滴灌工程施工工藝、常見問題及措施分析

劉玉慶 辛 龍 宋淑梅

（呼倫貝爾市水利事業(yè)發(fā)展中心，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000）

近年來，隨著農(nóng)村水利和生態(tài)建設(shè)進程的不斷推進，部分地區(qū)大力實施農(nóng)田水利規(guī)劃建設(shè)項目，新建了大批節(jié)水灌溉工程。滴灌技術(shù)在各地區(qū)得到了成功運用，其灌溉節(jié)水效果非常明顯，有效提升和保障了農(nóng)作物產(chǎn)量［1-2］。滴灌工程效益的良好發(fā)揮必須嚴格抓好工程設(shè)計、施工方法、運行管理3個方面，其中施工方法是重點內(nèi)容，做好施工方法及常見施工問題處理對保障工程施工質(zhì)量具有重要意義。

1 滴灌工程工藝分析

滴灌工程施工主要包括6個環(huán)節(jié)，分別為施工準備、測量放線、建設(shè)首部機房和田間首部保護裝置、系統(tǒng)首部和加壓泵站安裝、管道施工安裝及試運行，如圖1所示。

圖1 滴灌工程施工流程示意圖

1.1 施工準備

施工部門應(yīng)積極參與圖紙會審，并結(jié)合實地勘測結(jié)果提出設(shè)計優(yōu)化建議，確保管網(wǎng)布設(shè)的合理性。具體工作內(nèi)容包括以下4個方面：一是勘測施工區(qū)域，查看地區(qū)地形地貌、道路等基礎(chǔ)情況，查看是否有對工程施工產(chǎn)生影響的山溝或構(gòu)筑物；二是結(jié)合考察內(nèi)容與設(shè)計單位對設(shè)計圖紙及技術(shù)進行交底；三是對入場施工材料進行校驗，包括材料質(zhì)量及管材及其配件的配套性；四是制訂施工方案，并按照方案內(nèi)容組織施工隊伍、準備施工材料及工具，同時按照施工技術(shù)要求對人員進行培訓(xùn)作業(yè)［3-4］。

1.2 測量放線

測量放線主要是根據(jù)規(guī)劃設(shè)計方案，確定施工區(qū)域邊界、主分干管、輪灌小區(qū)及各種閥門等位置。施工定位應(yīng)選用全站儀或水準儀設(shè)備進行測量，保證測量放線工作的精準性。將確定的點、線連接組成放線網(wǎng)絡(luò)，放線過程中可以用木樁和石灰等作為輔助物。陡坡管道鋪設(shè)應(yīng)采用傾斜等高線彎道下坡方式。

1.3 管道施工安裝

1.3.1 管溝開挖。管道開挖時按照放樣軸線和槽底設(shè)計進行作業(yè)，各樁點之間撒白灰線，保證管溝開挖得順直，注意管溝開挖深度，保證槽深≥1.2 m，槽寬≥80 cm，槽底寬≥60 cm。清理槽底的雜石，在整平上一步到位。除此之外，開挖的管槽空間務(wù)必達到設(shè)計的斷面尺寸。挖超部分的管槽也需要緊密填平。

1.3.2 管道土方回填。及時處理開挖管溝，避免雨季出現(xiàn)塌方現(xiàn)象。冬季管溝開挖施工應(yīng)盡可能快速，做到開挖快、安裝快、回填快。冬季若不能及時回填土方，則需要將溝底清平，并將回填土進行堆放，以便于下次回填施工作業(yè)。冬季回填土方時，管道上方30 cm土用人工回填未凍土，之后再采用機械回填，以防凍塊土砸裂管道［5］。管道按照要求成功鋪設(shè)結(jié)束后，需要用沙土在管道下面90°支撐角范圍內(nèi)回填密實，接著使用符合要求的厚土在管道兩側(cè)回填土層，回填的高度需要超過管槽開挖面10～15 cm。進行管道試壓之前，填土的高度務(wù)必超過管槽頂部0.5 m，可在管道接口處20 cm左右留出空間，不進行回填。由于管道鋪設(shè)結(jié)束后需要盡快注水，因此鋪設(shè)完畢后，首先要在管道里注水，之后再開始大規(guī)?；靥詈裢?。若管槽頂部覆蓋的土層高度小于75 cm，則不可進行機械填土，防止損傷管道。

1.3.3 管道安裝。滴灌系統(tǒng)供水管網(wǎng)主要包括干管和支管，干管主要是將水源輸送至灌區(qū)農(nóng)田，其材質(zhì)可選用聚乙烯管道，也可選用鋼管或水泥管，具體可根據(jù)工程需要進行確定。支管主要是將水源從干管輸送至毛管，其材質(zhì)一般選用PVC聚乙烯管和PE低密度聚乙烯管。干、支管均需要鋪設(shè)在凍土層以下，以防管道凍裂或上部機械壓壞。滴灌系統(tǒng)管道線路安裝主要包括管路敷設(shè)、充水試壓、回填搗實3個環(huán)節(jié)。管路主要包括干管、支管、毛管3種，需采用分級安裝方法。首先安裝干管線路，干管鋪設(shè)中應(yīng)充分考慮管道的熱脹冷縮情況。如果管道線路過長且采用PVC管，則需要在連接處安裝伸縮節(jié)頭，避免出現(xiàn)管道拉脫、移位的情況。干管鋪設(shè)安裝完畢之后進行支管安裝，在支管首部將軟管與閥門相連接，可選用承插式或陰陽螺紋連接方式。干管與支管連接一般采用垂直連接方式，具體可根據(jù)工作需要進行調(diào)整。干、支管定位安裝結(jié)束后，根據(jù)灌區(qū)滴灌帶的位置，在支管上打設(shè)旁通孔。支管安裝中應(yīng)注意，支管間連接宜選用硬塑料直接頭，支管打孔時需拉直、扭正，避免出現(xiàn)支管四周均出現(xiàn)孔口的情況。

1.3.4 滴灌帶連接。滴灌帶所使用管道一般為黑塑料管，管道滴孔間距控制在30 cm，管道長度需根據(jù)畦長而定。滴灌帶需要與支管連接，其安裝施工一般在干、支管供水系統(tǒng)安裝完成后進行。將滴灌帶提前鋪設(shè)在壟溝或其他需要滴灌的農(nóng)作物旁，滴灌帶鋪設(shè)長度應(yīng)適中，連接處連接穩(wěn)固可靠，避免晝夜溫差導(dǎo)致連接處管道脫落。滴灌帶與支管進行垂直安裝，結(jié)束后進行通水沖洗作業(yè)，水流通過打開的滴灌管道末端后，依次安裝末端堵頭，并測量滴灌首尾端壓力差。

1.4 竣工驗收

滴灌工程施工結(jié)束后，需要相關(guān)人員做好檢驗收尾工作，檢查審核工程施工質(zhì)量、設(shè)備使用情況、管道壓力程度及滴灌系統(tǒng)是否合理。需要共同參與此項檢查工作的人員有施工人員、監(jiān)理部門、設(shè)計部門和投資者，檢查無誤后由驗收方進行簽字，制作成文件形式得以保留，為日后需要準備依據(jù)。

2 常見問題及措施分析

2.1 管件粘接處漏水

管件粘接是滴灌工程施工的重點內(nèi)容，工程所選用的PVC管道黏結(jié)劑需要與管材相匹配，大口徑管材連接需要使用中型或重型黏結(jié)劑，小口徑可選用普通黏結(jié)材料。黏結(jié)劑固化過程需要一定的時間，普通的黏結(jié)劑一般不能在低溫環(huán)境下（氣溫低于5℃）使用。因此，低溫環(huán)境下建設(shè)滴灌工程時，需要在預(yù)先固定高溫環(huán)境場所進行黏結(jié)，黏結(jié)好之后再進行施工作業(yè)。管道承接口涂抹完黏結(jié)劑之后，應(yīng)及時進行承插作業(yè)，并適當轉(zhuǎn)動管端，保證黏結(jié)劑均勻填滿縫隙。選擇管材、管件及黏結(jié)劑時，應(yīng)盡可能選擇符合地區(qū)施工條件、同一生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。被連接的管道接口應(yīng)提前用清潔劑進行清潔，承插口軸線應(yīng)對直重合，承插深度控制在1.0～1.5倍管外徑。除做好上述內(nèi)容之外，還應(yīng)對以下幾處漏水進行預(yù)防及處理。

第一，支管孔眼處漏水預(yù)防措施。支管連接之前，應(yīng)首先將孔眼處的鉆渣進行清理，并在其上安裝止水橡膠圈，確保管材與橡膠圈接觸緊密。

第二，旁通管套處漏水預(yù)防措施。如果工程選用的滴灌管管壁較厚，則需要將管道進行預(yù)熱之后再與旁通連接。如果選用的是薄壁滴灌管材，則需要將連接環(huán)扣拉緊，保證連接處管道鋪設(shè)平順。

第三，出地管漏水處理措施。對于出地管漏水之處，需要將出地管周圍管土挖除，卸掉并更換已損壞的出地管，并在接口處加纏生膠帶，用工具將管口擰緊即可。

第四，地埋干管漏水處理。首先沿漏水處兩側(cè)管線各挖15 m左右，充分漏出管道，裁截漏水管段。新管道安裝中首先在管道一端安裝短擴，并將其抬升至一定高度，再將另一端承插進短擴里，最后將接好的管道平放進溝槽中［6-7］。

2.2 PVC管運輸注意事項

管子轉(zhuǎn)運汽車應(yīng)按照要求進行裝載，不得將管子轉(zhuǎn)載過高和過多，以免下部管子被壓壞變形。管子裝卸過程中應(yīng)嚴格保護管子安全，盡可能做到輕拿輕放，避免管道受外力影響而產(chǎn)生內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷，進而降低管子承載能力和使用壽命。進入施工場地的管子應(yīng)進行嚴格質(zhì)量檢查，尤其是車廂兩邊的PVC管，其容易在運輸過程中出現(xiàn)摩擦和碰撞損壞。例如，在冬季低溫環(huán)境下進行施工作業(yè)，還需要對管材進行狀態(tài)調(diào)整，以免施工中管子出現(xiàn)低溫脆裂的情況。

2.3 試運行注意事項

工程建設(shè)完成之后，需要對滴灌系統(tǒng)進行試運行，相關(guān)人員還要對試運行情況進行記錄，包括田間首部情況、農(nóng)田滴頭滴水情況等。按照灌溉規(guī)劃設(shè)計的輪灌方式，逐級打開管道各級管道沖洗閥和放空閥進行沖洗，管道末端流出清水后停止。埋地管道也需要進行試運行檢驗，充水試驗中如果發(fā)現(xiàn)管道出現(xiàn)破裂、漏水等情況，應(yīng)及時處理。山區(qū)滴灌工程試運行過程中，由于地勢存在落差，需要分段進行管道試壓，按照輪灌區(qū)組和高程差合理設(shè)置分段試壓區(qū)段。試水中應(yīng)按照輪灌設(shè)計方案，逐級開啟閥門進行滴水試驗，過程應(yīng)做到緩慢控制，不得驟開驟關(guān)。一個輪灌組試水結(jié)束后，先打開下一個輪灌組，再關(guān)閉上一輪灌組。

2.4 管系統(tǒng)各部分堵塞問題

2.4.1 首部過濾器堵塞。常用的灌溉水源是井水，井水中含有較少的有機物和較多的固體顆粒，如沙子。過濾凈水的過濾器，在運行一段時間后容易被這些固體顆粒堵塞。為了避免此類問題發(fā)生，必須定時或定壓差（壓差過大應(yīng)沖洗）采用自動或手動機械的方式反沖洗。若反沖洗達不到理想效果，則需考慮采用添加化學(xué)劑進行化學(xué)處理的方式處理井水中高濃度的鐵、錳和無機鹽。

2.4.2 管道堵塞。保持管道系統(tǒng)的清潔，離不開定期定時對管道系統(tǒng)的有效沖洗，沖洗頻率與使用的水質(zhì)呈反比。在整個滴灌系統(tǒng)中，定期對主干管和分干管進行沖洗，保持清潔，可以避免污物顆粒進入支管和滴灌帶。管道末端是由支管和滴灌帶組成的，在水的流速低和水質(zhì)較差的雙重影響下，極易在管道產(chǎn)生沉淀，阻塞管道，污物顆粒容易聚集在管道的末端，滯留在管中的水也為一些微生物提供溫床進行發(fā)育繁衍環(huán)境，加重了管道的阻塞程度。綜上所述，在對支管和滴灌帶的沖洗上需要更下功夫。

第一，干管沖洗。沖洗前需要關(guān)閉所有下一級管道閥門，并打開干管的排水閥門，沖洗30 min左右，逐漸降低流量，直到流出清水為止。沖洗合格后關(guān)閉干管所有首端。第二，支管沖洗。與干管不同的是需要同時打開10個左右支管末端，沖洗已打開的管道10 min左右，當清水流出時，即沖洗達標，可以關(guān)閉支管首端。第三，滴灌帶沖洗。沖洗前首先檢查支管入口壓力，之后采取隨機抽樣的方式，抽取數(shù)條滴灌帶，檢測其入口壓力和末端壓力，頻率為每日3次，檢測方式為使用量筒隨機抽查一些滴頭的流水量。一次性保持10個左右的滴灌帶末端呈打開狀態(tài)，已打開的滴灌帶以沖洗30 s左右為宜，清水流出時說明沖洗合格，這時可以關(guān)閉滴灌帶的首端。另一種沖洗方式是在滴灌帶末端安裝自動沖洗閥，對滴灌帶進行沖洗，沖洗停止時滴灌帶內(nèi)累計的污物顆?？杀慌懦觥?/p>

2.4.3 滴灌系統(tǒng)化學(xué)清洗。利用弱酸溶解滴灌系統(tǒng)中長期積累的污染顆粒堵塞物是化學(xué)清洗的目的。在灌溉期末尾時期或其他任何階段，運用化學(xué)處理（弱酸）清洗滴灌系統(tǒng)非常重要。弱酸的注入方式為使用耐酸的施肥泵朝滴灌系統(tǒng)管道中注酸。整個注酸步驟如下：首先，計算好施肥泵的流量和所需酸的量；其次，每次注酸的持續(xù)時間控制在10～15 min，所需酸量等于l/5倍的酸流量；最后，化學(xué)清洗溶解堵塞物后，再用清水對滴灌系統(tǒng)沖洗30 min以上，把溶解物及遺留的酸沖洗干凈。

3 運行管理對策

3.1 管網(wǎng)運行管理

①每次工作前先務(wù)必進行沖洗。在滴灌使用過程中，系統(tǒng)地檢查水質(zhì)情況，根據(jù)水質(zhì)情況靈活調(diào)整沖洗時間和沖洗方式。②密切觀察管網(wǎng)是否有漏水情況，一旦發(fā)現(xiàn)，立刻處理。③灌水要按照要求的順序執(zhí)行。每次開啟一個輪灌組，這個輪灌組結(jié)束后，先開啟下一個輪灌組，再關(guān)閉這個輪灌組，嚴禁先關(guān)后開。④灌溉季節(jié)結(jié)束后，應(yīng)對損壞的地埋管進行維修和清洗，保持地埋管清潔。⑤滴灌系統(tǒng)運行時，必須嚴格控制壓力，應(yīng)將滴灌系統(tǒng)運行壓力控制在設(shè)計壓力下，以保證滴灌系統(tǒng)的安全有效。⑥系統(tǒng)首次運行時，首先要調(diào)節(jié)壓力。通過調(diào)整球閥的開啟度，保持滴灌系統(tǒng)各支管進口的壓力大致相等。薄壁毛管壓力可維持在0.1 MPa左右。調(diào)試完后，在球閥調(diào)壓的相應(yīng)位置做好標記，以保證日后的使用中壓力還能維持在這一水平。⑦健全完善培訓(xùn)制度，注重人才培養(yǎng)和素質(zhì)提高，避免相關(guān)人士損害滴灌系統(tǒng)。

3.2 首部樞紐運行管理

①應(yīng)嚴格按照操作指南和要求使用水泵。②每次工作前都要沖洗過濾器，防止固體顆粒污物阻塞。③運行工程中如果過濾器進出口壓力差大于正常壓差的25%～30%，要對過濾器進行反向沖洗或清洗。④過濾器應(yīng)按照設(shè)計流量與壓力進行操作，避免超壓、超流量運行。⑤每次使用完畢后，要對過濾器進行沖洗，避免阻塞。⑥系統(tǒng)運行過程前、中、后都要認真觀察，并做好相應(yīng)記錄。

4 結(jié)語

在滴灌工程施工中，存在節(jié)水灌溉效果并不理想的問題，究其原因主要在于施工質(zhì)量不達標及后期管理維護不到位。滴灌工程設(shè)計是前提，施工是重點，管理是保證。工程建設(shè)中應(yīng)嚴格把好施工質(zhì)量關(guān)，控制各關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，并針對可能出現(xiàn)的施工問題進行預(yù)防和處理，為節(jié)水灌溉提供基礎(chǔ)保障。