灌区节水改造工程中农田灌溉渠道防渗关键技术研究

2023-09-28段丽芳

南方农机 2023年18期

段丽芳

（甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心，甘肃白银 730400）

农田灌溉渠道所表现出来的灌溉效能，对农田的生态安全起到了重要作用。在实际输水过程中，只有一部分水通过多级渠向农田输送，其余的水则通过渠底、渠坡等土层的裂隙进入沟道，造成了沟道的渗漏损失。因此，把农田灌溉渠道体系的渗透工作当作减少水流损耗的重要内容，也是今后的发展趋势。

1 节水灌溉技术的优势特点

在农业生产中，应最大限度地降低农业生产中的水资源消耗，提高农业生产中的水资源利用率。在过去的农业生产中，灌溉主要是通过开挖沟渠来实现，这样既耗费了大量的人力、物力、财力，又容易因为外部条件的变化而产生渗漏，不但浪费了大量的水资源，而且还容易导致作物由于长期浸水而枯萎、枯死，从而导致作物减产，经济效益下降。而节水灌溉技术的运用，在很大程度上解决了农业生产中存在的问题。节水灌溉技术是一种高效、低损失的灌溉技术。因此，在农业生产中，节水型灌溉技术得到了广泛应用[1]。

2 灌区节水改造工程中农田灌溉渠道防渗施工技术应用

2.1 多头深层搅拌水泥土成墙工艺

在进行渗流控制的过程中，必须利用各种土种进行渗流控制。而当遇到泥土和砂土时，则必须用多台搅拌机来完成。采用此技术，可形成22 m 深的防渗墙，其抗压强度达到1.30 MPa。此技术具有操作方便、成本低、工期短等优点，可显著加快施工进度并提高施工质量，在目前的建设中得到了较多的运用。多头混合工艺对防渗工程的优化效果显著，其应用前景广阔[2]。

2.2 锯槽法成墙工艺

多头拌和工艺在砂质、粉质黏土等土壤的施工中使用较多，其优点也比较突出。对于石粒径小于100 mm 的砂石进行施工时，就必须采用锯槽法施工技术，这类工艺方法主要是利用锯槽机来实现。其优点主要体现在品质和效能上，此种处理方法可用于颗粒度在100 mm 以下的砂砾土。同时，墙壁的连续质量对农田灌溉渠道防渗起着更加重要的作用。在实际的工程执行过程中，大部分的防渗工程都不能在连续质量上达到理想的效果，这就给防渗工程在今后的使用埋下了墙壁开裂的隐患，最终造成了防渗效果达不到预期结果。而锯槽方法的连续性较好，这就可以保证在施工过程中不发生渗漏，从而达到延长施工周期的目的。在实践中，锯槽法的优点还在于其形成的地基深度较大，能更好地确保防渗工程的稳定性。越往里走，防御措施的效果就越好，可以防止更多的水从地下流出来，这是一种非常有效的防御措施。在某些特定的条件下，比如气候影响，这些措施就能起到很好的效果。

2.3 薄型抓斗成墙工艺

由于土壤类型的多样性，要求采用适用面更宽、实用性更强的施工方法，即薄型抓斗砌墙技术，其最大特点是可用于沙土、黏性土等各种土壤地层。在国内，各种土壤类型都有，要根据土壤厚度、施工场地等特点来选用合适的技术。在进行工程建设时，这种方法可以使成壁厚度增加至40 m，大大超出了双头深搅拌法的22 m 深。对于防渗工程来说，可以极大地提高防护深度，并且可以凸显出技术自身的优点，可以有效地降低防渗施工的难度，并且可以减少工时[3]。

2.4 钢筋混凝土防渗技术

在采用钢筋混凝土防渗技术时，要按照规范的配比完成土料、水及水泥等材料的搭配，完成搅拌工作后，将其铺设在对应的农田灌溉渠道渠床上，经碾压后，构成对应的防渗层，从而减少在运输过程中的漏水量。

第一，初步处理。要确保钢筋混凝土防漏技术可以成功实施，必须要选取适当的土料，对其进行破碎，并结合整体工程项目的实际状况，进行现场搅拌和摊铺。第二，干的和湿的混合。为提升该方法的标准化水平和科学性，先对其进行干拌，再实施湿拌，在混凝土铺筑施工进行前，也要进行渠基润湿作业，时间在0.5 h 左右，以达到可控化管理的目的。在渠坡和渠底的位置，要集中铺筑混凝土，在抹平工作结束后，在其表面上喷洒水泥，使其具有2 mm 左右的厚度[4]。第三，设计保护层。在进行防渗墙施工时，要考虑到施工中的具体要求，对其进行适当的塑形，在施工过程中必须保证其完整性。在采用水泥砂浆保护的情况下，通过增加水浆液，并配合板材压光作业等，来保持整体保护水平，养护14 天。第四，为缩小留下余地。通过对钢筋混凝土防渗技术应用结构的综合分析，联系实际使用的控制标准和管理要求，重点关注缩缝的预留，一般预留的宽度为2 cm，通过选用适当的材质进行控制，提高了整体的管理效率[5]。

2.5 砌石防渗技术

以石料干砌为主体的砌石防漏技术，可以有效地增强灌区建设的稳定性与科学性，维持其正常的工作状态，可以有效地提升其综合检验与分析的能力。一般要加强对勾缝的施工控制，确保在渠底的表层布置有石头防渗层，在增强排水性能的前提下，减少在渠底输送水的渗漏。根据砌石防漏技术的运用原理，一般是在石料较为充裕的施工区域进行防漏，因为有充足的原料，因此能够大大减少运输费用，而且与现场的实际施工管理需求相一致[6]。

第一，要根据工程的具体条件及使用要求，对石块进行冲刷清洗，并在此基础上对石块进行分层处理。第一层选择的是一块大石头，每一层的真实厚度都要达到25 cm~30 cm，而且要保持一定的高度，这样才能起到更好的作用。在砖瓦铺设完毕后，应将砂浆注入，并选取适当粒度的砂砾作回填。第二，在砌筑片石和块石料的施工过程中，应适时地划分出横向与纵向两条缝隙，保证整体作业的标准，并对其进行充足的喷洒，保证空气中的水分充足。第三，第二次浇筑用水泥浆。第四，应使用干燥的砖石，并采取防水的方法，以确保整地工作顺利进行。在渠底铺设灰泥垫层，先将石块放好，然后填上碎石。采用砂砾进行内衬处理，砂砾的厚度应保持在20 cm~40 cm。第五，在地基施工完毕之后，要做好防水工作，按照相关要求确保混凝土的施工质量[7]。

3 农田灌溉渠道防渗施工质量控制

3.1 科学设置防渗墙

在水利工程建设中，防渗墙起着举足轻重的作用。薄型抓具是用于黏土、砂石等抗渗透材料的专用抓具。在开挖沟道时，可以根据具体需要，用泥浆加固防渗墙。而长式深拌法一般用于直径小于2.5 cm的黏土、粉土等混合物。在基坑中喷洒混凝土，并在同一时间进行搅拌，使基坑与混凝土相互结合，最终成为一种复合型基质。这项技术在行业中是比较领先的，它的使用更便宜、更有效，可极大地促进国内水利工程防渗技术的发展。采用链斗式施工方法，一般采用挖槽的方法，将排桩移至防渗墙底部，以完成施工过程。在开槽机运转过程中，操作者必须使机器始终处于运动中。在墙体成形过程中，要同步进行混凝土浇筑，以确保墙体的密实度指标均匀，从而达到预期的防水效果[8]。

3.2 合理选择施工技术

选取适当的技术种类，可以直接推动工程的执行，促进工程的功能发挥。目前，渗透控制技术可分为两大类：注浆控制和混凝土控制。采用注浆防渗技术，不仅造价低廉，而且施工快捷。目前，在国内大部分工程建设中都采用了这种方法来进行防渗处理。在进行注浆防渗的施工过程中，必须遵循以下几个原则：1）尽可能采用施工区域注浆土料，这样不仅可以大大节约工程的经费，而且还可以起到保护环境的作用，最大限度地减少对自然资源的破坏。2）通过对坝体空间结构进行深度解析，根据工程需要开挖注浆孔，科学设置主次排孔间距，减小坝体内应力，提高工程整体稳定性。混凝土渗透又被称为拦河墙渗透。这种技术方法可以通过浇筑混凝土来形成拦水墙，当采用这种技术时，需要对基础的稳定性做出科学的评估，这样才能提高混凝土用量的精度，确保达到期望的防渗效果[9]。

4 工程案例分析

本文介绍了一个灌区主干水渠的现代化节水改造工程，该工程的实施目的是提高灌区的水分利用率，降低漏失率，从而提升农田灌溉的保证率。在实际工作中，主要的工作内容有：完成36 条农田灌溉渠道的防渗衬砌，全长41.48 km，渠系建筑物450 个，对灌区的管理体制和运行机制进行改革，为地方的社会稳定和经济发展提供了水利支持。

4.1 工作内容

工程包括36 条渠道，全长41.48 km，4 条支渠931 km，32 条分支渠32.17 km，125 座节制分水闸，254 座分水闸，71 座农桥。支渠的尺寸是小（1）型，工程等级是V 等，分支渠的尺寸是小（2）型，工程等级是V 等，它的合理寿命是20 年，建筑物等级是5级，它的合理寿命是30 年。本工程的主要内容是水渠和水渠系统的建设。通过对该工程的实际情况进行综合分析，确定了采用砌筑抗渗技术。

4.2 基本流程

1）防渗渠段选择。为确保配套工程运行及节水改造的一致性，需从灌溉系统的总体经济效益及安全性角度出发，筛选对灌溉系统总体效益有重要影响的主支渠道，并在此基础上对其进行科学、规范的操作，以确保系统运行的总体效益达到期望。即要加强对主干河道及建筑物的监测与管理，保持较好的调控方式与处置机制。

2）选择沟道不透水的内衬形式。综合分析了该地区的具体地理情况及不同地区的不同情况，评价了对该地区的沟渠衬砌结构有很大威胁的各种影响因子，通过多元分析，选取了一种更加合理的技术方法，减少了潜在的安全风险。比如，在大多数的干渠两边都是重力型挡墙，这时采用混凝土抗渗的方法是较为可行的，对应的抗渗高度要满足设计水位和超大水位的双重需求。

3）沟槽的流速。通过对其进行详细的研究，使防渗的效果与项目的特定需求相符，并且以现有的结构为依据，对通道的防渗进行了衬砌，其对应的设计流水参数也要与其对应的河道的设计流水标准保持一致，以避免由于水流参数不匹配而造成不良的后果[10]。

4）评价沟道的抗渗性与节水性。通过对抗渗处理前后损失水量的计算对比，对存在的问题进行全面分析，选择适用的抗渗处理技术，提升统筹防渗水平。