渠道防滲技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用

賈成海

（甘肅省引大入秦水資源利用中心，甘肅 蘭州 730000）

農(nóng)田水利工程渠道發(fā)生滲漏的原因較多，有生物因素、地質(zhì)因素、施工因素及人為因素等，因此在渠道防滲建設(shè)方面，需綜合考慮各種因素，采取積極有效的綜合技術(shù)措施防止水利工程渠道發(fā)生滲漏。通過優(yōu)化農(nóng)田水利渠道防滲設(shè)計，選用農(nóng)田水利渠道防滲材料，創(chuàng)新農(nóng)田水利渠道防滲技術(shù)等，解決農(nóng)田水利渠道防滲問題，推動農(nóng)田水利建設(shè)穩(wěn)步發(fā)展。

1 農(nóng)田水利渠道滲漏原因分析

農(nóng)田水利工程在社會發(fā)展中起著關(guān)鍵的作用，建設(shè)農(nóng)田水利工程對提高農(nóng)田生產(chǎn)能力、保證農(nóng)田水利灌溉成效具有巨大貢獻(xiàn)。目前，農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)已成為國家重要的基礎(chǔ)建設(shè)項目。雖然我國加大了農(nóng)田水利工程建設(shè)力度，但在工程使用過程中仍存在渠道滲漏等問題，對水利工程的安全使用和質(zhì)量保持造成了直接影響。要想解決這一問題，需對滲漏問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行全面有效的分析，找到導(dǎo)致渠道滲漏的因素，并采用科學(xué)合理的措施予以解決。

1.1 生物因素影響

通過分析發(fā)現(xiàn)，農(nóng)田水利渠道滲漏與生物因素直接相關(guān)。農(nóng)田水利工程一般建設(shè)在野外，周圍的生物環(huán)境往往較復(fù)雜，如蛇蟲鼠蟻等生物均會影響農(nóng)田水利工程。某些生物會在農(nóng)田水利工程上挖洞穴，洞穴在地下會形成渠道滲漏的通道，當(dāng)日常使用農(nóng)田水利工程或遇到自然降雨導(dǎo)致水位上漲時，水就會灌入洞穴通道中［1］，而洞穴中的水體會積聚，時間較長時就會出現(xiàn)渠道滲漏問題。

1.2 地質(zhì)因素影響

農(nóng)田水利渠道滲漏也受地質(zhì)因素的影響，主要包括水文、巖層性質(zhì)和結(jié)構(gòu)、土壤條件等。在分析地質(zhì)因素的影響時，需從農(nóng)田水利工程所處的地質(zhì)環(huán)境層面進(jìn)行分析。農(nóng)田水利工程一般與農(nóng)田區(qū)域距離較近，農(nóng)田區(qū)域的土壤以松軟土層為主，這種土層結(jié)構(gòu)本身穩(wěn)固性較弱，滲水性非常強(qiáng)，給渠道滲漏提供了充分條件。另外，在農(nóng)田水利工程建設(shè)中，工程所用的土層材料一般為就近獲取，這些軟土不易夯實(shí)，土層結(jié)構(gòu)縫隙較多，因而易導(dǎo)致渠道滲漏［2］。農(nóng)田水利工程區(qū)域如果存在水位較高的情況，也會增加渠道滲漏的可能性。很多農(nóng)田水利工程位于高水位地區(qū)（這與農(nóng)田生產(chǎn)需求有直接關(guān)系），高水位地區(qū)在為農(nóng)田提供更多灌溉用水的同時，對于水利設(shè)施的影響也較為顯著。當(dāng)水位較高時，農(nóng)田水利渠道接觸的水文截面更大，即滲漏影響區(qū)域更廣，因此，渠道滲漏經(jīng)常發(fā)生。

1.3 施工因素影響

農(nóng)田水利渠道施工也是造成滲漏的重要因素。農(nóng)田水利工程普遍規(guī)模較大，涉及的施工內(nèi)容較多，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)施工質(zhì)量問題，都會留下渠道滲漏的隱患。農(nóng)田水利施工中使用的材料、技術(shù)等，都會對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，進(jìn)而引發(fā)渠道滲漏。在農(nóng)田水利施工中，對于施工材料有較高的要求，要求材料應(yīng)具備較好的防水性、防滲性，如混凝土密度等級要高于普通建筑項目。在施工技術(shù)方面，需采用有效的渠道防滲措施，提高防滲能力。施工時如果沒有做好這些工作，如材料防滲等級不夠或施工時未重點(diǎn)關(guān)注渠道防滲要求，則會降低整個農(nóng)田水利渠道的防滲性能。在施工中還有一個重要問題，就是項目施工存在的接縫［3］。農(nóng)田水利工程施工時，一般是分部同時施工，因此必然存在工程接縫。工程接縫如果處理不好，就會導(dǎo)致渠道滲漏。接縫處會增加水體流動量，使農(nóng)田水利工程內(nèi)部暴露在水體沖刷之下。在不斷的沖刷作用下，農(nóng)田水利工程項目接縫會不斷擴(kuò)大，從而加劇水體流動，導(dǎo)致渠道滲漏更為嚴(yán)重。此外，農(nóng)田水利工程上的一些微小縫隙等，也會成為滲漏的發(fā)生點(diǎn)，使洞穴不斷出現(xiàn)管涌現(xiàn)象。這種沖刷會降低農(nóng)田水利工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，嚴(yán)重時會造成農(nóng)田水利工程坍塌。

1.4 人為因素影響

農(nóng)田水利渠道在使用過程中遭受人為因素的破壞，也會加劇渠道的滲漏。由于農(nóng)田水利工程多建設(shè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域，周圍居民活動頻繁，易對水利工程造成一些不利影響，如農(nóng)民在農(nóng)田水利渠道維護(hù)中，為提高農(nóng)田水利渠道的穩(wěn)固性，需采用填土措施［4］。但是，農(nóng)民對農(nóng)田水利工程的保護(hù)意識薄弱，在填土?xí)r會在農(nóng)田水利工程周圍挖掘土層，這樣就會造成農(nóng)田水利基礎(chǔ)損壞，如取土挖掘時造成渠道防滲層損壞等，從而使渠道防滲性能明顯下降，導(dǎo)致滲漏情況日益嚴(yán)重。

2 農(nóng)田水利渠道防滲技術(shù)應(yīng)用路徑

2.1 優(yōu)化農(nóng)田水利渠道防滲設(shè)計

農(nóng)田水利渠道防滲設(shè)計對提升渠道整體的防滲能力具有重要作用。通過科學(xué)合理的設(shè)計可優(yōu)化農(nóng)田水利渠道結(jié)構(gòu)。在農(nóng)田水利工程中，橫斷面一般為梯形（見圖1），這個結(jié)構(gòu)有助于提高水利工程的穩(wěn)固性。在梯形基面設(shè)計中，考慮到防滲需求，可進(jìn)行合理的坡度設(shè)計，這樣能夠降低水體對農(nóng)田水利渠道的沖刷力度，降低滲漏風(fēng)險。

圖1 渠道防滲設(shè)計

2.2 選擇優(yōu)質(zhì)的農(nóng)田水利渠道防滲材料

農(nóng)田水利渠道建設(shè)中，需全面考慮材料的防滲性能和作用。渠道材料對整個農(nóng)田水利工程十分重要，選擇材料時需以渠道防滲為基礎(chǔ)，確定材料的防滲性能等級。農(nóng)田水利工程主要采用混凝土結(jié)構(gòu)，因此，混凝土材料選擇尤為重要［5］?；炷敛牧鲜且环N混合材料，其是將水泥、砂漿等進(jìn)行合理配比而制成?；炷敛牧厦芏却?、空隙小，可提高防滲性能。混凝土施工中，可通過澆筑方式完成對材料的使用，以有效彌補(bǔ)材料自身的防滲缺陷?；炷敛牧戏罎B需結(jié)合其他施工材料進(jìn)行，如水泥砂漿防滲、砌塊防滲（見圖2）等。水泥砂漿材料主要是用于輔助混凝土渠道防滲。對于混凝土澆筑結(jié)構(gòu)來說，會存在接縫空隙，水泥砂漿可用于縫隙填補(bǔ)，降低水體滲透縫隙的程度，砌塊主要是將砌塊石作為農(nóng)田水利工程材料。砌塊石的防滲性能極高，這與石材天然屬性有直接關(guān)系。砌塊石材料的應(yīng)用，需綜合考慮運(yùn)輸和成本等因素，如果農(nóng)田水利建設(shè)區(qū)域本身產(chǎn)砌塊石，可通過短距離運(yùn)輸作為施工材料的補(bǔ)充。將砌塊石材料作為渠道主體結(jié)構(gòu)，可提高防滲性能［6］。隨著防滲材料的不斷革新和優(yōu)化，目前已出現(xiàn)了專門用于防滲的材料，如防滲薄膜等。傳統(tǒng)的農(nóng)田水利工程防滲主要是基于建筑材料來實(shí)現(xiàn)渠道防滲。這種專門的防滲薄膜，可用于強(qiáng)化農(nóng)田水利工程主體的防滲能力，當(dāng)建筑主體施工完成后，可在混凝土或砌石材料表面增加防滲薄膜，相當(dāng)于給農(nóng)田水利工程增加了一層保護(hù)，從而顯著提高渠道防滲效果。

圖2 渠道防滲材料

2.3 創(chuàng)新農(nóng)田水利渠道防滲技術(shù)

農(nóng)田水利工程防滲施工中，采用有效的技術(shù)手段亦可強(qiáng)化渠道防滲性能。渠道防滲技術(shù)主要包括模板現(xiàn)澆技術(shù)、混凝土振搗技術(shù)等。模板現(xiàn)澆技術(shù)是在農(nóng)田水利工程施工區(qū)域，將模板作為施工方式，通過現(xiàn)澆來完成施工（見圖3）。現(xiàn)澆技術(shù)的優(yōu)勢在于可確定整個農(nóng)田水利工程結(jié)構(gòu)，通過模板減少施工縫隙，提高澆筑控制力度，保證澆筑的質(zhì)量和效果?；炷琳駬v技術(shù)則是在混凝土結(jié)構(gòu)施工時，通過充分的振搗，保證混凝土結(jié)構(gòu)均勻、穩(wěn)定。混凝土澆筑中，如果厚度不均，就會影響混凝土結(jié)構(gòu)的密度，導(dǎo)致農(nóng)田水利工程中有的部位密度大、有的部位密度小，這種情況也會加劇滲漏［7］。利用振搗技術(shù)，除了可保持混凝土結(jié)構(gòu)均勻外，也可及時將混凝土內(nèi)部的氣泡和熱量散發(fā)出去（混凝土中如果存在氣泡和熱量，當(dāng)農(nóng)田水利工程施工完畢投入使用時，就會在使用過程中不斷散發(fā)，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂隙從內(nèi)部延伸到外部，給水體更多的滲漏機(jī)會），而振搗技術(shù)則使這些問題得到了很好解決，提高了渠道的防滲能力。

圖3 渠道防滲技術(shù)

2.4 解決農(nóng)田水利渠道防滲問題

農(nóng)田水利工程渠道防滲中需重點(diǎn)解決普遍性和突出性問題。從農(nóng)田水利滲漏情況分析來看，伸縮縫滲漏問題非常顯著，大部分農(nóng)田水利工程滲漏都與伸縮縫有關(guān)。伸縮縫是在工程施工中留出的、提供工程結(jié)構(gòu)熱脹冷縮變形支持的結(jié)構(gòu)。應(yīng)對伸縮縫滲漏問題，需綜合考慮伸縮縫性能及有效的防滲手段［8］。防滲技術(shù)應(yīng)用中，需保持伸縮縫的特點(diǎn)，因此，在填充伸縮縫時，要選擇具有較好伸縮性能的填充材料，如瀝青等。通過瀝青填充，可降低滲漏程度，同時保證伸縮縫對農(nóng)田水利工程結(jié)構(gòu)變形的緩沖效果。

2.5 做好農(nóng)田水利渠道防滲檢測

農(nóng)田水利工程建設(shè)對農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的長足發(fā)展有著重要的推動作用，農(nóng)田水利建設(shè)施工中，需針對渠道防滲進(jìn)行檢測。通過制訂科學(xué)合理的評價體系，將所有與渠道防滲相關(guān)的要素考慮在內(nèi)，包括滲漏因素、施工設(shè)計和施工方法等，對于最終的防滲檢測，要制定明確的標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能有效檢驗農(nóng)田水利渠道施工是否符合防滲要求。在防滲檢測評價中，可積極應(yīng)用各種檢測和分析儀器，對渠道防滲性能進(jìn)行測試和分析。通過聲波探測儀器（見圖4），可檢測農(nóng)田水利工程內(nèi)部是否存在滲漏點(diǎn)，如生物因素造成的內(nèi)部洞穴問題，很難通過外部觀察獲悉，但通過專門儀器的檢測，可獲得有效數(shù)據(jù)，并根據(jù)科學(xué)的數(shù)據(jù)分析和處理，得到相應(yīng)的結(jié)論。這樣有助于及時發(fā)現(xiàn)農(nóng)田水利渠道的滲透點(diǎn)，從而采用有效的措施進(jìn)行應(yīng)對［9］。在施工過程中，也要根據(jù)渠道防滲檢測評價標(biāo)準(zhǔn)，對每個環(huán)節(jié)的施工予以檢查和判斷，如施工中混凝土澆筑厚度是否符合防滲標(biāo)準(zhǔn)等。除了這些評價手段外，還要將農(nóng)田水利工程評價融入日常維護(hù)管理中，通過采取必要的輔助警示和攔擋措施，防范人為因素造成的破壞。此外，要基于渠道防滲檢測評價結(jié)果，對渠道進(jìn)行及時修復(fù)，避免滲透影響擴(kuò)大。

圖4 渠道防滲檢測

3 結(jié)語

渠道防滲技術(shù)是農(nóng)田水利施工中的重要技術(shù)。通過渠道防滲技術(shù)的應(yīng)用，能夠降低滲漏問題對農(nóng)田水利工程造成的不利影響，防止由于滲漏造成的農(nóng)田水利工程安全隱患。在農(nóng)田水利施工中發(fā)現(xiàn)滲漏問題時，要做好原因分析和措施應(yīng)對，加強(qiáng)對農(nóng)田水利工程的全面保護(hù)，使農(nóng)田水利工程的價值得以最大化發(fā)揮。