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农田水利渠道防渗技术及相关问题研究

来源:《中国高新科技》期刊社 时间:2018-10-24

合理利用水资源,加强农田水利灌溉项目的建设与发展,可以保障灌溉渠道的稳定运行。现阶段,农田水利渠道项目设备老化,渠道渗漏问题也频繁出现,严重浪费水资源,甚至影响农业生产,降低经济效益。因此,只有了解防渗问题与技术,科学合理地应用防渗工艺与手段,才可以从根本上推动农业发展。

1 农田水利渠道渗透问题影响因素

1.1 地下水反渗破坏

渠道出现渗水问题主要是因为土壤内摩擦角发生变化,导致渠道混凝土板以及土壤周边的附着力逐渐减少,混凝土板就会出现较为严重的变形问题,造成渠道衬砌板大面积坍塌,进而导致渠坡土壤流失等问题。而出现渗透的原因主要就是渠道灌溉或者下雨后,渠道两侧的土壤在水分作用下呈现饱和状态,地下水位快速上升,而在渠道正常输水运行的时候,渠道中水位高、流量也较大,在短时间中不会出现破坏;而在渠道中停止放水,渠道水泄空之后水位在急剧下降的过程中,因为土壤两侧地下水位差过大,导致水压力增加,如果渠道没有设置截渗沟,土壤水分就会通过混凝土板呈现反向的渗透,在渠道的底部位置中排水孔则就会排水不畅,无法及时排出的水分就会对混凝土板造成压力,导致混凝土出现位移以及破坏,进而导致其出现渠道渗透的问题。

1.2 衬砌渠道施工质量

1.2.1 地基处理不当导致的衬砌渗透问题

在不同类型的土壤中有着不同的特征,一些特殊性质就会给衬砌渠道产生一定的影响,造成一定程度的破坏。例如,湿陷性黄土在受水浸湿之后,其土壤结构就会迅速受到影响,进而导致土壤出现较为显著的下沉问题,降低渠道应用效果和应用期限。而通过砂壤土、粉细砂以及中砂构成的饱和砂土会因为液化造成地基失稳、混凝土衬砌结构渗透等问题。盐渍土中含有大量盐分,而随着盐分的增加,地下水的含盐量也会不断增加。在冬天停水期间,低洼地段中的盐分就会渗透出来,而混凝土板在长期高盐分的状态之下会对混凝土产生一定的侵蚀,进而降低混凝土板的强度,导致混凝土板受到侵蚀影响。对此,在渠道地基处理过程中,应针对不同类型的土壤采取不同的处理方式。如果没有根据具体状况和规范要求进行施工,会导致渠道防渗混凝土防渗混凝土衬砌工程质量,继而导致渠道工程衬砌的不同位置出现沉陷位移问题,进而造成渠道衬砌工程渗漏,直接降低了衬砌渠道的防渗性能,降低了应用寿命。

1.2.2 衬砌渠道工程施工质量控制问题

衬砌渠道工程施工过程中如果控制不当或者施工方法不当就会导致施工质量问题,主要涵盖以下几个方面的内容:

1)基地腐殖土、淤泥以及其他杂质没有彻底清理,在渠道开挖以及回填中与设计方案存在较大的误差,在削坡处理中仍存在一定问题。

2)衬砌结构模板拼接不严密,存在较大的偏差问题。在施工中没有严格执行规范要求,为了赶工期过早地拆除模型,拆模之后没有根据规定进行养护,导致混凝土板出现裂缝,进而造成了渗透问题。

3)混凝土水灰比与设计、搅拌、振捣、构成材料材质等都是影响混凝土质量的主要因素,进而造成混凝土开裂渗透等问题;如果混凝土养护条件和强度不足,在持续循环、高频率的水压力影响之下,都会导致混凝土受到影响,出现渗漏的问题。

1.2.3 防渗技术应用不当

渠道防渗是一种减少渠道输水渗漏的措施,科学合理的防渗漏可以有效地节约水资源,降低地下水温,避免土壤出现次生盐碱化的问题;有效避免渠道冲淤以及坍塌等问题,同时也会加快流速,提升输水能力,有效地减小渠道断面以及建筑物尺寸;在施工中为了节省占地、降低工程以及维修管理费用,实践中较为常见的渠道防渗技术往往应用防渗结构,以及含有土料防渗的材料、水泥土防渗方式、混凝土防渗方式、膜料防渗方式及沥青混凝土防渗方式。需注意,以上这些技术如果应用不当同样会造成渠道输水渗漏问题。

2 农田水利渠道防渗技术

2.1 土料防渗透

在农田灌溉的过程中,渠床主要包括沙土和黄土,这些材质容易出现较为严重的渗漏问题,进而造成水资源浪费。土料防渗透技术具有简单方便、就地取材的优势,在处理中要重视黄土夯实防渗、灰土护面防渗以及草泥护面防渗。在夯实防渗处理中,要增加土壤的密实度,减少渗漏等问题,对土层进行分层挖松处理,做好封层夯实。灰土护面防渗,石灰与土的比例为1:5;强化碳化胶结程度,提升灰土强度,再根据规定进行养护。加强对水流速的控制,避免出现塌陷等问题,进而提升耐久性。在施工过程中要加强对削坡清淤、配料施工、拌和施工、铺料施工、锤实施工以及养护等环节的控制,通过添加固化剂的方式增强渠道防渗效果。

2.2 混泥土衬砌防渗

混凝土衬砌防渗就是在农田渠道中应用广泛的防渗技术,其输水能力大、防渗抗冲刷效果较强、具有应用周期较长以及便于管理的特征,在实践中不受到地形地貌以及气候等因素的影响。混凝土防渗主要有现浇、预制两种类型,在处理中要重视养护,加强缝隙控制,进而提升整体质量。混凝土衬砌施工技术主要就是通过喷射混凝土、应用塑料养护剂的方式进行处理,在现浇完毕后要对其进行及时收面、养护处理。混凝土预制板在初凝之后要拆模、保障安砌的平稳性以及坚固性;砌缝则要通过水泥砂浆进行处理,保障其填满、压平,再进行抹光处理。

2.3 石料衬砌防渗

在环境适宜,且拥有丰富的石料资源,具有抗冲刷、抗冻等要求的区域中,可以通过石料衬砌防渗透。石料衬砌主要有干砌块石、干砌卵石、浆砌块石以及浆砌卵石等不同的方式,施工简单便捷,具有强大的抗冲刷以及抗冰冻效果。

2.4 膜料防渗

膜料埋铺防渗属于新型的高效防渗方式,将塑料薄膜、沥青玻璃纤维布油毡以及其他复合类膜料埋铺在渠床上,形成防渗层,提升防渗效果与质量。而聚乙烯以及聚氯乙烯塑料薄膜应用范围较为广泛,效果显著。膜料防渗性能好,具有良好的适应变形能力,可以在一些严寒的寒冷地区应用,施工的核心工序就是保障膜层的完整性,提升边坡的整体稳定性。

2.5 沥青混泥土防渗

沥青混凝土衬砌防渗是一种基于现浇式混凝土衬砌防渗的改良方式,具有较为显著的优势,应用寿命较长,有着良好的防渗效果。同时,也可以应用埋葬式沥青薄膜以及沥青席两种方式,具有高稳定、耐久性强的特征,可以在大规模的防渗工程中应用。

3 农田水利渠道防渗改善措施

3.1 优化反渗透破坏措施

要改善雨水垂直导致的渗透问题,在实践中可以通过优化结构型式、重视级配设计、应用高性能的材料、加强对施工工艺的控制,强化检测,合理控制雨水,避免因为雨水下渗对渠道衬砌结构产生的影响以及破坏。而针对地下水反渗问题,可以通过在渠道槽中埋设纵横向的排水渗沟,在槽顶面以及基层之间则要增设级配碎石反渗层,而利用级配碎石反渗层进入横向排水渗沟内的排水管中,再经由横向排水管以及纵向排水管将水分排出基础外。

3.2 农田水利渠道地基处理

在农田水利渠道防渗技术施工过程中,对于软土地基则可以应用排水、抛块石、放缓开挖边坡、坡脚打桩等方式提升整体的地基承载力,进而保障其符合渠道工程设计质量以及要求;在砂壤土、粉细砂等土壤地基的施工作业中,要应用无湿陷性的填料填筑处理,加强对铺土厚度、含水量、碾压遍数等数值的控制,进而有效避免因为地基砂土流失造成的基底失稳问题。在地基处理中,则要对不同的地基土壤类型进行合理控制,通过不同的地基处理方式有效避免由于地基失稳造成的衬砌渠道出现的渗漏等问题。

3.3 农田水利渠道衬砌混凝土结构板质量控制

在施工中因为各种因素导致混凝土开裂是较为常见的问题,其主要表现就是裂纹、细微裂缝等,在修补之后不会影响其应用功能,而严重的则会导致裂缝以及衬砌结构移位等问题,这样就会影响衬砌的应用效果,导致各种安全事故。在实践中,为了避免混凝土结构板开裂,应重视以下几点因素:

1)在农田水利渠道施工过程中,要做好基底的处理与控制工作,通过清水冲洗干净,对于要进行仰拱填充的衬砌则要加强对仰拱尺寸的控制,加强厚度管理,在进行拱墙衬砌的时候要对其与仰拱的接触面进行处理,基于规定要求进行凿毛清理。

2)根据规定进行同步的断面检测,保障开挖轮廓与设计要求吻合。

3)加强对控制模型施工质量的控制与管理,进而保障模板的整体平稳性;加强对混凝土配合比以及混凝土和易性的控制与管理,提升施工质量。

4 结语

农田水利工程的渠道防渗技术是施工中的关键技术手段,在实践中要针对不同工程地质条件采用不同的防渗技术,利用合理的防渗结构或材料达到衬砌渠道的防渗要求,保证渠道的整体质量。同时,在施工过程中要对其进行深入研究分析,减少渠道渗漏等问题,进而提升水利渠道工程质量,提升水资源的利用效率。

参考文献

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[2]王克强.农田水利渠道渗漏的原因及防渗技术探讨[J].工程技术(引文版),2017,(1).

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[5]何园.探析农田水利渠道工程的渗漏原因及其防渗设计要点[J].建筑工程技术与设计,2017,(24).

 


收稿日期:2018-07-12

作者简介:李渊(1969-),男,青海湟中人,青海省西宁湟中县水务局工程师,研究方向:农田水利施工。

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