農田灌溉中的渠道防滲施工技術

□ 高術人

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 白銀 730400）

渠道是重要的農田灌溉設施，其作用十分重要。我國屬于農業型大國，在農業用水方面的需求量一直居高不下，獨占鰲頭，但基于水資源十分緊缺的原因，在灌溉用水上每年都有十分嚴重的浪費現象，灌溉水的利用系數無法得到提升，一直以來都是棘手的問題，因此也制約著我國農業在國民經濟中的有效發展。

水利部門的官網數據顯示，我國在2018年的全國用水量為1000.5m3左右，但農業用水量就約占61%，與此同時，近20年來我國的農業用水平均數一直處于這個數值，基數龐大。現有的修建的灌溉渠道已擁有305萬km的總長數，但真正具有防滲功能的措施渠道卻遠遠不夠，大概只有55萬km，所以要解決我國水資源短缺這個難題，必須突破原有瓶頸，讓灌溉水利的使用系數完全提升起來，將水輸送過程中的損失量嚴格控制和降低。而渠道防滲技術就可以完成這一任務，可以從滲漏上彌補70%以上的水資源，并提高農田灌溉水的利用系數，從根本上對我國農業用水方面的供需矛盾進行徹底解決，并帶來更多的持續性發展優勢，為農業提供后方保障。

一、渠道防滲技術

農田灌溉需要提供充足水資源，在維持地下水位穩定的同時，通過提供充足的水分改良土質提升作物產量，做到高效利用水資源助力農業經濟發展。現階段，可以采用的渠道防滲技術主要有四種，即土料壓實、石料襯砌、混凝土襯砌和覆膜防滲。

（一）土料壓實技術

針對以往建設的土水渠，多采用土料壓實技術進行防滲處理。在防滲施工時，可以就地選取灰土、黏性土等材料進行渠道改造，要求提前做好土料粉碎、過篩處理，經過干拌、濕拌后達到施工要求。結合以往經驗來看，通常將灰土含水率控制在30%以下，黏性土則要求塑限不超4%。由于材料易得，同時施工操作較為簡單，因此采取該技術施工成本較低，多數地區得到了推廣應用。但要取得理想防滲效果，還需提前開展材料性能試驗，確認達到現場施工要求。

（二）石料襯砌技術

石料襯砌技術多用于石料豐富的地區，可以利用石料完成護面、擋土墻等結構的襯砌施工，石墻厚要求達到15～30cm。采用石料搭建的溝渠可以取得理想防滲效果，并發揮防凍作用，能夠滿足農田灌溉需求。從當地選取耐磨、抗沖擊的石材，并結合灌溉渠道所在位置的地理特征合理選擇搭建的結構，才能保證防滲施工效果。結合地形做好渠道結構設計后，做好表面清潔，并在底部鋪墊碎石，然后自下而上進行石墻堆砌，最終通過在表面灑水加強結構保養。但由于使用的石材較多，該技術主要適用于中小型渠道的改造。

（三）混凝土襯砌技術

作為主流的渠道防滲技術，混凝土襯砌技術用于渠道改造能夠取得理想施工效果，有效提高輸水效率，且能延長工程使用壽命。該技術可以進一步劃分為兩類，一類為直接進行預制U型水渠安裝，另一種則為使用混凝土進行現澆施工。采用預制水渠進行現場安裝施工，需要提前結合農田灌溉地的地形結構合理設計預制板，并按照相關技術指標要求加強預制板制作，要求建立嚴格工藝標準，保證結構質量達標。采用現澆混凝土施工技術則更加靈活，能夠結合實際情況靈活調整施工設計，但要求加強施工工藝過程管控，保證工程建設質量合格。在實際應用實踐中，還應提前做好水渠清理，并結合環境、水文地質等條件合理設計混凝土配比，并加強混合料質量控制。在混凝土施工時，應做到分層澆筑，并在結構成形后加強防滲性能檢測，保證達到質量要求。采取混凝土襯砌施工技術，形成的渠道擁有良好防漏性能和抗沖刷能力，同時能夠為渠道后期維護提供便利，帶有“一勞永逸”的特點。

（四）覆膜防滲技術

在對渠道進行臨時性修補時，可以采用覆膜防滲技術。具體來講，就是先完成渠道溝槽挖掘，經過整平后使用瀝青纖維布油氈或塑料膜等材料在渠道底板位置進行防滲層施工，最終通過填埋構成渠道。采取該技術要求提前掌握地區氣候、地形等情況，合理進行覆膜位置的選擇，保證薄膜覆蓋區和限定區能夠較好銜接，以便充分發揮薄膜防滲作用。此外，應選擇高質量的薄膜，以免在施工或使用過程中發生破裂，導致施工效果不佳。應用該技術耗費的工時較短，無需使用復雜機械設備，能夠為快速解決渠道滲漏問題提供支持。但由于薄膜使用壽命有限，因此農田灌溉渠道后續依然容易發生滲漏現象。

二、渠道防滲施工技術應用

在渠道防滲方面，可以采取的施工技術較多，但在實際進行工程建設的過程中還應結合農田灌溉體系建設發展需求進行合理選擇，保證技術得到科學應用。在工程建設實踐中，還應制定科學施工方案，并加強施工過程把控，從而提高水利工程施工技術水平。

（一）工程概況

某縣地處平原地區，土質條件不佳，目前建設的農田灌溉渠道滲水性較高。在地區水資源匱乏的情況下，需開展防滲工程提高全渠道輸水能力。按照工程建設要求，需要對1條干渠、6條一級分渠和53條二級分渠進行建設，將工程劃分為6個標段，各標段長353m，做到同步開展作業。渠道深達1.2m，寬為2.1m，輸水速率達到132m3/h。

（二）施工方案

結合工程施工條件可知，地區氣候條件不適合采用復合材料進行防滲施工。與此同時，地區土料、石料等材料并不豐富，還應選用密度大、抗滲性能強的混凝土進行襯砌施工，從而有效延長工程使用周期和提高工程輸水能力。通過現場勘察發現，灌溉渠道多處存在明顯轉折，采取安裝預制板的方式將給現場施工作業帶來困難，未能合理施工將影響渠道防滲效果。通過綜合分析，決定采取現澆方式進行混凝土渠道修建，將因渠道滲漏損失的水量減少85%，并通過提高輸水能力滿足當地農田灌溉需求。而在渠道的底部和斜坡位置，需鋪設90×120cm的混凝土板，厚度達到4.5cm，彼此保持2.5mm間隔，縫隙利用水泥砂漿填充，做到全面提高渠道防滲效果［6］。

（三）施工要點

1.地基處理

按照施工方案，需要在襯砌施工前完成地基處理，在做好拌合廠等場地布置的同時，進行渠道放樣。使用經緯儀測定中心控制線，確定中心樁后，可以在彎道位置每5m布置一個點位，直線段每50m設置一個點位，測距誤差在1/1000以下。按照四等水準進行高程測量，每隔200m設置一個臨時高程控制點，將中心線作為依據進行地腳線放樣，獲得4條控制線。在測角過程中，應將誤差控制在30mm以內。完成放樣后，需要進行機械開挖，考慮到原本基礎相對堅固，開挖將造成斷面擾動，導致渠道內落入垃圾、磚石等材料，在襯砌施工前應做好溝渠清理。對渠基進行夯實，應從底腳開始向內側夯實，水平向距離達到1.5m，堤頂位置夯實1m，構成一個斜梯。由于渠道基底為砂壤土和粉細砂，在分層回填夯實時各層鋪土不超30cm，需加強含水量控制，并保證均勻、平整，確認夯實后至少達到1.55t/m3的干容重要求。此外，還應對渠坡進行修整，在襯砌施工前1d進行削坡，加強表面光滑度和高程控制。通過人工掛線方式作業，確保內邊坡和渠底平整度偏差在±0.5cm范圍內。

2.模板施工

在模板施工環節，由于渠道屬于小型水利工程，可以選用木模板支模。在施工實踐中，確認模板和現澆邊坡混凝土板斜面長和表面長誤差在±20mm范圍內，混凝土板厚度和伸縮縫尺寸誤差在±3mm范圍內。在鋪設相鄰兩塊模板時，要求高差在±1mm范圍內，拼縫間隙偏差不超±1mm，配件孔眼位置偏差同樣在±1mm范圍。在支模過程中，做到嚴密拼裝，確認模板不存在變形、漏漿等問題。在渠道縱向上，應確保安裝凈距誤差不超±10mm，寬度方向誤差不超±30mm。

3.混凝土配制

在襯砌施工期間，混凝土為主要材料，需要嚴格把控材料質量，以免渠道施工無法取得理想效果。在材料選用方面，還應選用品種佳、強度高的水泥材料，根據渠道特性實際選擇干硬性水泥，保證凝固效果良好。在骨料選擇上，確認粗骨料粒徑不超鋼筋凈距2/3，同時應不超混凝土板厚1/2，應小于構件斷面最小邊長的1/4。采取連續級配材料，應保證表面潔凈。在細骨料選擇上，選用細度模數在2.4～2.6之間的人工砂，確認材料質地堅硬，含水率不超6%。在混凝土配比設計上，應開展試配實驗，完成試件制備，確認結構抗屈服強度能夠達到24MPa以上，抗彎強度至少達到2.5MPa，形變程度不超2.2%。嚴格按照配比進行混凝土拌合，應使用電子計量準備進行各種材料稱取，并按照順序加入到攪拌站中進行拌和，期間嚴格控制含水量。對農田灌溉渠道進行修建，可知現場無法進入大型罐車，因此需使用架子車等進行混凝土運輸，要求使用專車，并提前做好車斗清理，確認不存在漏漿問題。每次卸料時，需要將車斗清理干凈。通過合理調整攪拌站位置，可以縮短運輸路徑，確保在混凝土初凝前完成渠道澆筑。

4.混凝土澆筑

混凝土運輸到現場后，應進行取樣檢查，確認抗滲性、強度等指標符合要求，然后進行渠道施工。在施工前，針對砂礫地基應做好雜物清理，對基面進行整平施工，將表面游離的石灰、泥膜等清理干凈，確認半露石子，達到加強層間結合效果的目標。針對縱縫進行處理，應加強沖洗，為后續灌漿提供便利。針對施工縫應進行鑿毛，然后沖洗干凈，保證表面無塵土或雜質。先使用水泥漿對表面進行處理后，才能進行混凝土澆筑，以便能夠較好結合施工縫。在入倉輔料階段，還應確認渠床是否存在干燥起土問題。發現問題后應立即進行灑水濕潤，以免澆筑過程中水分大量流失，導致形成的混凝土板出現裂紋。按照伸縮縫進行渠道分塊澆筑，需要將渠道劃分為長20m和寬3m的工段，要求在45min內完成混凝土澆筑。針對渠底和渠坡，需要進行跳倉施工，從下至上依次進行結構澆筑，最終完成頂部澆筑［5］。將底部襯板作為支撐，能夠為兩側渠坡澆筑提供便利。在澆筑期間，還應加強振搗施工，通過人工方式平倉，避免出現材料堆積問題。發現局部出現骨料堆疊情況，應通過刮杠等方式移動至砂漿多的位置，保證材料得到均勻分布。在坡面澆筑混凝土，應從底部開始，逐步向上澆筑。確認粗骨料不再下沉，并且出現泛漿現象，應立即停止振搗，以免發生過振問題。按照模板高在倉面鋪滿混凝土，對表面進行平整后，可以利用平面振搗器進行2遍振搗。首次振搗時應緩慢移動設備，第二次加快速度。針對邊角等位置，可以通過人工方式振實。做到持續澆筑，如發生意外中途停止，應將時長控制在60～90min以內，以免影響收面效果。澆筑后使用原漿收面，應利用長木將表面抹平，經過一段時間后利用鐵泥抹面，直至達到密實、平整等要求，應確認不存在麻面等缺陷。

5.拆模及養護

確認混凝土初凝后，可以進行拆模，從一段將模板緩慢翹起，避免給混凝土結構帶來過大擾動。使用硬物對模板背面進行輕輕敲打，確認松動后可以將模板緩慢取出，保證混凝土板表面平整。對拆下的模板需立即進行處理，發現缺損應立即修復，并做好模板校核，確認后續能夠循環使用。在混凝土凝固的過程中，為保證結構質量還應加強養護，在表面鋪設草席并灑水。在環境氣溫正常的情況下，應在6～18h內進行養護，具體還應根據氣溫、混凝土材料性質等情況確定養護時間。養護期間，應經常灑水，保證混凝土表面濕潤，以免水分散失過快導致內外溫差過大，繼而引發結構裂縫。在外界溫度較高或較低的情況下，可以在表面鋪設薄膜發揮保濕或保溫作用，確保結構表面溫度和結構水分緩慢流失，保證最終形成的混凝土渠道質量合格。

三、結語

應用渠道防滲施工技術解決渠道滲漏問題，能夠有效提高農田灌溉過程中的水資源利用效率，達到改善土質和滿足作物生長需求等目的，為高效農田灌溉體系的建立提供有力技術支撐。在技術應用實踐中，還應結合實際需求選擇適合的渠道防滲技術，并加強對施工過程中地基處理、模板施工等關鍵環節的把控，保證工程建設取得理想效果，從而推動農田水利事業的健康發展。