施工人员的问题。此外该类工艺还可将成墙深度提高到40m左右，大幅超过多头深层搅拌技术的22m深度。对于防渗项目而言，保障深度大幅增加，同时还可体现出工艺本身的优势，能够有效降低防渗施工的难度，同时还可压缩工时[9]。

3.7 多头深层搅拌水泥土成墙工艺

开展施工时，需要使用不同类型的土质参与防渗工程的实施。如果遇到黏土和淤泥等部分，便需要使用多头搅拌设备完成城墙的施工。该项技术的防渗墙深度最高可达22m，渗透系数为1.30MPa。结合我国土质类型的分布现状，多头搅拌工艺能够广泛应用于各个防渗施工项目中，最为明显的优势便是不会形成泥浆污染，能够对环境起到一定的保护作用，符合当前水利项目的实施趋势。同时还具有操作便捷、成本低、工期短等特征，能够大幅提升施工进度和质量，在当前的施工中应用频率更高。多头搅拌技术对防渗工程具有明显的优化作用，在后续的发展中也会发挥更高的功能和价值[10]。

3.8 混凝土施工环节的防渗技术

（1）模板防渗安装举措。严格按照图纸设计内容，保障模板的安装工作有条不紊的推进，测量放样操作平稳进行，控制好关键结构的设置，提升设置效率，保障接下来的校核、检查工作顺利推进。渠道衬砌模板安装的时候，需要将其在稳定地基上支撑，与此同时控制支撑面积大于模板。规避施工环节模板华东或移位等情况，保质保量完成模板工程施工，使得混凝土表层的完整程度得以保障。拼装操作环节，提升严密精确性，防止变形、漏浆等质量问题的出现，与此同时安装的偏差尺寸数值与施工规范要求完美契合起来。

（2）精心选择混凝土原材。做好混凝土原材料的精心选择。对渠道衬砌而言，水泥作为主要材料，一定要全面考虑水利渠道工程实际，结合实际情况筛选质量过硬的水泥材料，运输、储存水泥的时候一定要注意防水防潮。与此同时，砂料、石子等质量对于混凝土施工衬砌材料所产生的影响也是直接的。衬砌混凝土渠道，所选择的粗骨料的粒径要大。混凝土施工配合比一定要通过小试试验后明确，迎合具体的施工要求及技术规划之后通过审核后投入使用。混凝土施工配料需要顺利通过审核之后再签发。严苛结合签发的配料单完成具体的配料，禁止随意更改。

（3）强化浇筑环节的质量控制保障混凝土浇筑环节的施工质量。正式浇筑混凝土前，需要将沙砾地基的杂物彻底清除，保持地基面平整，防止已经浇筑好的混凝土由于水分流失严重会在表层出现细微裂痕，在渠床干燥起土的时候一定要先展开洒水湿润操作。混凝土衬砌渠道施工往往是结合伸缩分分块浇筑，而渠底及渠坡等在跳仓浇筑的时候应用广泛。大部分是先将渠底浇筑完成再进行渠坡浇筑，最后浇筑的是压顶。优点在于先浇筑的渠底衬砌板作为渠坡浇筑环节的支撑物。而卸到仓内的混凝土料需要及时平仓振捣，人工平仓、刮杠刮平。要特别注意平仓不能用振捣来替代，振捣操作的时候，以混凝土粗骨料不产生明显下沉同时出现泛浆为准，规避振捣不到位或者振捣过度的情况。在振捣的时候使用平面振捣器，一定要将混凝土按照模板高度全部铺满仓面，然后开始振捣操作。