農田水利工程季節性施工技術的應用探討

高香菊

山東省東明縣水務局 山東 菏澤 274500

從本質上講,農田水利工程屬于國家基建項目之一,主要解決耕地灌溉問題和人畜飲水問題,促進農業高產穩產、增產增收,修建田間灌溉工程、抗旱水源工程、蓄水和水井工程、小型泵站工程、大中小型水庫建設等,改良農田水分狀況。其中季節性因素對水利工程施工效果具有較大影響,因此筆者認為在實際工作中,要充分掌握夏季和冬季施工技術,做好前期設計規劃和保溫蓄熱,提升農田水利工程的科學性和質量性。

一、農田水利工程的重要性和特殊性

農田水利工程的修建可以保障農業正常用水需求,利用多種工程措施,為農業生產提供水利服務,解決鹽堿災害,降低旱澇災害,優化排水灌溉,在一定程度上可以維護國家糧食安全,確保水資源供給平衡,在現代化農業發展建設過程中,推進新農村建設目標的實現,延長水資源經濟產業鏈。從農田水利工程的基本內涵和重要性中,我們可以得出此類工程具有一定的規模性、區域性和季節性,我國幅員遼闊,氣候類型分布復雜,水資源分布不均,因此在修建過程中具有一定的間接性和季節性,尤其在混凝土施工環節,外部不同的溫度影響下,直接影響澆筑質量和防滲措施的使用,砌體工程管理難度大,排水工程、輸水配水工程、取水工程工作中的養護措施具有差異性。

二、農田水利工程夏季施工防滲技術

（一）滲水原因

農田水利工程項目本身具有一定的復雜性,在實際使用和建設過程中,容易受到地質條件、水文條件、氣候因素等方面的影響[1]。尤其在夏季施工時,受到季風性氣候的影響,降水時間較為集中,強降雨容易導致水利工程排水不暢,底板容易出現滲水問題,基坑內水量直線上升,墊層逐漸被雨水淹沒。因此對施工項目和施工序列造成一定程度影響,在必要時需要帶水施工,其次,在實際施工中如果止水帶不夠穩固,混凝土夯實密度呈直線性降低,混凝土墻面出現孔洞、氣泡等,容易導致滲水問題。

（二）防滲技術的施工要點

農田水利工程的防滲技術就是指通過高效工藝技術,在水利工程施工中防止水液滲漏,提升墻體施工的防水性,優化防滲處理方案。利用灌漿材料解決筑壩土料的滲漏問題,水泥形成防滲灌注墻體,主要應用到的技術就是壩體劈裂灌漿技術和高壓噴射灌漿技術。主要措施如下:

1.選擇具有防水性能的灌漿材料

在正式施工之前,管理人員應該根據項目的要求選擇恰當的防水材料,優選防水材料規格,結合材料特點、質量性能、施工標準、項目特征等,選出經濟實用的灌漿材料,如果水利建設項目的施工地點環境惡劣、通風性差,那么在灌漿材料選取過程中,應該選擇固濕型強、吸水性強的材料,確保水分可以被有效吸收,在水下部分可以讓基面和項目構造完美融合。

2.選擇合適的施工工藝

為了提升防滲技術的施工效果,在防滲墻施工過程中,管理者應該綜合運用鋸槽和深層攪拌兩種方法,搭設強度較高的墻體,根據施工質量指標和要求,確定混凝土配比方案,降低混凝土水化熱,避免其受外界溫度環境影響發生裂縫、氣泡、斷裂等現象,結合混凝土熱學性能表,確定施工配比:

表1 混凝土熱學性能表

表2 夏季施工混凝土配比

3.灌漿技術的選擇

農田水利工程夏季施工中,常見的灌漿技術有高壓噴射灌漿、壩體劈裂灌漿、帷幕灌漿三種[2]。其中高壓噴射灌漿就是將堤壩內土層進行分解,在高壓設施噴射過程中,利用高強作用力將土層和漿液進行粘合,在防滲工作中,提升堤壩堅固度,可以有效防止滲漏問題,提升農田水利項目的整體性能,經常用于堤壩、水壩建設中;壩體劈裂灌漿就是將混合漿液灌注到水壩墻體的空隙內,把水泥和黃土結合,以壩體軸線為基準,了解壩體可能出現裂縫的位置,如果已經出現裂縫,可以根據裂縫具體情況進行帷幕灌漿技術的使用,利用水泥和黏土的混合料對水利工程項目墻體進行維修和養護,在必要時可以選擇套閥管模式利用材料強度高的方法治理卵礫石層的滲水問題,按照比例拌和灌漿料,提升壩體的加固效果和防滲效果。

三、農田水利工程冬季施工技術

在冬季施工過程中,項目管理者和施工建設者必須采取防凍措施,尤其在混凝土澆筑過程中,必須根據冬季施工標準進行方案設計,避免水渠受到凍融損害,時刻關注天氣信息,避免農田水利工程項目受到凍融和寒潮影響。

（一）凍害機理

在水利工程項目施工過程中,水泥的水合作用將直接影響混凝土的硬化和凝結,外界溫度與水和反應成正比例關系,即:溫度越低,反應越慢。在硬化初期,施工項目結構內部存在水泥化合的游離水,存于空氣中,當溫度降為零時,水和反應停止,游離水慢慢結冰,結構體積逐漸增大,增大幅度為原來的1.1倍,因此混凝土內部會出現冰凍應力,孔隙逐漸出現裂縫,低強度混凝土粘結力降低,結構強度降低,發生早期凍害,水和生成物增加。

（二）冬季施工中可能遇到的問題

在農田水利施工項目過程中,冬季混凝土會出現裂縫,鋼筋表面氧化膜,容易在外界溫度影響下遭到破壞,體積膨脹,混凝土保護層剝落,因此出現水體中混凝土斷裂現象,受到氣溫的影響,水利結構疏散,砂漿骨料結合脆弱,混凝土結構引發結晶問題,表面起灰,破壞原有結構,導致硬化現象。

（三）具體施工技術

1.原材料的選擇

在冬季,農田水利施工項目建設過程中,應該選擇裂隙小的骨料,為了避免混凝土出現裂縫現象,應該選擇硬度較高的骨料,降低體積變化幅度,選擇抗凍性能較好的水泥,盡量規避粉煤灰水、礦渣水泥和復合水泥,而是應該選擇硅酸鹽水泥,根據其孔隙特征和孔隙率,提升混凝土墻體的密實度,降低水灰比,提升農田設施的抗凍性,降低泌水性。

2.儲蓄熱量技術

儲蓄熱量工作就是在農田水利工程建設中,突破作業溫度要求,提高混凝土溫度,做好原材料的保溫,在入冬之前,利用草墊或麻布覆蓋原料,在混凝土攪拌和澆筑過程中,確保溫度適宜,在短時間內達到臨界強度,避免外界環境和溫度變化對施工原材料造成不良影響。其次,做好拌合物的加溫,利用直接加熱法拌和用水,將原材料儲存在較高溫環境內,避免直接利用外加劑對水進行加熱,從而提升混凝土抗凍能力。

3.土方施工技術

在冬季施工中,農田水利建設土石方開挖階段,主要利用爆破法、機械開挖法和人工開挖法[3]。在實際施工過程中,應該根據凍土厚度、工程特點、項目大小而選擇合適的開挖方法,如果凍土層較深,應該按照一定工序,利用打樁機采用楔形劈塊方法,結合起重機進行土層砸破施工,如果凍土厚度超過兩米,直接利用爆破法進行機械開挖。在回填工作中,由于冬季外界環境較低,因此在回填中應該清除積水、淤泥和冰雪,避免土層出現沉降問題,將凍土塊含量控制在回填量的10%內,填方工作應連續進行,同時做好保溫工作。在保溫工作中,除了上文筆者提到的蓄熱法,還可以利用溫水熱拌法,按照砂漿配制標準,在日間氣溫0℃以上,夜間氣溫-3℃以上的地區使用,對砂石和薄膜進行保溫,并且確保砂漿溫度始終維持在20℃以上。

4.抹灰施工技術

根據冬季施工現場情況,利用冷作法,判斷抗凍劑中食鹽添加量,在抹灰砂漿中添加硫酸鈉和食鹽,濃度分別為4%和3%,或者配置混合配料（2%食鹽+3硫酸鈉+2%亞硝酸鈉）;也可以利用熱作法,利用熱水和熱砂進行砂漿攪拌,操作環境在5℃之上,做好砂漿運輸工作,確保運輸溫度高于10℃,攪拌機溫度和進入模板溫度不能低于6℃,否則會降低混凝土質量,嚴格控制水灰比,通過多次模擬實驗來確定外加劑含量是否合適,確保混凝土原料中的雜質符合規定要求,避免在冬季施工后期和使用過程中出現裂縫現象。尤其在大體積混凝土施工環節,應該做好澆筑工序,強化對農田水利工程施工建設的動態管制,做好監督與檢查,提升質量和驗收效率,采用多種保溫方法,降低外在環境對水利施工的不良影響,增進工程質量。

結束語:綜上所述,農田水利工程建設具有一定的間接性和季節性,因此應該防止水液滲漏,優化防滲處理方案。根據施工質量指標和要求,確定混凝土配比方案,降低混凝土水化熱,按照比例拌和灌漿料,提升壩體的加固效果和防滲效果,結合儲蓄熱量技術、土方施工技術、抹灰施工技術,避免在冬季施工后期和使用過程中出現裂縫現象,提升農田水利工程的施工質量。