防滲渠道及襯砌設(shè)計(jì)思考

□王留鋒（鄭州市水利建筑勘測設(shè)計(jì)院）

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防滲渠道及襯砌設(shè)計(jì)思考

□王留鋒（鄭州市水利建筑勘測設(shè)計(jì)院）

目的：伴隨村鎮(zhèn)建設(shè)的不斷發(fā)展，水利渠道建設(shè)已經(jīng)成為村鎮(zhèn)建設(shè)中必不可少的部分，對于村鎮(zhèn)建設(shè)和發(fā)展中，農(nóng)田灌溉是農(nóng)民賴以發(fā)展的手段，是直接影響農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，渠道和渠系的建設(shè)和運(yùn)行，均影響到渠道的正常灌溉功能和輸水情況，直接關(guān)系到水渠功能的發(fā)揮。多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)結(jié)果表明，防滲漏渠道不但能夠節(jié)約用水，減少地下水，還可更好的減輕清淤工作量，節(jié)約勞動力，提高灌溉效率，為增產(chǎn)增收帶來更高的保障。所以水利渠道的防滲建設(shè)較為重要。

農(nóng)田水利；防滲渠道；襯砌；施工設(shè)計(jì)

0　前言

農(nóng)田水利的建設(shè)是農(nóng)村耕地產(chǎn)效的保障，農(nóng)作物離不開水的灌溉和滋養(yǎng)，因此農(nóng)作物的生長中均需要農(nóng)田水利的支持。因此水渠建設(shè)對于農(nóng)耕作物的良好生長具有極高的意義，中對農(nóng)田水利工程建設(shè)中防滲渠道及襯砌的設(shè)計(jì)和施工思路構(gòu)建進(jìn)行分析。

1　渠道防滲的重要性

在農(nóng)田水利工程建設(shè)中防滲渠道是應(yīng)用最為廣泛的灌溉工程技術(shù)，不但能夠最大限度的節(jié)約灌溉用水和減少水利資源的浪費(fèi)，同時還能夠更好的提高水利的利用度，改善農(nóng)業(yè)用水的供需矛盾，擴(kuò)大灌溉面積，促進(jìn)和推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步和發(fā)展，更好的減少農(nóng)業(yè)灌溉用地面積，避免灌溉渠道因沖刷導(dǎo)致淤積和塌陷的發(fā)生，減少管理及運(yùn)行費(fèi)用，便于渠道管理，降低地下水位，避免土壤鹽堿化發(fā)展和沼澤化發(fā)展，更加有利于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展和建設(shè)，同時能夠更加利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。同樣也是實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的關(guān)鍵。

2　渠道防滲工程技術(shù)中存在的問題

我國過去對渠道防滲工程的關(guān)注程度不夠，經(jīng)濟(jì)投入較少，使我國的水利工程發(fā)展及建設(shè)受到影響，至今存在較多的問題沒有獲得更好的解決，當(dāng)前我國的水利渠道建設(shè)主要應(yīng)用材料是混凝土為主的防滲材料，具有較高的防水能力，同樣可以承受較大水流的沖擊，但對于南方城市較為適用，對于北方城市不耐凍是混凝土的缺點(diǎn)，因此在北方的防滲水渠建設(shè)還有待于進(jìn)一步提高。如不能夠獲得更好地解決，對于北方防滲水渠的建設(shè)會產(chǎn)生嚴(yán)重的困擾，當(dāng)前復(fù)合材料的使用是工程建設(shè)的發(fā)展方向，但成本較高，成為阻礙符合材料在防滲工程中的使用，因此更好地降低復(fù)合材料的成本，做到取長補(bǔ)短，使其更好地結(jié)合是目前發(fā)展的方向。

3　解析農(nóng)田水利工程中防滲渠道及襯砌的施工設(shè)計(jì)

3.1加強(qiáng)渠道地基的強(qiáng)度

在水利渠道防滲工程建設(shè)前，應(yīng)針對于建設(shè)施工范圍內(nèi)的土壤情況進(jìn)行分析，對工程實(shí)施制定周密的計(jì)劃，在進(jìn)行開挖施工階段應(yīng)快速施工，因挖掘施工中掘出土壤水分含量較高，在挖掘施工后使土壤充分得到風(fēng)干，降低土壤內(nèi)水分的含量，從而獲得更加牢靠的地基，減少因氣候變化導(dǎo)致渠道發(fā)生干裂情況發(fā)生。

3.2混凝土要求

主要分為兩個方面：①水質(zhì)選擇，主要是選擇地表水或是飲用水等水源，應(yīng)避免生活廢水及工業(yè)污染水，減少水中的雜質(zhì)，增加混凝土攪拌后的強(qiáng)度。②水泥的選擇，因施工中對水泥的需求量較大，同樣對混凝土的強(qiáng)度要求較高，因此水泥強(qiáng)度應(yīng)嚴(yán)格挑選，保證水泥強(qiáng)度的同時應(yīng)進(jìn)行良好環(huán)境的儲存。

3.3骨料要求

在工程施工過程中，對于骨料的擺放位置尤其重要，應(yīng)在開放通風(fēng)好開闊場地，能夠儲存大量的骨料，能夠保證足夠的骨料應(yīng)用于施工中，避免施工中骨料短缺的情況發(fā)生，骨料的選擇應(yīng)依據(jù)混凝土的情況來定，對于鋼筋少的混凝土渠道，可選擇大直徑的骨料，骨料表面應(yīng)整潔，對于細(xì)骨料的選擇中應(yīng)注意硬度較強(qiáng)，級別較高同時表面干凈整潔，同時具備工程需要精細(xì)程度。可以應(yīng)用粗質(zhì)砂進(jìn)行分辨和精細(xì)度的調(diào)整，同時注意骨料的含水量，不能夠超過整體的5%，如水量過高應(yīng)進(jìn)行脫水措施實(shí)施。

3.4混凝土比例調(diào)配情況

在防滲渠道的施工中，混凝土的調(diào)配比例是施工的關(guān)鍵和重點(diǎn)，不但能夠影響混凝土的使用還可導(dǎo)致整個工程的質(zhì)量受到影響。首先對調(diào)配混凝土進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，同時對混凝土的相關(guān)材料進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，同時將篩選好的材料進(jìn)行試驗(yàn)對比，最后選定后相關(guān)部分審核簽字后，給予工程施工使用。同時施工人員嚴(yán)格遵循施工規(guī)范進(jìn)行混凝土的比例調(diào)配。

3.5混凝土澆筑施工

在進(jìn)行混凝土的澆筑前，如果原來的土壤渠道發(fā)生了干裂情況，應(yīng)對干裂的土壤渠道進(jìn)行灑水處理，對土壤的表層進(jìn)行濕潤處理，防止?jié)仓炷潦┕ず笃趯?dǎo)致混凝土表面干裂，因此應(yīng)先進(jìn)行渠道底部的澆筑，再進(jìn)行坡位的澆筑，最后澆筑渠道壓頂部，這種澆筑方式會使渠道底部的襯砌板對渠道坡度的澆筑工程起到支撐的作用，保證渠道的完整和正常使用。

3.5.1混凝土襯砌渠道凍脹

襯砌渠道凍脹的過程是隨著溫度的不斷變化，從地表逐漸到地下（由淺入深）的一個過程（H.A1985）。渠道發(fā)生凍脹，最主要的因素是要有適合凍脹發(fā)生的溫度，當(dāng)溫度達(dá)到或者低于凍結(jié)點(diǎn)的時候，首先會在渠道襯砌板與渠基土的接觸面的空隙處產(chǎn)生冰晶體，由于在土體中經(jīng)常會存在毛細(xì)現(xiàn)象，水分會從下部不斷的遷移上來，從而在基礎(chǔ)上冰晶體會變得越來越大，隨后，冰晶體出現(xiàn)的位置會越來越深，水分的遷移也會從淺到深，最后，渠基土凍深范圍內(nèi)的大部分空隙內(nèi)都會出現(xiàn)冰晶體，隨著冰晶體體積的不斷增加，渠基土就會發(fā)生體積的膨脹，隨著膨脹的不斷增加，渠道襯砌板會對渠基土產(chǎn)生約束，從而產(chǎn)生凍脹力，凍脹力達(dá)到一定數(shù)值時就會使渠道襯砌板發(fā)生破壞（安維東1989）。不同的凍結(jié)鋒面冰晶體產(chǎn)生的過程見圖1。

圖1　不同凍結(jié)鋒面上冰晶體形成過程圖

3.5.2預(yù)防混凝土襯砌渠道凍脹措施

首先對施工地區(qū)的溫度進(jìn)行良好的統(tǒng)計(jì)和分析，在施工前準(zhǔn)確考慮溫度和凍脹因素，同時對施工后坡面的坡面溫度進(jìn)行測量、地下水位、地下溫度、土壤含水量等后預(yù)測凍脹發(fā)生的情況，同時針對凍脹的發(fā)生因素針對性的針對混凝土進(jìn)行比例的調(diào)整，注意在混凝土比例的調(diào)整中考慮多方面的因素和準(zhǔn)確的評估。

3.6收面工作

在進(jìn)行水利防滲渠道工程的收面工程時，對工程的各個方面均應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，首先檢查渠道是否呈平行線，是否存在石子的外漏發(fā)生，表面能夠保證光滑，在完成澆筑后應(yīng)用原漿收面，用泥抹仔進(jìn)行表面的平整，同時按壓緊密貼實(shí)，保證收面的質(zhì)量和強(qiáng)度。

3.7養(yǎng)護(hù)工作

渠道施工的最后一個步驟是養(yǎng)護(hù)工作，這步收尾工作對于后期渠道的使用來說非常重要，若在最后收尾工作沒有嚴(yán)格按照程序步驟實(shí)施，其前面的所有施工環(huán)節(jié)都會前功盡棄。渠道的養(yǎng)護(hù)工作普遍是在澆筑施工后的5-20 h后就可開始養(yǎng)護(hù)工作，在養(yǎng)護(hù)時期要對混凝土表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)臑⑺?，并用薄膜覆蓋在混凝土表面，把混凝土包裹密封，使得水分能全部蒸發(fā)在薄膜中，使得混凝土表層達(dá)到濕潤的效果。

4　結(jié)論

農(nóng)田水利工程中防滲渠道及襯砌的設(shè)計(jì)施工其每一步的施工環(huán)節(jié)都需要非常的仔細(xì)與策劃，在施工前期，施工人員應(yīng)針對混凝土施工中的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，不能遺漏其中的每一步，否則將會給后期的渠道使用帶來非常大的影響，這是防滲渠道施工的關(guān)鍵核心，對于水利工程建設(shè)也具有重要的價值。

當(dāng)前我國的水利渠道工程的實(shí)施已經(jīng)獲得了顯著的提高，同樣也取得了較好的成就，在防滲渠道及襯砌工程中的設(shè)計(jì)構(gòu)思及應(yīng)用材料等因素均對水利渠道的灌溉產(chǎn)生一定的影響，同時建設(shè)水利渠道當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)也能夠不同程度的影響到防滲水利渠道的建設(shè)和工程質(zhì)量，能夠更加積極的提高防滲水利工程的建設(shè)，減少滲漏水量，為水利工程渠道的關(guān)鍵。

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（責(zé)任編輯：柳辰）

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王留鋒（1979-），男，工程師，主要研究方向：水工結(jié)構(gòu)。

2016-04-21