水利工程施工中渠道防滲技術(shù)分析

文／王宏偉、程瀛 江蘇省水利信息中心 江蘇南京 210029

引言：

近年來，我國水利工程建設(shè)隨著經(jīng)濟發(fā)展的不斷深入已然進入到了全新層面，并且越來越受人們的高度重視。為科學(xué)合理使用水資源，進一步提升水利渠道施工中的水利用系數(shù)，充分發(fā)揮水利渠道施工中防滲漏技術(shù)作用至關(guān)重要。在施工過程中，將具體的設(shè)計思路、設(shè)計流程與施工技術(shù)緊密的結(jié)合在一起，是減少滲漏損失，提高防滲漏施工質(zhì)量的重要措施。

1、水利渠道施工中的滲透因素

1.1 凍脹因素

水利渠道發(fā)生質(zhì)量問題的因素之一是凍脹應(yīng)力在工程上分布不均衡，這樣就導(dǎo)致渠道表面的混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，從而出現(xiàn)滲漏，在進入秋冬季節(jié)后這種現(xiàn)象普遍存在。由于秋冬季節(jié)渠道內(nèi)輸水供應(yīng)停止，混凝土層下的積水就處于飽和狀態(tài)，當(dāng)天氣氣溫驟降后，混凝土層下的積水發(fā)生狀態(tài)變化，間接抬高了混凝土層的位置；春夏季節(jié)氣溫回升，輸水供應(yīng)恢復(fù)正常，冰凍層融化，混凝土層位置又會下沉，這樣就會出現(xiàn)混凝土斷層的問題，從而影響到水利渠道的整體結(jié)構(gòu)。氣溫帶來的問題還有一個，就是冷空氣降臨時土壤凍結(jié)，增強了其承載能力，等到氣溫回升，承載能力發(fā)生反彈，便會致使水利渠道的地基發(fā)生變形。此外，混凝土板塊的襯砌結(jié)構(gòu)板也會受到損壞，這樣就會導(dǎo)致渠道發(fā)生滲漏。

1.2 地下水反滲

造成水利渠道地下水水位上升的原因有很多，比如長時間降雨和農(nóng)田灌溉都會使土壤水分飽和，造成地下水位上升。不過農(nóng)田灌溉結(jié)束后，地下水位就會下降，導(dǎo)致水壓發(fā)生變化，一方水壓過大就會向另一側(cè)擠壓，造成土壤中的水向渠道下反滲，這樣一來水利渠道的混凝土板塊就會在水壓作用下發(fā)生位移導(dǎo)致撕裂，發(fā)生渠道滲漏現(xiàn)象。

1.3 施工技術(shù)和材料的影響

對于水利工程項目的施工建設(shè)階段來說，施工材料、施工工藝流程以及施工技術(shù)對其整體建設(shè)質(zhì)量都有著決定性影響，而要想更好地預(yù)防水利渠道施工中水資源滲漏問題的出現(xiàn)，施工中就應(yīng)嚴格把控材料整體質(zhì)量并科學(xué)合理地運用各類施工技術(shù)，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，在水利施工建設(shè)領(lǐng)域中也出現(xiàn)了很多新材料和新技術(shù)，而施工單位為了追求盡可能多的經(jīng)濟效益就會盡可能地節(jié)約成本，也不愿意再投入成本應(yīng)用新技術(shù)并采購新設(shè)備，他們在施工時也往往不會選擇質(zhì)量最佳的原材料，而是選用質(zhì)量標準不高的材料，如果稍有處理不當(dāng)，對這些材料的性能沒有進行嚴格地試驗和檢測，在后續(xù)施工中就會出現(xiàn)更嚴重的質(zhì)量問題?？梢?，從整體的角度看待水利渠道項目的施工過程，如果其所推行的施工標準缺乏嚴謹性和規(guī)范性，施工中就很容易出現(xiàn)滲漏問題。

1.4 耐久度下降的不利影響

水利渠道工程施工建設(shè)過程中易出現(xiàn)水資源滲透問題的另一個重要誘發(fā)因素便是耐久度不符合要求，對項目的技術(shù)人員以及一線施工人員來說，他們在設(shè)計項目和建設(shè)項目時都應(yīng)充分認識到水利工程具備良好耐久度的重要意義，并采取有效策略，盡可能提升其耐久度。水利工程項目的建設(shè)過程會涉及到眾多因素，并且其復(fù)雜程度很高，而其建設(shè)規(guī)模通常都較大，在水流不斷沖刷作用下水利渠道內(nèi)部的混凝土結(jié)構(gòu)就會慢慢受到影響，并會逐步侵蝕項目施工中使用到的各類材料，致使材料逐步失去原有性能，雖然現(xiàn)階段已經(jīng)有很多同類型的項目注意到了此類問題，在項目施工階段也加大了成本投入并選用了耐腐蝕性能更佳的施工材料，但仍沒有取得理想效果。

2、水利工程施工中渠道防滲施工優(yōu)化

2.1 提高施工人員的技術(shù)水平

作為建設(shè)水利工程防滲渠道的施工人員，他們必須具有較強的專業(yè)技術(shù)水平和完善的專業(yè)知識，以便于更好的應(yīng)對施工過程中發(fā)生的問題，進而保障水利工程防滲渠道施工質(zhì)量的安全。因此，需要做好日常培訓(xùn)工作，并設(shè)置考核體系，最大程度上提高施工人員的專業(yè)水平和能力，并實時將新技術(shù)、新手段傳授給施工人員，將所學(xué)的知識發(fā)揮充分的作用，更好的發(fā)展水利工程的建設(shè)。同時，充分發(fā)揮激勵制度，讓施工人員有自主學(xué)習(xí)的意識，使他們根據(jù)自己情況針對性的學(xué)習(xí)，這樣有利于更好的提高施工人員的能力，提高水利工程防滲渠道施工質(zhì)量。

2.2 施工材料管理

在選擇砌筑渠道材料時，需要由專門的工程采購員挑選性價比高、操作簡單方便、質(zhì)量及抗老化能力較好的材料。當(dāng)施工材料送達現(xiàn)場后，需要對材料進行重重檢測，例如材料的韌性、硬度等，經(jīng)過檢測后挑選出各項性能指標達到施工要求的砌筑材料和防滲材料，一定要禁止使用未通過檢測的材料，避免因材料不合格造成渠道砌體斷裂或滲水。在施工現(xiàn)場管理工作中，應(yīng)保證材料的骨料粒徑≤18mm，這樣可以提高渠道結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性。在混凝土配置過程中，必須嚴格按照設(shè)計規(guī)范控制配合比，并結(jié)合當(dāng)時施工現(xiàn)場的溫度調(diào)節(jié)水灰比。

3、水利工程施工渠道管理優(yōu)化

3.1 建立健全水利渠道的養(yǎng)護和管理制度

水利渠道的正常運行離不開完善的養(yǎng)護和管理制度的支持，因此在實際工作中，應(yīng)立足于水利渠道工程的實際情況，并與工程生命周期的整體需求相結(jié)合，制定更具針對性的養(yǎng)護和管理制度，確保制度落實到位，為工程的正常運行打下堅實的基礎(chǔ)。同時還要聘請專業(yè)技術(shù)人員對技術(shù)和方案的制定實施監(jiān)督，確保各項方案與國家相關(guān)標準相符，進一步對維護和管理工作細則進行規(guī)范，明確不同崗位的權(quán)責(zé)，確保水利渠道工程維護和管理工作的效率和質(zhì)量。另外，為了確保制度的有效落實和執(zhí)行，還應(yīng)建立相應(yīng)的獎懲機制，確保制度能夠發(fā)揮應(yīng)有的效果。

3.2 健全檢查和維護機制

施工單位要根據(jù)相關(guān)制度制定合理的施工管理計劃，確保工程的順利完成。施工單位在施工前要按照施工環(huán)境和負荷狀況等采購工程材料，對工程材料的質(zhì)量嚴格把關(guān)，禁止使用劣質(zhì)材料。施工巡查時，剖析各種問題并及時提出解決方案，定期檢查、維護。施工單位在驗收時，要弄清楚管道的使用情況、通暢程度、用水量等情況，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行評估，確保工程質(zhì)量達標。在后續(xù)的養(yǎng)護管理過程中，相關(guān)人員要明確日常管理的各種需求，明確養(yǎng)護管理工作的重要性，根據(jù)工程運行情況及時調(diào)整養(yǎng)護計劃，加強防治。同時，相關(guān)人員應(yīng)明確養(yǎng)護管理的周期，按時完成養(yǎng)護任務(wù)，提高養(yǎng)護質(zhì)量，預(yù)防風(fēng)險。在日常工作中落實管理責(zé)任。在對管理人員進行考核時，要根據(jù)平時的工作任務(wù)進行評審，對工作認真的人員進行獎勵，對工作敷衍的人員進行懲罰，以此激發(fā)個崗位人員的工作積極性。需要注意的是，如果是設(shè)備本身出現(xiàn)問題，不能對工作人員進行懲罰。因此，工作人員在平時的養(yǎng)護管理中，及時對一些老舊的設(shè)備進行維修或者淘汰，并定期對其進行檢測，保證工程效益的發(fā)揮。

3.3 籌集充足的資金

施工單位要搶抓時機，積極申請財政項目修復(fù)受損工程。在施工過程中既要注重新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，要綜合考慮各種施工方法，加強渠道自身的防滲、抗凍性，既節(jié)約成本，又降低投資。充足的資金是工程建設(shè)和運行的基礎(chǔ)。一些地區(qū)經(jīng)濟不發(fā)達，地方政府可撥付資金較少，融資渠道單一。因此，相關(guān)部門應(yīng)與地方銀行、企業(yè)進行項目合作，擴大融資規(guī)模。在建設(shè)中相關(guān)部門選用可循環(huán)使用特性的材料，與傳統(tǒng)材料相比，這類材料在性價比上更高，同時可以重復(fù)使用，減少成本支出。

3.4 應(yīng)用先進的技術(shù)和設(shè)備

水利工程渠道使用十分頻繁，這也增加了其破損的概率，因此渠道維護和管理工作具有極為重要的意義。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢下，一些先進技術(shù)和設(shè)備在渠道維護和管理工作中進行應(yīng)用，有效地促進了渠道維護和管理工作效率和質(zhì)量的提高，進一步增強了渠道工程的使用性能。如對于渠道壩體支護的損壞，可以采用防御性的新型維護管理技術(shù)，可以保證渠道良好的運行狀態(tài)，而且對人員技術(shù)水平要求不高。

3.5 提高水利渠道管理人員的綜合素質(zhì)

在水利工程渠道管理工作中，管理人員的綜合素質(zhì)直接關(guān)系到管理工作的質(zhì)量。由于水利工程渠道日常維護和管理都需要由管理人員完成，但當(dāng)前大部分水利渠道工程管理工作中都存在管理人員專業(yè)技能和素質(zhì)不足的問題，這就需要積極采取有效措施來提高水利渠道管理人員的綜合素質(zhì)。在具體工作中，宜開展相應(yīng)的培訓(xùn)和教育活動，提升管理人員的專業(yè)技能，也可以邀請一些高水平專家，促進管理人員綜合素質(zhì)的提高。并通過制定合理的獎懲制度，針對實際工作中成績突出的人員給予獎勵，以此來調(diào)動管理人員工作的積極性。另外，還要定期對管理人員進行考核，對于考核不合格的人員不允許上崗工作。應(yīng)全面提高水利渠道管理人員的綜合素質(zhì)，使其滿足渠道日常管理工作需求，確保水利渠道工程維護和管理工作成效，為水利渠道工程的穩(wěn)定運營打下良好的基礎(chǔ)。

4、水利工程施工中渠道防滲技術(shù)

4.1 土料防滲

在水利工程施工期間應(yīng)該將土料作為主要的使用材料，由于土料的特點，不但可以降低工程的成本，還能夠就地取材。但是土料工程有著穩(wěn)定性不足的問題，主要是因為在工程中容易受凍融因素的影響，從而影響了土料工程的穩(wěn)定性和防水性。為了解決這個問題，工作人員在準備階段中，需要在土料中加入其他的添加劑，從而提高涂料的牢固性和防滲性能。當(dāng)下，相關(guān)施工標準已經(jīng)對土料混合的配置比例進行了明確規(guī)定。第一，充分碾碎土料，確保土料的密實性特點；第二，在土料的混合期間，工作人員應(yīng)當(dāng)對其進行嚴格的管控，并且嚴格控制其放置順序，首先進行干拌工序，對土料進行均勻的混合，同時加入各種添加劑，然后再進行水?dāng)嚢韫ば?；第三，在施工期間遇到防滲層具有較大厚度時，應(yīng)當(dāng)使用分層施工技術(shù)，并且遵循先坡后底的施工原則；第四，在防滲工作結(jié)束時，應(yīng)當(dāng)對工程進行維護和檢修，同時減少外界因素對土料性能的干擾。

4.2 混凝土防滲技術(shù)

密實度高是混凝土防滲技術(shù)特點之一，這個特點能夠滿足周期長的要求，還能夠增加其使用壽命，但是這個技術(shù)難以解決的問題，就是混凝土的內(nèi)外部經(jīng)常出現(xiàn)溫度差，是由于施工環(huán)境的溫度和濕度對其產(chǎn)生的影響，這種溫度差將會使得工程渠道出現(xiàn)裂縫，嚴重影響工程項目的安全性。除此之外，施工技術(shù)還會影響混凝土的緊實性，因此應(yīng)當(dāng)加強對施工工藝方面的管控，制定科學(xué)合理的措施。在施工階段，首先，為了降低在攪拌泵送及振搗施工過程中出現(xiàn)的大量熱能的影響，工作人員應(yīng)當(dāng)及時對混凝土進行檢查，并且降低混凝土內(nèi)部的溫度，避免溫差的出現(xiàn)，預(yù)防渠道出現(xiàn)裂痕。例如在進行攪拌時，為了減少泌水，滿足混凝土強度的要求，可以使用裹沙法，先對水泥砂料和水進行混合，再加入石料進行攪拌。其次，為了降低裂縫出現(xiàn)的概率，工作人員可以利用優(yōu)化施工工序的方法進行施工，例如，混凝土在凝固的同時可以對下層進行澆筑工作，這樣不僅能夠提高混凝土的黏合度和牢固性，還可以避免裂縫出現(xiàn)。最后，在混凝土中添加粉煤灰可以增加其抗裂性能。在冬季進行建設(shè)工程施工時，應(yīng)當(dāng)制定合理的保暖措施，降低施工裂縫出現(xiàn)的概率。在防滲施工技術(shù)中，混凝土防滲技術(shù)是防滲技術(shù)中效果最好的技術(shù)，也是運用最廣泛的，其具有管理方便、施工操作簡單等優(yōu)勢。只有不斷優(yōu)化施工技術(shù)，提高施工質(zhì)量，降低施工裂縫出現(xiàn)的概率，才能夠促進混凝土防滲技術(shù)的發(fā)展。

4.3 砌石防滲漏施工方法

砌石防滲相關(guān)技術(shù)通常是使用砌卵石、干砌石塊以及漿砌石塊等原材料對于相應(yīng)渠道的表面進行有效地加固操作，大幅度提升渠道工程的穩(wěn)定性以及防滲漏能力。此方法最顯著的優(yōu)勢是就地取材的方便性，這樣能夠節(jié)約大量的材料采購成本。并且此類砌石防滲相關(guān)技術(shù)的抗沖擊與抗凍能力也比較理想，此方法適用于各種復(fù)雜條件，節(jié)水效果顯著。砌石工序完成之后使用內(nèi)襯的水泥混凝土進行抹面，能顯著提升渠道工程的耐久程度及穩(wěn)定性。不過通過工程實踐的狀況，砌石防滲相關(guān)技術(shù)依舊有一定程度的局限性存在。在其實際應(yīng)用中，砌石部位由于其厚度相對比較大、材料用量大，無法使用大型工程機械。對于勞動力成本較高的情況或者現(xiàn)場可以使用的石材量不足的情況，此類技術(shù)的實際應(yīng)用效果將會大打折扣，很難有效降低施工成本。此外，薄膜和瀝青等新型防滲材料具有變形強、流程簡便、耐久性指標優(yōu)良等特點，已經(jīng)被大量投入到渠道工程的防滲施工中。

4.4 水泥混凝土防滲漏施工方法

水泥混凝土材料屬于一類工程建設(shè)中的常用原材料，此類原材料為主的施工作業(yè)模式通常應(yīng)用最為廣泛，在項目施工的實際操作時，大體上能夠分為3 種模式。第一類是現(xiàn)場澆筑的模式，第二類是采用預(yù)制塊的模式，第三類是采用噴射混凝土的模式。上述這3 類不同的作業(yè)方式，需要現(xiàn)場施工人員依據(jù)工程項目的實際情況以及施工要求來進行合理的選取。3 種模式具有各自的優(yōu)點以及缺陷，所以現(xiàn)場施工人員必須小心謹慎地進行挑選。

4.5 瀝青材料防滲施工技術(shù)

以瀝青材料進行防滲施工時，施工前可選擇埋藏式瀝青膜施工方式對渠道進行平整處置，清除渠道內(nèi)及周圍的雜草。熱瀝青需進行人工或機械灑水作業(yè)，使其表面形成水膜，從而避免瀝青老化，保持其性能。對瀝青進行保護時，可選用素土，以避免外界原因和機械破壞影響瀝青性能，導(dǎo)致破損問題。選用瀝青混凝土材料進行防滲施工時，瀝青加熱后要進行混合攪拌，把瀝青中的礫石、碎石等材料進行充分混合，提高其防滲漏性能。防滲施工時，為了充分發(fā)揮瀝青的穩(wěn)定性、耐久性，基礎(chǔ)厚度要根據(jù)工程具體情況確定。若采取瀝青席材料施工，可在瀝青中加入葦席、油氈，制作成瀝青卷，進行搭接式鋪設(shè)，如果在搭接中存在對接縫隙，需用熱瀝青進行粘結(jié)，形成瀝青層，保證防滲效果。

4.6 膜料防滲施工技術(shù)

以鋪貼塑料膜進行渠道防滲施工，是農(nóng)田水利工程建設(shè)的常見措施。與混凝土、土料等防滲技術(shù)相比，膜料防滲技術(shù)所選用的膜料主要由塑料材料制成，常應(yīng)用于北方寒冷地區(qū)。膜料材料防水性能好，具有一定的抗腐蝕能力，且施工操作簡單，運輸與管理難度低，在較艱難的施工環(huán)境下都能快速施工。其缺點為易損耗，穩(wěn)定性較低。施工單位在進行膜料防滲施工時，要仔細檢查施工膜料，確保膜料完整且無任何質(zhì)量問題。由于防滲膜極易破損，運輸管理環(huán)節(jié)需采取科學(xué)合理的措施確保防滲膜處于完好狀態(tài)。若發(fā)生問題，可用粘補方式修補。

4.7 基礎(chǔ)施工中防滲漏技術(shù)

在施工之前，要做好地質(zhì)勘察、環(huán)境的實地調(diào)查等，以施工前的地質(zhì)調(diào)查和環(huán)境分析為主，結(jié)合具體的防滲漏施工技術(shù)規(guī)范，制定切實有效的施工技術(shù)方案。例如：定量化的測量水利渠道工程的實際位置，明確其走向，以減少測量誤差。實地測量中，中心樁的位置要位于水利渠道轉(zhuǎn)彎位置處的50cm 間隔距離上。水利渠道澆筑方法一般為原漿式，渠道施工結(jié)束后，要及時清洗整個渠道，待混凝土凝固后及時拆模，并做好施工養(yǎng)護作業(yè)，對渠道內(nèi)部灑水，避免混凝土結(jié)構(gòu)開裂的現(xiàn)象發(fā)生。

結(jié)語：

水利渠道建設(shè)工程與我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展息息相關(guān)。由于社會經(jīng)濟水平的迅速提高，傳統(tǒng)的水利施工技術(shù)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前對水利工程的要求，而且相關(guān)部門提高了對水利渠道質(zhì)量的要求，因此相關(guān)建設(shè)部門不僅要保證工程的質(zhì)量，還要注意工程后期出現(xiàn)的滲漏問題。在施工時，施工人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況，有效應(yīng)用防滲材料和防滲技術(shù)，提高水利渠道的社會效益和經(jīng)濟效益，保障我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的灌溉基礎(chǔ)和物質(zhì)基礎(chǔ)。