李炳辰
(河南省人民勝利渠管理局)
水利渠道工程是重要的民生項目,隨著中國經濟的發展與人們收入水平的提升,對于水利渠道工程的要求也越來越高,而決定水利渠道工程質量的關鍵,便是防滲施工。相較于其他工程,水利渠道工程施工操作繁瑣、周期長,對防滲效果的要求更高,為了提高工程施工質量,必須要把好設計與施工關。
進入新的歷史時期后,全國范圍內水資源匱乏問題日益嚴重,這一問題直接關乎人類的生存與發展。各個國家對水資源保護工作的重視度也越來越高,并通過新建各類水利渠道工程來提高水資源利用率。水利渠道工程在水利工程中十分普遍,是一種非常理想的節水灌溉技術,既能夠降低灌溉用水量、節約農業灌溉用水,也能夠有效增加灌溉面積,為農業的可持續發展奠定基礎。水利渠道工程的防滲施工能夠減小占地面積,杜絕淤泥沉積、渠道阻塞等問題,提升灌溉管理水平。通過防滲設計,也能夠進一步降低地下水位,解決土壤沼澤化、鹽漬化問題,對于生態環境建設也有一定優勢。
1.2.1 自然因素
中國國土面積大、地域幅員遼闊,各類水利渠道工程在應用環節的自然環境和氣候差異也存在顯著區別。長期處于低溫環境下的水利渠道工程在應用環節中,經常由于氣溫較低而出現滲漏現象。而南方部分區域的水利渠道工程由于長期處在高潮濕運行環境中,也容易導致工程結構受損,引發滲漏問題。土壤性質也是引起滲漏的一個重要誘因,土壤的鹽堿成分比例不同,在高鹽堿土壤中,水利渠道工程的壽命大幅縮減。盡管這一問題在豐水期的影響并不大,但是隨著進入枯水期,土壤中的鹽堿就會滲入到渠道工程中,既會降低工程的牢固性,也會引發滲漏的問題。
1.2.2 人為因素
在農業生產中由于受各類因素的影響,經常會出現水利渠道工程遭到破壞的問題,如果在工程受到破壞之后,沒有及時向上級部門匯報,那么破壞問題就會愈演愈烈,導致后續使用出現嚴重滲漏問題。
根據斷面形式的類型,可以將混凝土防滲劃分為楔形板型、等厚板型、平肋板型、中部加厚板型等。在混凝土防滲的施工和設計時,要根據斷面型式的不同采用不同的固定方式。如果渠基存在沉陷、膨脹問題時,必須要對地基進行合理處理,應用加厚板或者楔形板。對于小型水利渠道工程,可以采用矩型渠槽或者U 型渠槽;對于特殊土質,可以推行板膜復合式結構。當坡面切削過程中出現突發問題時,盡可能采用配比相同的混凝土進行填充。除此之外,還需要合理設計渠道的排水系統,以避免混凝土基礎的滲漏。
①卵石襯砌。卵石襯砌分干砌類、漿砌類兩種。干砌類即砌筑完畢后,用泥沙來填住縫隙,在凝聚、硬化作用下,可以形成穩定防水層。為了延長使用壽命,需要在砌石層下設置砂礫石墊層或者復合土工膜料層,這類操作方式適合應用在泥沙較多的地區,例如:中國的新疆、青海、甘肅、四川等地。漿砌是用砂漿做填充物,砌塊之間無空隙,砌體穩固性好,需要嚴格把控好材料的質量關。②塊石襯砌。塊石襯砌對于石料有嚴格要求,要做到堅硬、無裂縫、一面平整。這種操作方式不適合應用于對防滲要求較高的水利渠道工程,在施工時,需要在下層鋪設一定厚度的砂料或者復合土工膜料層。對于防滲功能要求較高的大中型渠道,需要增加膜料厚度。
根據結構類型來看,膜料防滲技術的結構分為:①有過渡層防滲。有過渡層防滲能夠避免對防滲膜造成損傷,過渡層的設置,可以應用灰土、砂漿、水泥土等,適合應用在砂礫料、砂礫石、巖石防滲工程中。②無過渡層防滲。無過渡層防滲可以應用在復合土工膜、粘性土保護層防滲工程中,其中包括防滲層、過渡層、保護層。
在膜料防滲技術的設置上,需要注意幾個問題:①在嚴寒地區,膜料的選擇宜應用聚乙烯膜;②在植物分布較多的區域,可以優先選擇膨潤土防水毯;③對于小型渠道和中心渠道,將塑膜的厚度控制在0.20~0.30 mm,大型渠道厚度宜控制在0.30~0.60 mm,如果渠基存在特殊要求,可以應用復合土工膜。隨著化學工業的發展,膜料技術也在不斷完善,原始膜的不足之處得到很好的改善,也讓這一技術具有更好的應用前景。
瀝青材料防滲效果好、柔性好、造價低廉、施工簡單、適用性好。最為常用的技術就是瀝青混凝土防滲技術,該技術是將碎石沙、瀝青加熱拌勻再壓實,其造價與混凝土不相上下,適合應用在有凍害的地區,耐久性和穩定性高,使用壽命一般為20-30 a。從結構來看,瀝青混凝土防滲結構包括無整平膠結層、有整平膠結層防滲,每一種結構需要滿足的要求不同。在無整平膠結層中,孔隙率要控制在4%以下,斜坡流淌值要控制在0.80 mm 以上,穩定系數要控制在0.90 以下,避免在低溫環境下出現開裂問題,而有整平膠結層防滲結構,熱穩定系數要控制在4.50以上,這類結構適合應用在巖石地基中。
水利渠道工程的防滲透效果直接影響到整個工程的質量及使用功能,所以相關部門必須注重提升水利渠道工程的防滲透效果,具體施工過程中,施工單位必須認識到防滲技術在水利渠道建設中的重要性,綜合分析水利渠道工程的滲漏,采用混凝土防滲技術和膜防滲技術,砌體防滲技術,科學合理地應用于水利渠道建設。