农田水利工程防渗渠道施工影响因素及对策

2022-12-06齐景秀

乡村科技 2022年20期

齐景秀

（甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心，甘肃白银 730900）

0 引言

农田水利工程是充分利用农业生产地附近水资源的重要基础设施。近年来全球气候异常，农田水利工程在保证粮食安全方面起到了重要作用。我国农业灌溉水资源消耗量占比约60%，其中有相当一部分是渠道渗漏而导致的流失量［1］。因此，提高农田水利工程中的防渗渠道建设质量是高效节约水资源的第一道闸门［2］。要想进一步完善防渗渠道施工技术，势必要围绕其进行全方位的分析，加深对工程施工常见质量问题、问题成因、工艺工序等的认识，如此才能针对问题采取行之有效的处理措施，以实现农村水资源的高效分配与利用，实现多方面的社会效益和生态效益。

1 防渗渠道施工质量的影响因素

1.1 内因

1.1.1 施工技术。我国积累了丰富的农田水利工程防渗渠道施工经验，但施工技术差异对防渗渠道的施工质量影响相对较大。不同的施工技术。其技术原理与技术路线不同，且使用效果也表现出明显的差异。例如，选择固体防渗施工技术，就要在水渠表面用混凝土材料铺设防渗层，其技术原理为加固土壤、堵塞渗漏，影响因素就包括混凝土材料成分配比、混凝土的铺设厚度及工艺工序等方面［3］。如果采用液体防渗施工技术，其技术原理就为采用液体材料对水渠防渗层进行保护等，其影响因素就包括土工膜表层有机酸涂料、液体橡胶等建筑材料质量及施工工艺等方面。

1.1.2 施工材料。在农田水利工程建设中，施工材料的质量对防渗渠道的工程质量影响较大。第一，建筑材料本身的理化性质会直接影响防渗效果。部分施工企业为节省成本使用了质量不达标的建筑材料，对防渗渠道的日常使用造成很大影响，导致农田水利工程项目质量不达标。第二，成分配比问题。任何不满足施工要求的成分配比都有可能导致施工质量不达标，影响工程后期的使用效果。第三，用材不科学。部分不适用于水利工程建设的新型建筑材料被应用到防渗渠道的施工建设中，导致工程质量出现问题。

1.1.3 维护管理。农田水利工程防渗渠道有其使用周期与使用寿命，时间的推移和地理条件的变化会给工程带来一定影响，降低其使用效果。例如，由地质活动、温差变化、外力碰撞所导致的裂缝，会使防渗渠道出现不同程度的渗水问题，显著降低渠道的防渗能力［4］。这些问题在项目设计阶段无法进行准确预测，因此，技术人员只能通过后续对防渗渠道的日常维护管理来保证防渗渠道的整体质量。此外，堵塞、风化、流体等因素也会对防渗渠道的局部质量造成影响。这些局部质量问题也需要依赖日常维护管理来进行防范、控制、修复，从而保证农田水利工程防渗渠道正常发挥其使用功能。

1.2 外因

1.2.1 地理条件。我国幅员辽阔，各地水土理化性质差异明显，使得农田水利工程具有多样性的特点，其中最重要的影响因素就是土壤的渗水性。由于各地土壤渗水性存在差异，因而农田水利工程的防渗渠道施工要求也呈现多样性。因此，农田水利工程的设计人员应充分考虑项目所在地的地理条件，做好前期地质勘测工作，并对土壤的理化性质进行多轮试验。例如，可对不同土壤层进行pH值测试、凝固试验等，做好基础性分析与施工效果预测工作，优化施工技术，保证防渗渠道的施工质量。

1.2.2 地下水渗漏。地下水渗漏是农田水利工程建设中影响防渗渠道施工质量的常见因素。我国大多数农业生产区地下水位不稳定。在农田水利工程施工过程中经常出现地下水位持续升高、反渗透现象，既不利于工程施工，又严重影响工程的后续维护。此外，对于我国南方地区而言，农田水利工程经常会遭遇连续降雨天气的危害，而暴雨、台风等恶劣天气又会进一步增加防渗渠道的地下水渗漏风险，影响现场施工进度，增加施工压力。

1.2.3 生物破坏。农业生产区常见的害虫、害兽（如虫蚁类、啮齿类及其他穴居动物等）的筑巢活动，经常会破坏农田水利工程防渗渠道的土层结构。例如，蚁穴会导致防渗渠道在台风、暴雨等自然力的影响下出现局部坍塌等现象，增加防渗渠道的渗漏量，使整体项目面临较大的安全风险［5］。

2 农田水利渠道工程防渗施工存在主要问题

2.1 传统施工方法存在一定缺陷

传统的农田水利工程防渗渠道施工方法存在诸多缺陷，如设计精度不足、工程施工质量不一、施工技术过于单一及现代化施工机械应用比例偏低等，常导致防渗渠道不能正常发挥其使用功能。除此之外，传统的防渗施工方法还存在一定的技术缺陷，如现场制作施工材料的工序工艺比较复杂，导致连续供料质量不均，工程局部产生严重的渗漏现象。

2.2 计算精确度不高

农田水利工程建设需要大量的数据与准确的计算作为方案支持，这是有效减少施工问题的基础。现阶段，诸多防渗渠道施工项目仍存在计算精度不高的现象，常导致现场施工与图纸不符。这主要是由于防渗渠道在农田水利工程中的等级要求相对不高，因此，施工单位在施工前期往往不重视数据的精确度计算。例如，部分施工单位在施工时常选择直接套用相似方案的数据，往往导致施工出现较大的误差。

2.3 工艺过于单一

防渗渠道工程在空间上呈现线性排布，防渗施工的跨度较大，所面临的地理条件情况复杂多变，因此，施工人员要灵活、有针对性地选择施工技术，这也是出于客观情况的要求。但当前许多施工单位在防渗施工过程中采取“一刀切”，在连续作业面内盲目统一技术标准，无视现实条件的多样化，导致施工人员在面临复杂、异常情况时，无法灵活选择施工技术，尤其是在异常气候、环境变化较大的条件下仍坚持采用一成不变的施工方法，直接影响了防渗施工质量。

3 常用防渗渠道施工技术在农田水利工程中的应用

3.1 土料防渗技术

土料防渗技术在农田水利工程防渗渠道施工中应用比较广泛（见图1），这是因为土料防渗技术的工艺工序相对简单、材料易得且成本低廉，但其防渗层易受影响、易破损、维修频繁、防渗效果较差也是客观存在的短板。土料防渗技术主要有以下3个施工要点。第一，搅拌土料。施工人员对渠道施工场地土壤表层杂物进行清理，根据方案要求进行混凝土配比拌和，等待混凝土强度满足施工要求。第二，分层浇筑。即开展拌和混凝土料的分层浇筑施工，施工遵循先干后湿原则，施工完成后需要对现场进行网苫处理，施工后安排防渗检测及验收工作。第三，渠道养护。养护期要及时发现并解决存在的问题，维护防渗施工质量。

图1 防渗渠道土料防渗技术施工示意图

3.2 沥青材料防渗技术

沥青材料防渗技术在当前农田水利工程建设中应用较少（见图2），虽然其材料具有抗渗透能力强的优点，但存在施工技术环节较多、工序相对复杂、设备要求和施工成本相对较高等缺点。该技术主要有以下3个施工要点。第一，整理场地。施工人员整理好渠道底部土壤，包括平整、除草、清洁等工作，做好施工准备。第二，喷覆包膜。融化沥青后利用机械设备在施工场地土壤表层喷洒一层沥青包膜，要保护好沥青包膜的完整性，待沥青包膜稳定后再铺设沥青混凝土。第三，铺设沥青混凝土。将砂砾、碎石和沥青按照设计比例混合成防渗效果较好的沥青混凝土，并在沥青包膜表面进行铺设。

图2 沥青包膜喷覆

3.3 灌浆防渗技术

灌浆防渗技术施工速度快（见图3），能够有效提升渠道的抗渗透效果和结构强度，且对人员数量和材料要求相对较低，但对资金和设备的要求较高。该技术主要有以下两个施工要点。第一，灌浆准备。施工人员根据地质情况和渠道特点设计灌浆孔洞，并提前挖好孔洞，准备好材料及施工机械。第二，灌浆工作。利用高压喷射方式在灌浆口灌入浆料，注意喷管要对准灌浆口并通过密压减少漏喷，以达到控制喷射流量并均匀灌浆的效果，作业时要保持喷管的稳定性［6］。

图3 灌浆防渗技术示意图

3.4 地下管网施工技术

地下管网在农田水利工程防渗施工中占有重要地位，其主要有以下3个施工要点。第一，清理沟槽。施工人员根据施工位置确定沟槽深度和宽度并开挖沟槽，同时及时清理沟槽中土壤表面杂物、平整沟槽底部，避免管道倾斜。第二，焊接安装。使用焊接方式安装PVC管道，安装过程中要注重控制管线转弯处的细节处理。第三，接头粘接处理。对接头位置刮水去污后进行打毛处理，处理长度控制在5～10 cm，处理完毕后进行粘接操作。

4 提升农田水利工程防渗渠道施工质量的具体措施

4.1 做好施工前准备工作

4.1.1 现场施工前准备工作。农田水利工程防渗渠道施工前准备工作主要包括对施工现场的全面勘察、局部调查、人际沟通、施工设计及模板制作等［7］。其中，局部调查关系到对具体施工段的土壤环境改善等重要工作，是保证施工质量的重要依据；人际沟通的重点在于加强施工单位与周边居民、周边单位的沟通与协调，是了解施工地区实际情况、顺畅施工组织的必要保障；模板要严格按照设计尺寸、规格提前进行制作，保证项目及时开工。

4.1.2 完善现场施工组织。现场施工组织包括施工设备、施工材料、施工人员及施工环境等各方面的准备工作。防渗渠道工程施工现场环境较复杂，因此，施工人员要根据施工管理制度组织安排各项生产要素进场配置，以便于调度工程施工现场的各类资源，合理、有序地完成施工组织。

4.2 加强施工材料的质量控制

4.2.1 完善采购及保管制度。农田水利工程的方案设计阶段要重点完善项目招采制度，根据施工方案要求有针对性地进行材料的采购及仓储管理。水利工程项目在材料采购方面与其他工程有所差异，招采人员以往的经验不一定能够满足新项目要求。因此，施工人员要重视材料采购工作，选择合格的供应商和质量、口碑均有一定保障的品质材料，或聘请专业知识更加丰富的材料员负责质量控制工作。在施工材料的保管方面，要严格按照材料保管制度进行仓储，如在材料进场前，要利用先进手段进行检测，及时退换处理质量不符合施工要求的材料，将劣质材料排除在施工材料之外。

4.2.2 加强混凝土材料质量控制。混凝土质量与原材料质量控制息息相关。技术人员应针对不同类型的混凝土进行分析汇总，选择高品质、适合当地地理条件、经济性较高的混凝土原材料，并设计出科学的混配比。在混凝土材料质量控制方面，首先要保证其性能能够达到施工要求，并根据工程施工地点的实际需求对进场的混凝土进行抽样检查，从而保证混凝土质量充分满足施工强度，提高混凝土的应用性能。

4.3 提高施工人员的技术水平

4.3.1 完善培训制度。施工人员作为工程的实施者，其专业知识、施工经验和技能等级越高，对防渗渠道施工质量的保障能力就越强。高素质的施工人员能灵活运用施工技术应对不可预测的突发事件，因此，施工单位要重视对施工人员的培训工作。例如，施工单位可通过内部培训提高施工人员的技术水平和施工经验，也可通过外部培训为其施工人员引入新技术、新工艺，提高企业的施工水平及管理水平。

4.3.2 完善激励制度。施工单位可通过给予外部刺激，激发施工人员主动提升施工水平的积极性。例如，对于靠个人努力取得相关职业技能认证的施工人员，施工单位可给予一定的物质奖励，使其成为员工争相效仿的榜样；对于在培训中能力及素质得到提升的员工，施工单位可设计一套客观、公正的考核制度对其实行嘉奖。

4.4 加强施工管理

4.4.1 加大现场监督力度。施工单位应深化工程管理制度与现场监理制度，弥补施工人员经验不足的缺点，防止工作人员怠工对防渗渠道施工质量造成影响。施工单位应重视对水利工程防渗渠道施工的过程管理，如在施工设计方案完成后拟定相应的现场监督管理计划，针对过往施工薄弱环节进行重点监控，以增强整个施工环节的连续性和科学性。同时，在重点施工环节一定要安排专门的监督人员进行过程监督，以降低风险出现的概率，提高施工重点环节的工艺质量。

4.4.2 加强混凝土搅拌技术。在防渗渠道施工过程中，施工人员应根据不同施工地点的实际情况确定施工强度，并采用相匹配的混凝土配比。例如，可采用机械结合人工的搅拌形式对混凝土的品质进行把控，在搅拌过程中注意工程机械的清洁程度，添加拌料要严格按照施工要求和工序操作，加强人员操作、时间掌握、经验把控等方面的管理，均匀拌和混凝土，减少混凝土板结成块现象，以增强混凝土拌和物的持久性。此外，施工过程中，施工人员还应充分考虑工程的结构、配筋量、混凝土拌和物的坍落度等过程性影响因素，保障施工过程操作的科学性，提高防渗渠道的施工质量。

4.4.3 高效管理运输工作。在防渗渠道施工过程中，施工单位要注重混凝土的运输工作，避免混凝土运输过程中封存不够严密而导致混凝土出现板结、漏浆等现象。施工单位应尽可能地优化运输路线，如选择路况更好的运输线路、减少车辆的运输行车里程等，进一步减少混凝土运输过程中可能出现的问题。也可通过规划多个混凝土生产现场来避免运输过程中可能出现的风险，降低材料运输成本。

4.5 增加资金投入

4.5.1 增加人力资源方面的资金投入。人力资源方面资金的合理利用主要表现在对于专业人才的引进、培训方面。例如，将资金用于聘请具有丰富经验的施工团队，能够进一步提高防渗渠道施工的施工质量，为施工单位积累宝贵的施工经验和问题解决方案，提高资金的利用率。此外，将资金用于施工人员的技能培训，提高施工人员的专业性和施工经验。还可将更多资金分配到农田水利工程日常维护人员身上，以最大限度地保障工程质量，延长工程使用寿命。

4.5.2 增加先进设备方面的资金投入。实力较强、资质较高的施工单位要加大资金投入力度，注重引进先进设备，大胆应用先进建筑材料。例如，可引入双轴螺旋混凝土小型搅拌机等更适合分段作业的先进设备，以提高施工效率，节省施工时间；可引入渠道自动滑模机等自动化机械，以替代人工，提高施工效率，同时提高施工单位的资金使用效率等。