焦培燕
(民勤縣躍進總干渠管理處,甘肅 民勤 733399)
灌溉渠道工程施工過程中容易忽略質量控制,采取“夠用就行”“得過且過”的態度對待。事實上,灌溉渠道施工質量不僅關系到灌溉作業的有效性,同時也關系到水環境的有效治理、水資源的有效節約,無論是從生態文明視角,還是鄉村經濟振興視角,加強渠道工程質量控制是應有之義。客觀上,我國灌溉渠道工程施工環境差異很大,以下結合《灌溉與排水工程設計標準》(GB/50288-2018)、《渠道工程施工質量評定標準》(DB51/T1627-2013)、《渠道防滲襯砌工程技術標準》(GB/T50600-2020)、《灌溉與排水工程設計標準》(GB/50288-2018)、《節水灌溉工程技術標準》(GB/T 50363-2018)等標準展開研究,從宏觀維度提出灌溉渠道工程施工的質量控制策略。
從某種意義上說,灌溉渠道工程屬于“永久性工程”,因為灌溉水源、灌溉農田在較長時期內不會發生大的變化,因此在施工前需要做好準備工作,明確相關內容。具體來說,施工前需要準備的內容主要包括以下幾個方面。
按照《渠道工程施工質量評定標準》(DB51/T1627-2013)的要求,渠道開挖環境包括軟基、巖石、坡面三種類型。對于軟基開挖施工,要意識到與常規建筑施工環境不同,農業及農村環境具有明顯的自然屬性,施工地域長期得不到清理和維護,容易堆積農作物秸稈、雜草、樹根、亂石等廢棄物,在土石方開挖之前,需要將這些廢棄物清運干凈。同時,需要對施工環境的地質情況展開綜合勘測,例如分辨當地是否屬于軟土、腐殖土,以及土壤含水量、地下水位高低,如果評價結果嚴重影響灌溉渠道工程的安全性,則需要全部移除、換填素土,同時組織排水作業,確保施工現場平整、清潔;對于巖石開挖施工,以人工開挖為主導,個別地區可采用微量爆破方式,土方開挖之前中要做好排水、排洪措施;對于坡面開挖施工,在做好必要的清理工作后,要加強對滑坡體、碎裂帶的處理,確保整個坡面穩定,最終施工效果不陡于設計邊坡、無反坡,并預留保護層。
按照《灌溉與排水工程設計標準》(GB/50288-2018)的要求,灌溉渠道規劃除了考察地形、地質、水源“三要素”外,還要結合當地氣象條件、占地條件、經濟條件等制定方案,在灌溉渠道設計方面,要結合當地自然條件及資源稟賦,合理選擇斷面、管材及襯砌防滲材料。從整體布局上看,灌溉渠道規劃設計要盡量避免接近、穿越建筑群(如村莊、城鎮),避免“深挖高填”現象,采用“長藤結瓜”思維設計整個灌溉系統時,應避免直接穿越當地水庫、池塘、河道等水利工程。在測量放樣環節,主要使用到水準儀、鋼卷尺、全站儀、坡度儀、經緯儀等,例如,為了確定灌溉渠道是否處在灌溉區域的中心線上,可以使用經緯儀進行反復核準。
按照《渠道工程施工質量評定標準》(DB51/T1627-2013)的要求,模板工程施工之前,需要對一眾項目進行檢測,包括局部不平、板面縫隙、相鄰模板板面錯臺等問題,同時利用水準儀檢測承重模板高程,控制在設計標準±5 mm以內,利用卷鋼尺逐個檢查預留孔、洞,確保與設計標準的誤差在±10 mm以內。此外,模板工程施工前要抽檢鋼筋,一方面明確鋼筋數量、規格與設計圖紙相符合,另一方面檢驗鋼筋焊接后的機械性能,如果發現脫焊、漏焊點等現象,要及時更換鋼筋批次。
按照《渠道防滲襯砌工程技術標準》(GB/T50600-2020)的要求,混凝土性能選擇應根據灌溉渠道所在地的氣候特征,綜合考慮使用年限。例如,溫和地區50年使用年限的灌溉渠道工程,混凝土材料無侵蝕等級強度為C25,抗凍等級為F100,抗滲等級為≥W6。在混凝土制備之前,要先明確當地氣候、使用年限、水質(腐蝕性)等因素,在選擇混凝土材料時,可依據《通用硅酸鹽水泥》(GB/175-2020)的標準,骨料(含粗細骨料)選擇整體遵循“堅硬、清潔、級配良好”的原則,如天然砂的細度模數保持在2.2~3.0之間。此外,混凝土運輸車輛、容器等也要嚴格檢查,避免正式施工前出現漏漿、離析等問題。
在明確灌溉渠道工程施工前準備內容的基礎上,進一步展開灌溉渠道工程施工質量問題分析,概括來說,主要包括三個方面。
客觀上,灌溉渠道不可能100%實現水資源輸送到灌溉區域,基于中途滯留、水分蒸發等方式,必然會造成水量減少。但渠道滲漏是影響最大的工程質量問題,混凝土質量問題、土方開挖施工問題、砌石防滲襯砌問題等,都會導致這一情況。渠道滲漏會直接降低灌溉效率,不僅如此,隨著大量水資源滲透地下,會引發區域內地下水位提高,造成灌溉區域土壤鹽堿化,對農業經濟造成負面影響,嚴重的情況下甚至會出現填方渠道坍滑。
渠道邊坡是指灌溉渠道“兩肩”的位置,如果混凝土建材質量不合格,在施工過程中出現裂縫。尤其在冬季時節,滲透到裂縫中水分發生膨脹,即水結冰狀態下體積會增大十分之一,這會進一步擴大渠道邊坡的裂縫空隙。而在正常使用情況下,由于裂縫的存在會嚴重影響灌溉水源的正常過流。不僅如此,渠道邊坡在持續不斷的“水化冰”凍脹作用下,會導致基土的體積擴大,從空間維度上說,相當于基土向上方混凝土構筑體提供更大的推力,當推力達到閾值,一段渠道邊坡就會嚴重破裂、翹起,最終形成邊坡塌陷,這也意味著該段灌溉渠道無法繼續使用。
聚焦灌溉渠道的地基部位,即灌溉渠道渠面與邊坡位置,一方面由于施工過程中責任意識不強,部分人員未能認真執行技術標準,容易導致襯砌發生位移及沉陷現象。另一方面,灌溉渠道模板安裝過程中測量放樣不嚴謹,與規劃設計發生偏差,也會因為砌體結構形變過大,而造成沉陷及失穩問題。此外,在開挖回填施工環節,一旦忽略沉陷性土質及素土回填不足,在雨季會造成地基周邊軟化,這也是渠面沉陷以及邊坡失穩的主要原因。
依據對灌溉渠道工程施工質量問題分析,進一步梳理灌溉渠道工程施工技術要點(即質量控制要點),可以為質量控制策略制定提供依據。
客觀上,在具體灌溉渠道工程施工中,“防滲漏”是最顯著的質量控制要點,它直接影響著灌溉渠道保水能力與灌溉效率。現階段,我國灌溉渠道工程項目一般采用降低土地防滲漏能力的方式來增加保水性能,常規的做法是在渠道基地鋪設防滲漏層,包括混凝土襯砌、漿砌石砌(磚砌)、復合材料、塑料薄膜等防滲漏技術。其中,漿砌石砌、漿砌磚砌是最常用的兩種技術,前者要精準測量出漿砌石的位置,在確定好高程線后,邊線的鋪設長度保持在2 m左右,確保砂漿振搗密實的基礎上,采取“自下而上”的順序進行施工。后者的技術要點在于,施工過程中先擺磚,合理預留灰縫的寬度,要保障磚塊上下縫隙錯開。
土石方開挖施工關系到整個灌溉渠道的穩定性,在正式施工前,設計人員、施工人員之間做好圖紙信息解讀,明確施工過程、規范及要求,理清施工現場存在的障礙。在徹底清理完現場雜物之后,利用鋼卷尺測量土石方開挖數據,根據《節水灌溉工程技術標準》(GB/T 50363-2018)的要求,土石方開挖平整度最大誤差不超過2 mm,高度誤差不超過10 mm。同時,在坡面作業時,如果發現坡面存在隱含裂縫、顯著變形,或者坡體土壤含水量過高,需要立即停止施工。
一方面,加強對混凝土材料的控制,結合工程使用要求、現場綜合環境,參考《通用硅酸鹽水泥》(GB/175-2020)的標準選擇混凝土產品。考慮到農業生產環境的交通情況,混凝土拌制完成后,可以用小型車輛或農用車輛運輸,要避免過于顛簸、速度過快造成混凝土離析的現象,如果條件允許,最佳方式是進行現場攪拌。另一方面,在混凝土澆筑前檢查基坑,確保不存在裂縫,并清理干凈秸稈、隨時、土塊等雜物。
用于灌溉渠道工程的水泥砂漿單獨拌制,一般硅酸鹽水泥即可滿足需要,需要強調的是,所使用的細砂粒徑要在3 mm以下,同時保障骨料中泥沙比例不超過1%,采取“一邊施工、一邊養護”的方式,確保灌溉渠道表面壓光磨平。
灌溉渠道工程施工存在一系列限制條件,如氣象條件、農時條件、交通條件等,在開展施工的過程中需要多部門參與,因此建立聯動機制,以保障信息交流規避不對稱、不精確的問題。其中,設計人員與施工人員之間的聯動尤為重要,在規劃階段,設計人員已經綜合多方面因素,將施工技術、材料、資金等考慮到位,施工人員所要做的是嚴格按照設計內容執行,不得在中途私自更改設計方案,或者基于自身“建設經驗”隨意變更工程參數。如果在施工中發現設計不合理問題,以及出現地基軟陷、地下水涌出、坡體裂縫等突發情況,應該及時、逐級匯報,由設計方重新勘驗后更改方案。
灌溉渠道是重要的農業生產保障設施,從宏觀上看,它關系到國家糧食安全,從微觀上看,它關系到農民增產增收。因此,施工過程中要求全體人員樹立責任意識,自覺履行規范性操作。具體來說包括三個方面。
第一,加強施工材料、設備等質量管控,如混凝土材料的選擇與配置上,既要確保混凝土性能符合相關標準,同時在配置過程中全面考慮溫度、氣候、配合比等影響因素,堅決杜絕敷衍了事與偷工減料的現象。
第二,加強施工現場的管理,指派專門人員負責施工順序協調,尤其在現場堆料管理、設備管理、拌制管理等方面,要強化條理性,嚴格執行相關國家標準及地方標準。
第三,加強施工階段的質檢,施工過程中,質檢人員要全過程跟蹤,如加強機械與人工配合的監督,確保土方回填密實度,建立項目處罰機制,如出現砂漿不密實、坑洞等現象,除了責令返工外,對施工責任人進行一定處罰。
考慮到部分灌溉渠道工程周期長、面積大、工期緊等問題,如果同時多個施工單位進廠,容易出現人員、設備混亂。基于此,在現場設置“施工管理部”,對人員、資源進行統一管理,如按照施工長度統一安排施工人員數量,以及灰斗、模具、坡尺等工具。在此基礎上,“施工管理部”還要做好施工質量監督日志記錄工作,按照單元(工序)進行驗收,在日志上明確合格或不合格評價,以及施工過程中出現哪些問題,掌握一手資料,以確保灌溉渠道工程施工有條不紊。
驗收標準是檢驗灌溉渠道工程施工質量的重要依據,按照《渠道工程施工質量評定標準》(DB51/T1627-2013)對開挖工程、填方工程、混凝土工程、明渠襯砌等要求,進一步細化驗收流程,設計“一看、二摸、三敲、四照、五測、六量”的驗收步驟。在驗收流程結束后,加強施工過程中形成的質檢資料整理,形成系統化、統一性的質控檔案,需要注意的是,質控檔案不是總結性的,而是包括了灌溉渠道施工不同階段的質檢資料,用來明確設計方、施工方、監理方等各方責任,分類打包后一并轉交給灌溉渠道工程項目法人,后期如果出現質量問題,可以據此進行追責。
綜上所述,加強灌溉渠道工程施工質量控制具有重要的現實意義,它是我國“鄉村振興”戰略的重要助力之一,也是農業基礎設施不斷完善的重要途徑。從施工技術要點上說,基于加強地基處理、滿足支模要求、確保材料合格、優化組織協調等切入點,充分發揮施工人員的主觀能動性,以確保灌溉渠道工程施工質量,能夠為農業經濟發展做出更大貢獻。