水利渠道施工中的滲透因素與防滲技術(shù)研究

趙峰天

（甘肅省永昌縣東大河渠首二壩渠水利管理所，甘肅 金昌 737200）

1 引言

水利工程施工中最重要的是要保證水利渠道的施工質(zhì)量，因為該項目工程最容易出現(xiàn)滲漏問題，為了防止這一質(zhì)量問題的出現(xiàn)，就必須要保證參與施工的技術(shù)人員的專業(yè)水平，同時還要在施工選用材料上嚴(yán)格把關(guān)。此外，施工技術(shù)人員要嚴(yán)格分析出現(xiàn)滲漏的原因，結(jié)合實際情況制定出防止?jié)B漏的方案。水利渠道的質(zhì)量與人民的生命財產(chǎn)安全息息相關(guān)，它在農(nóng)業(yè)灌溉和發(fā)展等方面都起到了至關(guān)重要的作用，如果滲漏問題得不到妥善處理，就會嚴(yán)重影響到人民的日常生活。

2 水利渠道施工中的滲透因素

2.1 凍脹因素

水利渠道發(fā)生質(zhì)量問題的因素之一是凍脹應(yīng)力在工程上分布不均衡，這樣就導(dǎo)致渠道表面的混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，從而出現(xiàn)滲漏，在進(jìn)入秋冬季節(jié)后這種現(xiàn)象普遍存在。由于秋冬季節(jié)渠道內(nèi)輸水供應(yīng)停止，混凝土層下的積水就處于飽和狀態(tài)，當(dāng)天氣氣溫驟降后，混凝土層下的積水發(fā)生狀態(tài)變化，間接抬高了混凝土層的位置；春夏季節(jié)氣溫回升，輸水供應(yīng)恢復(fù)正常，冰凍層融化，混凝土層位置又會下沉，這樣就會出現(xiàn)混凝土斷層的問題，從而影響到水利渠道的整體結(jié)構(gòu)。氣溫帶來的問題還有一個，就是冷空氣降臨時土壤凍結(jié)，增強(qiáng)了其承載能力，等到氣溫回升，承載能力發(fā)生反彈，便會致使水利渠道的地基發(fā)生變形。此外，混凝土板塊的襯砌結(jié)構(gòu)板也會受到損壞，這樣就會導(dǎo)致渠道發(fā)生滲漏。

2.2 地下水反滲

造成水利渠道地下水水位上升的原因有很多，比如長時間降雨和農(nóng)田灌溉都會使土壤水分飽和，造成地下水位上升。不過農(nóng)田灌溉結(jié)束后，地下水位就會下降，導(dǎo)致水壓發(fā)生變化，一方水壓過大就會向另一側(cè)擠壓，造成土壤中的水向渠道下反滲，這樣一來水利渠道的混凝土板塊就會在水壓作用下發(fā)生位移導(dǎo)致撕裂，發(fā)生渠道滲漏現(xiàn)象。

2.3 耐久性

水利渠道的建設(shè)主要是為農(nóng)田灌溉提供方便，且農(nóng)業(yè)灌溉工作屬于經(jīng)常性作業(yè)，所以水利渠道必須要具備耐久性的特點。不過水利渠道無法避免長期水流沖刷帶來的坡面、材料的腐蝕問題，這在很大程度上影響了水利渠道的使用壽命。此外，有些地區(qū)沒有重視水利渠道的管理和維護(hù)，導(dǎo)致水利渠道的整體結(jié)構(gòu)遭到破壞，甚至部分水利渠道已經(jīng)無法正常引水，嚴(yán)重妨礙了農(nóng)業(yè)發(fā)展的速度。

2.4 土壤特殊化

不同地區(qū)的土質(zhì)有所不同，土壤因素會影響到水利渠道的施工。土質(zhì)硬的地區(qū)不僅會加大施工難度，還提高了水利渠道的成本，而且影響土質(zhì)的因素有很多，這導(dǎo)致滲漏問題在施工過程中難以避免，也無法保證渠道的整體質(zhì)量。

2.5 材料質(zhì)量問題

水利渠道的施工程序相較于其他工程是復(fù)雜的，因為它所需的施工材料種類繁多，例如：水泥、砂、細(xì)骨料、粗骨料、石材等。這些材料需要科學(xué)放置和處理，如果保護(hù)不當(dāng)就會影響到工程整體的質(zhì)量和工程進(jìn)度。水利渠道所需材料要做好防潮和通風(fēng)工作，項目施工人員要結(jié)合項目實際情況合理放置材料，同時還要對材料進(jìn)行標(biāo)注，以防混淆。

除了科學(xué)管理材料外，工作人員還要對建設(shè)材料進(jìn)行核驗。各個施工部門要相互協(xié)作，還要根據(jù)當(dāng)前工程的具體情況制定建材管理監(jiān)督方案，不僅要完善材料供應(yīng)制度，還要做好后期的管理制度。材料的進(jìn)出場要嚴(yán)格把控，以防混入質(zhì)量不過關(guān)的材料，從源頭上保證工程整體的質(zhì)量。建材中水泥、砂石料等成品和半成品材料要在入場后再次抽樣檢查，一旦發(fā)現(xiàn)不合格的建材必須進(jìn)行及時更換，這樣才能有效防止水利渠道出現(xiàn)滲漏問題。

3 水利工程中混凝土襯砌渠道滲漏的原因

3.1 存在不合理的渠道混凝土的襯砌材質(zhì)問題

襯砌渠道的施工需要用到混凝土，其主要由骨料和水泥這兩種材料，在施工前必須嚴(yán)格甄選水泥材料，要從性價比和實用性出發(fā)。在施工過程中要結(jié)合該工程的實際情況，從工程實際特點出發(fā)，制定合適的方案。此外，水泥的存放也要注意，技術(shù)人員要根據(jù)材料性能的不同分類存放，以保證材料本身的結(jié)構(gòu)。同時，還要保證存放水泥的倉庫絕對干燥，保證材料的質(zhì)量才能保證工程的質(zhì)量。

3.2 存在沒有處理好的渠道問題

水利工程的施工主要根據(jù)施工工地的自然地勢基礎(chǔ)來制定具體方案，因此水利工程對土質(zhì)的要求十分嚴(yán)格，如若自然地基的土質(zhì)無法滿足工程施工的具體要求，那么就必須提高地基的質(zhì)量，使其符合施工條件。由于體質(zhì)不同，水利工程要有針對性地選擇施工方法。若選擇不當(dāng)，工程的地基質(zhì)量和輸水、防水性能都會大幅度下降，極易引發(fā)滲漏問題和工程坍塌問題。

3.3 存在不準(zhǔn)確的澆筑支模問題

水利渠道的塑形需要混凝土進(jìn)行支撐，澆筑前在渠道中放入模板， 常用模板的類型有鋼模板和木模板。在施工時，測量和放樣操作必須嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙的要求和數(shù)據(jù)來操作。渠道的襯砌支模施工過程要做到透明化管理，方便技術(shù)人員隨時檢查，并且要在施工前設(shè)置相關(guān)模板控制點，避免突發(fā)情況。此外還要注意的是混凝土現(xiàn)澆模板容易出現(xiàn)變形、模板偏差以及相鄰模板拼接高差的問題等，施工人員要提前制定方案，防止出現(xiàn)工程滲漏。

4 混凝土襯砌渠道滲漏的施工技術(shù)

4.1 施工準(zhǔn)備

在水利工程開始施工前，要充分做好前期準(zhǔn)備工作。進(jìn)行渠道防滲施工時，要充分掌握工程設(shè)計、組織方面的策劃，結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，除此以外還要充分了解料場、拌合場、水電設(shè)施等運(yùn)行時的實際情況以及運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題。施工人員要在施工前認(rèn)真檢查施工所需的設(shè)備和材料，保證工程順利開展。

4.2 地基處理

混凝土襯砌防滲漏的施工中，最重要的就是處理好工程地基。因此，在制定施工方案時要充分考慮到施工環(huán)境的實際情況，此外還要考慮到混凝土澆筑的特點，選擇合適的施工方法。水利工程的施工對施工環(huán)境要求十分嚴(yán)格，必須符合水利渠道對地基土壤和地勢的要求。施工材料的選用也要十分嚴(yán)謹(jǐn)，要保證材料具備良好的抗凍性能和填筑荷載能力，這樣才能保證渠道的使用長期性。渠道模板放置完成后，便可以進(jìn)行挖掘工程，一般采用機(jī)械挖掘和人工挖掘共同實施的方案，這樣能有效降低地基強(qiáng)度并避免地基土塊帶來的不利影響。

4.3 注重暗渠和暗管防滲問題研究

在水利渠道的施工中，暗渠和暗管是不可缺少的施工元素。技術(shù)人員必須要根據(jù)實際施工情況埋設(shè)管道，將管道放置在凍土層以下可以有效防止冬季低溫凍結(jié)水管。同時，利用暗管輸水可以避免惡劣天氣的阻礙，提高輸水效率。此外，暗管的適用范圍大，它不局限于地勢地形，能夠高效利用水資源和土地資源。不過暗管的施工成本比傳統(tǒng)施工方案高出很多，因此暗渠和暗管很少應(yīng)用到實際的水利渠道施工中，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加大研究力度和資金投入，為水利渠道的建設(shè)提供保證。

4.4 混凝土材料的選擇

眾所周知，水利渠道施工必然要用到混凝土，所以，施工單位要嚴(yán)格選用混凝土，主要從以下幾個方面考慮。首先，要嚴(yán)格把關(guān)混凝土用料的配比，配比數(shù)據(jù)要通過實驗室檢驗，符合施工要求才可以投入生產(chǎn)。混凝土的配料需要施工單位審批簽發(fā)，并且不可隨意更改配料成分，如若出現(xiàn)問題，不符合要求的混凝土不可進(jìn)入施工現(xiàn)場。其次，混凝土所用的水也是有要求的，其質(zhì)量必須符合施工要求。混凝土的攪拌和護(hù)養(yǎng)要使用可飲用水，不可以使用不經(jīng)處理的污水和工業(yè)廢水；在水源不充足的情況下可以使用符合施工要求的地表水和地下水。

在混凝土的運(yùn)輸上要尤為注意。混凝土的運(yùn)輸牽扯到混凝土的攪拌和澆筑問題。混凝土在運(yùn)輸過程中必須要不停地攪拌，因此必須要做到隨拌、隨運(yùn)、隨用。運(yùn)輸時要按照不同的施工要求選用不同的輸送工具，要做到專車專用，保證混凝土的質(zhì)量，避免混凝土出現(xiàn)分離、初凝以及漏漿的問題。此外，混凝土入場的溫度也有要求，不可使溫度發(fā)生太大變化，否則混凝土?xí)霈F(xiàn)明顯泌水，無法入庫。

混凝土的主要原料是水泥，在選擇水泥原料時要選用符合施工條件的，在運(yùn)送水泥時要做好防潮措施，保證原材料的質(zhì)量。除此以外，砂土、石料等也會影響到混凝土的質(zhì)量。因此，選用的砂子、石頭要盡量潔凈，不能有太多雜質(zhì)，并且在投入施工前要清除砂子、石頭外表的雜質(zhì)，以免影響后期工程的質(zhì)量。水利渠道選用的骨料主要有兩種，一是細(xì)骨料，二是粗骨料。混凝土襯砌的施工要使用顆粒直徑比較大的粗骨料，這樣才有較大的支撐力。細(xì)骨料具有潔凈、堅固的特點，其含水率也比較穩(wěn)定，應(yīng)用在渠道施工中可以提高渠道的堅固性。

4.5 模板安裝

在施工時，混凝土需要模板支撐。模板的安裝屬于工程輔助工序，它能有效地固定混凝土，幫助其成型，還能夠提高混凝土支撐力，同時保證混凝土的質(zhì)量。不過值得注意的是不同工序所需的混凝土制作原料不相同，就需要不同種類的模板。目前所用的模板種類有木模板、鋼模板、混凝土模板、鋼筋混凝土預(yù)制模板。國內(nèi)水利渠道常使用的模板種類是木模板和鋼模板，主要應(yīng)用于中小型水利工程。

5 水利渠道施工防滲的有效應(yīng)用

5.1 防滲材料的改良及新型材料的應(yīng)用

（1）混凝土材料性能的改良。水利渠道施工需要用到混凝土防滲材料，為了保證防滲材料的性能得到最大發(fā)揮，施工單位的技術(shù)人員要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況對材料進(jìn)行優(yōu)化。混凝土材料在水利渠道中起到防沖刷的作用，但是混凝土的抗凍性能比較差，這就大大降低了混凝土的功能。因此，目前建筑單位進(jìn)行水利渠道施工時會結(jié)合納米技術(shù)，提高混凝土的抗凍能力。這項技術(shù)不僅能夠有效提高混凝土的抗凍能力，還延長了混凝土的使用壽命。

（2）土壤固化劑的應(yīng)用。水利渠道的建設(shè)需要保證建設(shè)場地的土壤承載能力，所以施工技術(shù)人員在不破壞土壤環(huán)境的基礎(chǔ)上，依據(jù)現(xiàn)場的土質(zhì)、地勢特點使用土壤固化劑。雖然土壤固化劑應(yīng)用廣泛，并且具有良好的反滲性能，但是耐寒能力不強(qiáng)。目前相關(guān)部門已經(jīng)在加緊研究，以期提高土壤固化劑的耐寒抗凍能力。

（3）新型復(fù)合土工膜。土工膜是目前研發(fā)應(yīng)用的一種新型施工材料，它具備較強(qiáng)的抗?jié)B性能，使用壽命長，并且成本低廉等優(yōu)點。不過土工膜在運(yùn)輸過程中容易受到損壞，為改善這一缺點，技術(shù)人員研發(fā)出一款復(fù)合土工膜，它不僅提高了原有土工膜的優(yōu)點，還增強(qiáng)了其堅韌性，不過復(fù)合土工膜的造價較高，沒有得到普遍應(yīng)用。國外的水利渠道建設(shè)工程使用的是膨潤土，膨潤土不但抗凍效果較好，而且造價低廉，可以將其借鑒到國內(nèi)的水利渠道建設(shè)工程中來。

（4）特殊土壤的研究。經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展拉動了國家建設(shè)業(yè)的發(fā)展，這就導(dǎo)致可以利用的土地資源逐漸減少，因此建筑業(yè)開始改造特殊類型土壤，進(jìn)行軟土地地基加固工作。在研究特殊土壤時，不僅要保護(hù)土壤的原有環(huán)境，還要讓其符合水利渠道的建設(shè)要求。改造特殊土壤經(jīng)常使用的方法有置換法、固化法等。特殊土壤的研究要立足施工的實際情況，控制研究成本，優(yōu)化土壤改造技術(shù)。

5.2 對防凍材料的改良及新型材料的應(yīng)用

（1）保溫材料。水利渠道的施工還需要應(yīng)用保溫材料。目前，經(jīng)常使用的保溫材料有棉巖和珍珠巖。為了讓其達(dá)到最佳的保溫效果，技術(shù)人員會在施工時加入一定量的水泥，優(yōu)化保溫材料的膠結(jié)效果。在水利工程施工中采用的保溫材料一般是高分子聚合物，比如人們熟知的聚苯乙烯泡沫塑料板，這種材料不僅價格低，而且保溫效果也高于其他材料。

（2）水利渠道防凍結(jié)構(gòu)。水利建設(shè)事業(yè)在很大程度上與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人民財產(chǎn)安全掛鉤，所以國家建設(shè)部門應(yīng)積極創(chuàng)新，不斷提高水利渠道的抗凍性能。比如，在施工時可以采用空心板、加厚版等特殊類型的防凍施工材料，不過這些材料成本太高，暫時無法在水利工程施工中得到普及，因此相關(guān)部門還需再接再厲，加緊研發(fā)出成本低廉，性能優(yōu)良的水利渠道防凍材料。

6 結(jié)束語

水利渠道建設(shè)工程與我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)。由于社會經(jīng)濟(jì)水平的迅速提高，傳統(tǒng)的水利施工技術(shù)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前對水利工程的要求，而且相關(guān)部門提高了對水利渠道質(zhì)量的要求，因此相關(guān)建設(shè)部門不僅要保證工程的質(zhì)量，還要注意工程后期出現(xiàn)的滲漏問題。在施工時，施工人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況，有效應(yīng)用防滲材料和防滲技術(shù)，提高水利渠道的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，保障我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的灌溉基礎(chǔ)和物質(zhì)基礎(chǔ)。