水利灌溉渠道工程的防滲管理及其維護(hù)

張發(fā)輝

（貴州省松柏山水庫(kù)管理處，貴州 貴陽(yáng) 550025）

前言：我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對(duì)于水資源的需求量不斷提升，水利灌溉渠道工程作為水利工程中重要的組成部分，對(duì)農(nóng)田灌溉具有重要意義。但受到材料因素、環(huán)境因素以及施工因素等多方面影響，一部分水利灌溉渠道工程開始出現(xiàn)滲水漏水現(xiàn)象，一定程度上對(duì)灌溉用水的利用率帶來影響，同時(shí)農(nóng)田有效灌溉面積逐漸減少，灌溉用水的持續(xù)性滲漏還會(huì)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)帶來影響，致使水渠工程的不穩(wěn)定。因此，對(duì)水利灌溉渠道工程的防滲管理和防滲維護(hù)展開探討具有深遠(yuǎn)影響。

一、防滲管理在水利灌溉渠道中的應(yīng)用價(jià)值

在我國(guó)可利用水資源的儲(chǔ)備量日漸短缺的背景下，水利灌溉渠道工程逐漸成為我國(guó)落實(shí)節(jié)能減排的重要舉措之一，對(duì)于我國(guó)農(nóng)田灌溉、飲水工程建設(shè)都有著一定的積極影響。在農(nóng)田灌溉過程中，灌溉水渠的防滲處理都具備著一定的可操作性與經(jīng)濟(jì)性，此外，水渠工程防滲處理也是農(nóng)田節(jié)水灌溉中應(yīng)用的主要技術(shù)措施。一旦水渠工程滲水沒有得已高度關(guān)注，滲入地下之后很容易導(dǎo)致地下水位的上升，從而導(dǎo)致田地災(zāi)害。在一些鹽堿地地區(qū)，水渠滲漏還會(huì)增加土地的鹽堿化風(fēng)險(xiǎn)，以至于對(duì)水利工程的安全運(yùn)行帶來威脅。通過有效落實(shí)水利灌溉渠道的防滲管理和維護(hù)，能夠降低水渠滲水量，延長(zhǎng)渠床的使用壽命，提升水資源利用率，提升水渠工程輸水安全性，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉的目的[1]。另外，通過水利灌溉渠道的防滲管理還能夠保證地下水位合理性，提升水渠輸水能力，避免由于地下水位上升和土壤鹽堿化對(duì)渠道工程的穩(wěn)定性帶來負(fù)面影響。最后，渠道防滲管理還具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，通過維護(hù)管理，避免渠道生草，節(jié)約渠道工程的養(yǎng)護(hù)管理費(fèi)用。

二、水利灌溉渠道工程出現(xiàn)滲漏的原因

（一）材料質(zhì)量不合格

施工材料直接影響著水利灌溉渠道工程的質(zhì)量，由于渠道工程的專業(yè)性和復(fù)雜性，在施工過程中能夠涉及到多種材料，通常較為常用的基礎(chǔ)材料為：鋼筋、混凝土、止水材料和膨潤(rùn)土等，材料質(zhì)量不合格必然對(duì)渠道工程的質(zhì)量穩(wěn)定性和防滲性能帶來影響[2]。但是，在目前的水利渠道工程中，往往材料質(zhì)量把控不夠重視，采購(gòu)管理和材料質(zhì)量檢驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)，致使質(zhì)量不符合施工標(biāo)準(zhǔn)的材料應(yīng)用在施工中，到水利渠道的質(zhì)量穩(wěn)定性大打折扣，為渠道發(fā)生滲漏問題埋下隱患。

（二）嚴(yán)寒地區(qū)凍脹問題

對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)的水利灌溉渠道工程在冬季不使用時(shí)應(yīng)當(dāng)渠道中水排空，不應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行輸水作業(yè)，渠道中一旦有水，氣溫稍有升高，凍冰就會(huì)出現(xiàn)融化現(xiàn)象，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)反復(fù)的提升和下沉，致使混凝土板塊的脫硫板縫下滑現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致襯砌板的受理?yè)p壞，引發(fā)滲水漏水問題[3]。此外，一旦土壤中含水量較大受凍時(shí)，會(huì)對(duì)土壤承載力有著一定的提升，在解凍之后就會(huì)降低土壤承載力，致使在渠道工程建設(shè)過程中出現(xiàn)地基的不均勻沉降、變形，對(duì)襯砌板造成不均勻受力損壞，從而導(dǎo)致水渠工程滲漏問題發(fā)生。

（三）地質(zhì)勘查不準(zhǔn)確

在建設(shè)水利渠道工程前，首先需開展地質(zhì)勘查工作，對(duì)施工范圍內(nèi)的地質(zhì)條件有著詳細(xì)的了解，包括地下土層結(jié)構(gòu)、地下水源分布和地下水深度、土壤酸堿性等等。但如果地質(zhì)勘查資料不準(zhǔn)確、不仔細(xì)，在施工設(shè)計(jì)時(shí)就不會(huì)對(duì)不穩(wěn)定因素加以規(guī)避，為水渠工程的滲漏埋下隱患。

三、水利灌溉渠道工程防滲管理要點(diǎn)

（一）收集各項(xiàng)資料為防滲管理奠定基礎(chǔ)

首先應(yīng)當(dāng)對(duì)工程所在地的水文情況、水質(zhì)情況、地下水深度、土質(zhì)情況等地質(zhì)資料和當(dāng)?shù)氐臍鉁亍L(fēng)速風(fēng)向、動(dòng)土深度等氣象資料進(jìn)行收集掌握；嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水利灌溉渠道工程的沿線展開地質(zhì)勘查，對(duì)巖土性質(zhì)、滑坡、裂縫等地質(zhì)信息加以收集；另外，還需對(duì)土壤的含水率、干密度、孔隙度、凍脹性和滲漏系數(shù)加以了解，為水渠工程的建設(shè)和防滲管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[4]。

（二）落實(shí)水渠工程防滲檢查

在防滲檢查過程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注水渠中是否存在鼠洞、雜草或者蟻穴，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)技術(shù)采取對(duì)策進(jìn)行處理，避免問題惡化。此外，完善水渠工程防滲檢查制度，明確檢查周期和檢查內(nèi)容，以預(yù)防為主，防治結(jié)合，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理為原則，保證水渠工程防滲檢查管理的有效性和及時(shí)性[5]。若對(duì)水渠工程進(jìn)行停水處理，應(yīng)保證溫度在0 攝氏度以上，若要通水運(yùn)行應(yīng)保證環(huán)境溫度在0 攝氏度以上，避免出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象，影響到水渠工程的防滲性。

（三）冬季運(yùn)行的水渠管理

若在水渠工程冬季運(yùn)行過程中，水面以下渠基沒有發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象而水面以上的渠基出現(xiàn)了凍結(jié)，往往會(huì)導(dǎo)致在水面左右的混凝土材料結(jié)構(gòu)板出現(xiàn)裂縫病害，渠基凍脹現(xiàn)象導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生是一方面，還有一方面因素為在冰蓋的壓力下致使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。若要對(duì)冬季運(yùn)行的裂縫問題加以避免，可從以下兩個(gè)對(duì)策著手實(shí)施：其一，在冬季水渠工程運(yùn)行時(shí)，保證渠道的滿水運(yùn)行，在水渠中形成冰蓋，冰蓋以下的水渠部分不會(huì)出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，但這一對(duì)策的臨界點(diǎn)很難把控。其二為零水渠工程滿水運(yùn)行，并想辦法讓水渠不結(jié)冰，從根本上避免凍脹現(xiàn)象。比如，在水渠工程沿線打井抽取地下水，地下水的溫度較高，將其注入在水渠中能夠使水渠中的水溫保持在0 攝氏度以上，進(jìn)而有效避免水渠工程出現(xiàn)結(jié)冰、凍脹現(xiàn)象[6]。但是，受到地質(zhì)環(huán)境的限制，該方法只在地下水豐富的區(qū)域較為適用，并且對(duì)地區(qū)冬季氣溫要求較高，環(huán)境溫度不能超過零下10 攝氏度，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生電力能源損耗。

（四）冬季不運(yùn)行的水渠管理

在氣溫驟降到0 攝氏度前，應(yīng)當(dāng)及時(shí)將水渠中的水分排干，在不運(yùn)行時(shí)保證水渠的干燥，避免水分結(jié)冰凍脹對(duì)渠道應(yīng)力帶來影響；對(duì)于已經(jīng)發(fā)生凍脹的水利灌溉渠道應(yīng)當(dāng)做好維護(hù)處理，將凍脹影響降至最小，避免出現(xiàn)破壞現(xiàn)象的延展。

（五）落實(shí)水渠工程技術(shù)檔案管理，為維護(hù)和檢查提供依據(jù)

通過完善水利灌溉水渠工程的技術(shù)檔案可以為水渠的維護(hù)和檢查管理提供技術(shù)依據(jù)。在技術(shù)檔案中可包括地質(zhì)土層信息、地下水信息以及大田作物的栽培技術(shù)等基本信息；工程設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型、長(zhǎng)度及控制區(qū)域等設(shè)計(jì)資料；施工實(shí)現(xiàn)，混凝土配合比、施工工藝等施工資料；水渠工程檢查管理的時(shí)間、位置、出現(xiàn)故障原因、故障處理對(duì)策等檢查維護(hù)資料；水渠工程的灌溉數(shù)量和時(shí)間流量等灌溉水管理。

四、水利灌溉渠道工程防滲維護(hù)策略

（一）維護(hù)土料防滲層和水泥土防滲層

一旦發(fā)現(xiàn)水渠工程的土料防滲層出現(xiàn)裂縫、脫落等質(zhì)量病害，在防滲維護(hù)過程中首先應(yīng)將病害出挖除、清掃干凈，利用灰土或者素土進(jìn)行回填夯實(shí)，修正平整。若水泥土防滲層出現(xiàn)了裂縫病害，應(yīng)當(dāng)順著裂縫位置開鑿倒三角形和倒梯形，在清洗干凈后，利用水泥土或者水泥砂漿進(jìn)行抹平，同時(shí)，還可以向裂縫處灌注粘性水泥砂漿，對(duì)于水防滲層出現(xiàn)脫落等病害，在將病害出鑿除之后，利用水泥土進(jìn)行填平[7]。

（二）翻修混凝土防滲層

若水渠灌溉工程中出現(xiàn)了混凝土防滲層的坍塌、錯(cuò)位等病害，應(yīng)針對(duì)病害位置進(jìn)行拆除，對(duì)基礎(chǔ)土進(jìn)行處理，對(duì)磚石結(jié)構(gòu)進(jìn)行重建。在處理新舊混凝土的接縫時(shí)，如果結(jié)合面出現(xiàn)了磨損，應(yīng)在結(jié)合面上涂抹一層水泥砂漿再進(jìn)行混凝土施工，在施工結(jié)束之后做好混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)。在翻修過程中所產(chǎn)生的混凝土拆除料應(yīng)當(dāng)盡可能在再次投入使用。比如用于現(xiàn)澆板部件；已經(jīng)破損的混凝土和石料還可以作為混凝土骨料進(jìn)行使用。

（三）維護(hù)砌體防滲層

若砌石部位出現(xiàn)了下沉、脫落等病害，首先應(yīng)當(dāng)將對(duì)病害位置進(jìn)行拆除清理，保證病害處沒有泥沙和粘性污物，進(jìn)而選擇質(zhì)量和大小相當(dāng)?shù)氖线M(jìn)行砌筑，對(duì)于沒有完善灌滿砂漿的縫隙，應(yīng)向縫隙處進(jìn)行壓力注漿，保證砂漿灌注完全。對(duì)于縫隙較大的三角形裂縫，可利用小錘將小碎石楔入其中，保證裂縫位置的穩(wěn)固，并利用高一級(jí)的水泥砂漿進(jìn)行充實(shí)、勾縫。若裂縫較平整，可沿著裂縫進(jìn)行開鑿并清理，利用強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)的水泥砂漿進(jìn)行填筑[8]。若有的渠段存在著眾多細(xì)小的裂縫，但外觀沒有明顯變化，且滲漏現(xiàn)象嚴(yán)重，可以對(duì)砌石層下進(jìn)行壓力灌漿處理。

（四）維護(hù)膜防滲層

在水利渠道工程運(yùn)行過程中，通常不會(huì)出現(xiàn)水渠膜防滲層的損壞，一旦出現(xiàn)了損壞應(yīng)當(dāng)用與損壞膜材料一致的材料進(jìn)行修復(fù)。常見的維護(hù)膜病害為保護(hù)層出現(xiàn)損壞，比如保護(hù)層出現(xiàn)了裂縫或者滑塌，可利用材料相同的防滲層進(jìn)行修補(bǔ)。

（五）裂縫、孔洞、滑塌等病害的維護(hù)

1.翻修處理

翻修處理應(yīng)將病害處進(jìn)行開挖、清理并進(jìn)行重新回填。在開挖前將白灰水灌入裂縫內(nèi)，對(duì)開挖邊界加以明確。開挖過程中如果存在突發(fā)情況，應(yīng)持續(xù)跟進(jìn)，直到全部挖除，但不能進(jìn)行掏挖。開挖所產(chǎn)生的坑槽底部寬度應(yīng)大于0.5 米，處理邊坡時(shí)應(yīng)保證新舊填土的結(jié)合。若開挖基槽的深度較深，可將其挖至階梯狀，方便出土并保證施工安全性。在土料回填前，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，保證材料符合質(zhì)量穩(wěn)定性要求。對(duì)于沉陷型裂縫而言，應(yīng)保證土料有較強(qiáng)的塑性，將其含水量控制在多于最優(yōu)含水量的2%左右；對(duì)于干縮裂縫和滑坡裂縫而言，將其含水量控制在最后含水量以下2%左右。挖出的土料，若要進(jìn)行重復(fù)利用，應(yīng)先對(duì)其進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。

2.灌漿處理

若病害位置埋深較深，通過翻修處理的工程量過大，不具備經(jīng)濟(jì)性，因此可采用灌漿處理。通過壓力灌漿法或重力灌漿法將粘土漿或者粘土水泥砂漿灌注到縫隙中。兩種灌漿方式相比之下，壓力灌漿法效果更好，在機(jī)械壓力和自重的雙重作用下將漿液灌注到縫隙中，直達(dá)病害深處，待砂漿固結(jié)之后，起到有效的防滲效果。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，水利灌溉渠道工程在運(yùn)行過程中受到多方面因素影響，或多或少都會(huì)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，若對(duì)滲漏現(xiàn)象不加以重視，持續(xù)性滲漏將導(dǎo)致水資源的大量浪費(fèi)并對(duì)水渠工程的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此，應(yīng)當(dāng)積極落實(shí)水利灌溉渠道的防滲管理和維護(hù)工作，結(jié)合相應(yīng)的質(zhì)量病癥落實(shí)針對(duì)性維護(hù)對(duì)策，保證水渠工程的高效運(yùn)行，推動(dòng)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。