摘要 農田渠道混凝土襯砌技術在渠道建設工程中可以有效減少水資源的浪費,提高灌溉質量。本文從材料、設計和人員3個方面分析了灌溉渠道襯砌施工中待改進之處,探究了灌溉渠道襯砌施工前、施工過程和工程驗收的質量控制途徑,并總結工程質量保證措施,以提高工程質量,保障工程的安全性和可靠性。
關鍵詞 農田灌溉渠道;襯砌;施工技術;渠道灌溉;質量控制
中圖分類號 S277;S274? ?文獻標識碼 A
文章編號 1007-7731(2024)08-0107-04
Quality control of lining construction for agricultural irrigation channels
GUO Changwang
(Gansu Xinyang Hydropower Engineering Construction Co., Ltd., Lanzhou 730046, China)
Abstract The concrete lining technology of agricultural channels can effectively reduce water resource waste and improve irrigation quality in channel construction projects. This article analyzed the areas for improvement in the construction of irrigation channel lining from the perspectives of materials, design, and personnel. It explored the quality control methods before construction, during construction, and during engineering acceptance of irrigation channel lining, and summarized engineering quality assurance measures to improve engineering quality and ensure the safety and reliability of the project.
Keywords agricultural irrigation channels; lining; construction technology; canal irrigation; quality control
渠道灌溉是普遍采用的農田灌溉方式之一,其防滲能力仍待進一步提高,易發生滲漏,每年從渠道中漏出的水占總用水量的比例較高,一定程度上造成了水資源的浪費。因此,加強渠道防滲具有重要意義,襯砌工程可以有效地實現渠道的防滲,從而解決渠道漏水問題。隨著農業現代化進程的加快和農田灌溉規模的擴大,農田灌溉渠道襯砌施工質量控制強度有待進一步提高。目前渠道襯砌與防滲技術主要利用混凝土、石料、膜料和瀝青混凝土等材料來構建防滲層,以防止水流滲漏。其中混凝土具有高強度和耐久性,能有效防止水流滲漏;石料具備良好的排水性能,能減少水流對渠道結構的沖刷和侵蝕;膜料是一種防水材料,能夠鋪設在渠道表面并形成連續的防滲層;瀝青混凝土則用于渠道修復和加固工程,能填平裂縫和凹陷,有效阻止水流滲漏[1]。
高分子復合材料和復合結構在渠道防滲方面的應用越來越多,例如,復合土工膜作為防滲材料,可以減少滲漏量,延長使用壽命[2]。在渠道設計上,目前不僅存在傳統的矩形、梯形等斷面形式,還發展出了一些新的渠道斷面形式,如U形、弧形渠底梯形和弧形坡腳梯形等。其中U形、弧形渠底梯形和弧形坡腳梯形等新形式的渠道斷面,不僅能夠提高渠道的輸送能力和防滲性能,還能夠適應不同的環境變化和地質特征,以達到更加安全、可靠和經濟的目標。在防治凍害技術方面,采用了允許一定凍脹位移的設計標準,并提出了適應削減凍脹的原則和技術措施,降低工程造價[3]。在農田灌溉渠道襯砌技術方面目前也有較多的成果。例如,土工合成材料膨潤土墊(GCL)、聚氨基甲酸酯等新材料已應用于渠道防滲、垃圾填埋場系統等方面,并取得了良好效果[4-5]。為提高農田灌溉渠道襯砌施工質量控制水平,本文總結分析了襯砌技術在農田渠道建設中的重要作用,分析了施工中存在的材料、設計和人員等須進一步提升的環節,并提出解決方法,以提高工程質量、渠道的服務水平和使用壽命。
1 渠道襯砌施工基本情況分析
農田渠道混凝土襯砌技術是渠道建設工程中較為重要的防滲技術之一。加強對其品質的管理,可減少因渠道滲漏對水資源的浪費,同時也能延長渠道的使用年限,保障農田基本灌溉,從而達到水利建設的最佳效果。一是確保耕地合理利用水資源,能在不同程度上保護土壤;二是強化渠道品質,能夠使渠道在實際情況下保持較好的流速,從而明顯提高渠道的輸水能力,延長渠道的壽命;三是減少水資源和土地資源的浪費。
2 灌溉渠道襯砌施工中的待進一步改進環節分析
2.1 材料方面
目前農田渠道建設所選用的材料主要是水泥,其穩定性和周期性較好,但其成本較高。其中混凝土的性價比更高,而其柔韌性并不強,混凝土容易出現變形等情況。
2.2 設計方面
在農田水利工程建設施工中,農田渠道的設計前必須對農田渠道進行現場勘察,并對其進行科學、合理設計。在渠道建設時,要精確地計算出高程,并通過計算結果來確定渠道的設計和灌溉效果,其計算程序復雜,需要確定水流的流向和灌溉的需求,以確保可以精確地控制水流的流速,通過流速來計算垂直坡度,并利用等高線的特定方向來設計[5]。
2.3 人員方面
建筑工人的素質在工程建設中具有重要影響。調研和分析某地水利建設情況,發現目前水利建設的專業隊伍暫不能完全滿足要求實踐需求,大部分施工人員為基層的建筑工人[6],其工作經歷雖多,但在專業知識方面仍有待進一步提高。
3 農田灌溉渠道襯砌施工質量控制途徑
3.1 灌溉渠道襯砌施工前的質量控制
3.1.1 健全體系與制度? 健全的質量管理體系和制度是農田灌溉渠道襯砌施工質量控制的重要基礎,可有效減少資源的浪費。在管理系統中,建設方、施工方、監理方等工程參與方均應參與質量管理體系和制度的完善過程,實現具體責任具體負責,各部門分工協作。在建設過程中,每個步驟都需要經過團隊的初步審查、施工團隊的再次檢查和項目部的最終審查。只有在監理工程師進行了復核并確認無誤后,才能開始下一階段的工作。在監督抽查中,按規定,對已通過驗收的工藝、項目,按20%的抽檢比例進行抽查。對不合格的工序和工程,施工單位應立即進行整改,直至合格,并由監理工程師驗收合格后方可繼續施工[7]。
3.1.2 會審施工圖紙和設計方案? 對施工圖紙和設計方案進行專家會審,及時修改不合理的設計,設計人員應當遵循設計的最優化原則,以提高項目的質量和效益。
3.1.3 審核施工方案? 對施工單位提出的施工方案進行認真審核,審核內容包含施工工藝是否符合當前施工水平、方案在實際施工過程中的操作性可行性、與工程配套的檢測儀器是否齊全以及針對工程施工有關的應急方案是否全面等。若在審核過程中,發現不合理、不符合有關規定的方案內容,應及時要求設計人員進行優化或刪改。
3.1.4 確定施工材料質量? 嚴格控制施工材料的質量,避免使用不符合要求的施工原材料。施工單位應該向監理工程師提交原材料的合格證明及檢驗報告等,包括水泥、砂子、石子和鋼筋等材料的品種、規格和性能檢測報告等[8],監理工程師要禁止不合格的材料入場。
3.2 灌溉渠道襯砌施工過程的質量控制
3.2.1 施工準備? 渠道工程施工前,應進行施工組織設計。充分做好料場、拌和場等施工場地的布置以及施工用電、用水、道路和機具設備的準備工作,并對試驗和施工的設備進行檢測和試運行,若設備不符合要求,應及時更換或調整。同時,還應做好永久性和臨時性的排水設施,確保襯砌渠床符合施工要求。
3.2.2 測量放樣? (1)施工測量和精度的要求必須按照工程測量和現有技術規范的要求進行。(2)在工程建設前,應設置現場測控網絡。對建設單位提出的基線、基點和高程點等進行復測,并將復測結果上報監理及建設單位。(3)渠道的襯砌和渠道的整體縱坡應按照設計的標高進行測量放線,按樁號里程每10 m埋設1根木樁,然后再對埋設的木樁進行工程測量,標出渠底縱坡高程,最后在兩樁間拉線。
3.2.3 渠基開挖? (1)開挖前,按設計斷面準確放線,確定清基范圍。堤基基面清理范圍的邊界在設計基面邊線外500 mm。(2)土方開挖貼合工程師批準的開挖施工深度。(3)施工中嚴格按設計圖控制開挖邊坡,要求不出現欠挖、超挖,基礎底部預留的保護層待下一道工序開始時,再人工修整到設計標高[9]。
3.2.4 模板制安? 在矩形槽的襯砌施工中,采用的模板均為1.5 cm厚的竹木膠合板,背面固定4 cm × 7 cm的木龍骨,木龍骨之間的距離保持在30 cm以內。外部立面使用16號螺紋鋼筋對拉,間距不超過0.8 m。鋼筋混凝土框架結構通過鋼管腳手架和鋼支撐來加固。
3.2.5 混凝土材料選擇? 首先,水質須符合要求。飲用水可以用于水泥和混凝土的混合,但不能用類似工業廢水、化工廢水等未經處理的有毒、有害水源作為混凝土的拌制水。若工地附近無飲用水水源,也可采用地表水、地下水等。其次,水泥質量須符合要求。水泥的種類眾多,根據用途和性能不同,一般選用普通水泥,包括普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥等,在使用的過程中要根據水泥的用途、強度和性能,合理選擇水泥,這既可以節約成本,又可以充分利用水泥的特性。若有特殊情況,可選用特殊的水泥,如專用水泥、特用水泥等。最后,骨料的品質須符合要求。骨料對混凝土強度、水泥用量等具有重要影響。灌溉渠道的建設工程應加強原始素材的管理與監督。例如,由專門的人員來執行原料購買、驗收等任務,并設定嚴謹的采買規范,以保障物資購置的高品質。此后,還須對所有物料實施檢查,并在進入現場前進行隨機抽查,只有得到合格證明文件,才能開始操作。嚴密控制零件和物質的質量門檻,以達到預期的規格要求。
3.2.6 混凝土配比? 在具體施工中,須對所用的混凝土進行試驗,使其達到一定的技術標準,經批準后,方可投入使用。同時,水泥的成分必須經過審核和試驗,在施工的過程中要根據材料的比例來選擇,不能擅自改變混凝土配合比例[10]。如果出現配比不足、配比錯誤等情況,那么混凝土就不能再使用。
3.2.7 混凝土攪拌與運輸? 第一,攪拌混凝土。當混凝土配合比試驗確定后,對于農田渠道,應按照最優的配比進行測試,配合比測試通過后,確認其符合設計標準,確定配合比后不可隨意改變其中參量,保證混凝土的質量。第二,運送混凝土。混凝土的運送是混凝土拌和、澆筑的一個重要環節,因此,在混凝土的運送過程中,盡量做到“隨拌、隨運和隨用”。
3.2.8 混凝土澆筑? 第一,澆筑前的準備工作。混凝土的質量和使用壽命受混凝土澆筑前的準備工作影響。因此,在進行混凝土澆筑前,需要對混凝土配合比、流動性、施工場地、工具和設備等進行充分準備,同時還需要控制混凝土的水分含量、溫度、振動力度、澆筑速度和厚度等因素,確保混凝土的質量,延長其使用壽命。第二,倉內輔料的準備工作。在澆注混凝土之前,若渠道地基已干,則應先灑水潤濕[11],以免澆筑后混凝土由于水分過多而產生細小裂縫。在襯砌混凝土渠道中,通常采用分段式澆筑方式,一般設置5~10 m為一個伸縮縫進行澆筑,混凝土渠底部、渠道邊坡通常采用倉法。第三,平倉和振搗。砼運到澆筑現場后應及時流槽入倉,人工平倉、刮平,振動器振搗。振動器振動順序應按從下往上的單方向振動,嚴禁過振、漏振[12]。第四,收面。對混凝土襯砌初凝后外露表面進行處理,可以降低粗糙程度,增加排水能力,增加防滲效果,延長使用壽命。收面要達到表面平整、平滑、不漏石以及不起麻點的效果。第五,拆模。混凝土澆筑完成后,模板及支柱混凝土要保證其表面、棱角不因拆模而受損壞,當混凝土強度達到100%,才可進行模板拆除工作,模板拆除時應注意混凝土表面的保護,模板的拆除一般按后支先拆、先支后拆的順序拆除。先拆除非承重部分,后拆除承重部分。第六,養護。混凝土養護是確保混凝土質量的關鍵一步,混凝土表面在澆筑完畢后12~18 h內開始養護,采用澆水自然養護法,表面用麻袋遮蓋,養護時間不少于21 d,需要專門的人員來管理。在施工完成后不能過早過度使用,在未達到適宜階段就使用,或者在使用過程中水流量超過規定,均可能導致渠道出現損壞或開裂等質量問題[13]。
4 灌溉渠道工程驗收的質量控制
建立健全的工程質量檢驗與驗收體系,并對工程建設的質量進行規范。建立科學的驗收規范,不僅可以從質量上保障管道的使用性能,而且可以推動驗收體系的發展與完善。施工項目的質量檢查可以采用看、摸、敲、照、測和量6種方式,配合專業的檢測儀器,嚴格按照施工技術和質量標準進行檢查。對施工過程中各個環節進行及時檢驗、驗收,并對建筑質量檢驗數據的整理和存檔。對施工過程中各個環節進行檢驗、驗收,并進行相關數據的整理,歸類后,將其與單位工程的質量評定文件一起提交給建設單位,以便最后驗收。此外,對各類分部工程和重要工程,要依據相關的質量檢查和評定標準,及時組織相關單位進行驗收,并填寫驗收記錄,并形成質量文件。
5 農田灌溉渠道襯砌工程質量保證措施
第一,按照施工合同及相關技術規范的要求,對施工中所用原材料進行抽樣檢驗,不采用不符合標準的原材料。第二,每段混凝土準備被澆筑前,項目的質檢員對其底層的清理狀況和模具安裝進行檢查,還有固定部件等方面進行檢查,只有全部通過了這些檢查并獲得批準之后,才能向監理機構提交審核申請。第三,現場試驗人員按照相關法規及合同要求,隨機抽取混合料的物理特性。第四,質量檢查人員跟蹤檢測混凝土的施工質量,并檢查其防護及養護措施。第五,如果混凝土質量出現問題,應立即停止混凝土澆筑并通知監理工程師,由建設相關單位制定糾正、處理和預防方案。
綜上所述,農田渠道襯砌施工技術可提高灌溉質量,減少水資源的浪費。本文分析了灌溉渠道襯砌施工中有待進一步提高的方面,介紹了灌溉渠道襯砌施工前、施工過程和工程驗收的質量控制途徑,并總結了工程質量保證措施,以提高工程質量,保障農業水利工程的安全和可靠性。在進行內襯時,應注重各個環節的質量,以保證整體的防滲工程質量,進而完善農田灌溉系統,提高農業的經濟效益。
參考文獻
[1] 劉謙,丁飛,劉冠. 農田灌溉渠道工程設計與施工質量控制[J]. 科技與企業,2015(3):161.
[2] 朱彥凱. 渠道砌體凍害分析與凍脹防治技術研究[J]. 河南水利與南水北調,2023,52(2):85-87.
[3] 徐麗麗,王宇,鄭健,等. 季凍區膨脹土的工程特性及凍害防治措施研究[J]. 水利科學與寒區工程,2023,6(5):1-4.
[4] 劉喆. 基于地下水保護理念的公路隧道防排水技術研究[J]. 山西交通科技,2019(1):54-57.
[5] 李懋. 農田灌溉防滲渠道襯砌施工技術探析[J]. 當代農機,2022(7):72-73.
[6] 王俊忠. 小型農田水利工程建設質量管理的對策和建議[J]. 中國農業文摘-農業工程,2019,31(6):33-36.
[7] 汪家麗. 農田水利灌溉防滲渠道施工質量控制技術[J]. 水利科技與經濟,2022,28(7):125-129.
[8] 曹俊武. 農田灌溉渠道施工技術探討[J]. 科技創新與應用,2015(2):136.
[9] 劉書鳳. 灌溉渠道工程施工質量的控制[J]. 黑龍江科技信息,2009(13):190.
[10] 王蓉,趙海峰,孟宗偉. 永城農田灌溉渠道防滲施工及質量控制研究[J]. 陜西水利,2020(12):92-93.
[11] 魏長軍. 評價農田水利灌溉渠道工程建設施工要點與質量控制[J]. 農業技術與裝備,2020(11):122-123.
[12] 周玉梅. 農田引水渠產生裂縫的防治措施[J]. 農技服務,2011,28(4):573-574.
[13] 馬國春,范世運. 水利工程渠道襯砌施工技術探討[J]. 東北水利水電,2021,39(10):30-31,36.
(責編:王 菁)
作者簡介 郭長旺(1988—),男,甘肅白銀人,工程師,從事水利工程技術研究。
收稿日期 2023-12-22