農田水利灌溉渠道的防滲、抗凍設計研究

李發海　馬華明

【摘 要】農田水利渠道是引水灌溉的重要工具，對農業生產具有重要影響。本文主要研究了農田水利灌溉渠道的防滲、抗凍問題，以期為保障農田水利渠道有效運行提供借鑒。

【關鍵詞】渠道設計；防滲；抗凍；應用

水是農業的命脈，農田水利灌溉渠道在農業發展中地位非常重要。近年來，隨著我國政府的日益重視，農田水利灌溉渠道建設成效卓越。但是在北方地區農田水利灌溉渠道建設中一直面臨著凍脹、滲漏的問題，這對農田水利灌溉的正常使用產生了嚴重的負面影響。做好農田水利灌溉渠道的防滲、抗凍，保障農田水利灌溉渠道正常發揮作用是一件至關重要的事。目前，我國北方農田水利灌溉渠道應用的防凍脹、滲漏的措施主要有混凝土襯砌、土工布、聚苯乙烯板三種，本文在對以上三種措施的優勢進行研究的基礎上，提出根據具體情況將聯合應用以上三種措施的構想。

1.當前常用的三種措施的優勢

1.1混凝土襯砌的優勢

混凝土襯砌是灌溉渠道中常用的一種防滲措施，其擁有顯著的防滲效果。相關研究資料顯示，使用混凝土襯砌減少的滲漏在85%～95%之間[1]。而且其使用時間也較長，通常使用年限可達到50年左右。另外，其適應性強、施工技術簡單，便捷易行。當前混凝土襯砌的施工工藝主要有兩種，分別是現澆與預制。就現澆施工而言，其接縫少，整體性強，并且不同的結構層結合較好，能夠有效降低渠土凍脹對水渠造成的損害。預制可以實現規模化生產，更好的控制施工質量，并且有利于后期維修。混凝土補砌常用的結構形式主要為板形、槽形、管形[2]。以板形結構截面為標準，其可分為矩形板、楔形板和肋梁板三種。在凍脹地區，防凍脹效果最好的就是矩形板。槽型也有很多種，如梯形、U型、弧底梯形等。與板形結構相比，槽型結構的完整性較高，并且耐壓，占地面積小，常用語小型渠道的修建。

1.2土工布防滲的優勢

土工布又稱土工織物，是一種合成材料，功能眾多，如防滲、反濾、密封、加固等，廣泛應用于水利工程、公路工程之中。由于土工布使用塑料纖維，其強力較高，特別是復合土工膜，防滲效果顯著，是灌溉渠道防滲常用的材料。

1.3聚苯乙烯板的優勢

聚苯乙烯板又稱聚苯板，是一種良好的隔寒保溫材料。通常防凍用的聚苯乙烯板為發泡板，其具有耐腐、耐壓、高強度等特點。在灌溉渠道施工中，為了防止因凍脹給渠床造成損害，常將聚苯板鋪設在混凝土板之下，以增強渠道的抗凍性，延長使用壽命。

2.聯合應用三種措施的施工過程

由于北方地區冬季氣溫較低，凍脹一直是灌溉渠道使用面臨的大問題。基于此，筆者提出聯合應用以上三種措施的構想，即聚苯板保溫+土工布防滲+混凝土堆砌，以下是具體施工過程。

混凝土堆砌：以《水工混凝土施工規范》（SDJ207-827）為標準，在保溫、防滲施工完畢后澆筑混凝土并保障施工質量[3]。混凝土堆砌施工之前應首先勘察施工現場，全面了解施工現場的實際情況，根據實際情況制定科學的的施工設計和施工方案。其次，做好施工放樣工作。準確使用相關測量器材，保證混凝土堆砌位置和走向準確，合理確定中心樁位置，盡可能減少施工誤差。第三，在施工過程之中，應運用先進的施工設備、技術，保障施工質量。第四，做好清理、收面、養護、拆模等工作。施工完畢后應進行清理，如在清理過程中發現混凝土堆砌有裂縫存在，應在保障無其雜物存在的前提下，合理采取補救措施。另外，工程施工之后的養護工作不可忽略，如通過向混凝土灑水，以保持混凝土的濕度，避免混凝土因日曬而發生干裂問題。拆模工作應在待混凝土完全凝固后實施，以防止對混凝土產生影響。

土工布防滲：土工布連接處理方法諸多，應根據具體情況進行選擇，如縫接、焊接、自然搭接。自然搭接和熱風焊接時應注意搭接寬度保持在200mm以上，采用縫合時，應保障搭接寬度不小于100mm[4]。通常自然焊接適用于土工膜上層的土工布，焊接、縫接適用于土工膜下層的土工布。如果采取人工滾鋪，必須先找平基面，材料可以選擇粒徑較小的沙土或者黏土等。土工布鋪設之前應先對基坑進行清理，確保基層堅實、平整，避免因基層不平或有其它垃圾等對土工布造成破壞，對接下來的防滲連接帶來不利影響。土工布的尺寸和剪切方式應根據施工的具體情況確定，在裁剪土工布時，必須注意避免損壞其他材料。在剪切完畢后，應先進行試鋪，以保障所剪切土工布尺寸準確、布面平整。在鋪設土工布時，接縫的方向應與坡面線方向交叉，縫合搭接部位時應保障縫合線均勻平直，應堅持邊鋪設邊檢查原則，及時檢查鋪設效果，如存在問題及時進行整改。對于坡面鋪設，應先對土工布的一端進行固定，然后將卷材順著坡面方向放下，拉緊土工布。土工布鋪設過程中應確保不過緊、不打皺。鋪設完畢后，進行整體檢查，保障無損壞。混凝土的堆砌應與鋪土工膜的速度相協調，當天鋪設完畢，當天堆砌，以避免因土工膜長時間暴露影響質量。土工布防滲效果不僅與施工設計有關，還受施工技術水平影響。因此，在合理設計的基礎之上，應嚴格按照施工技術規范進行施工，保障施工質量。

聚苯板保溫：聚苯板保溫效果與其厚度直接相關，合理確定聚苯板厚度是關鍵問題。基于此我們應以襯砌渠道的防凍脹設計標準和允許凍脹變形量為根據，科學的計算出聚苯板厚度。在鋪設方面，聚苯保溫板應采用封層錯縫搭接，以防止因施工工藝不合理導致產生冷縫。通常保溫層可全斷面鋪設。另外，由于聚苯板的密度低，彎曲度不高，并且容易這段，在鋪設時應考慮天氣情況，盡量避免在風力較大的天氣里施工[5]。聚苯保溫板鋪設完畢后，應及時澆筑混凝土堆砌板，防止損壞。

3.結語

農田灌溉渠道使用質量直接關系農業發展，灌溉渠道工程防滲、抗凍性能與施工質量緊密相關，必須從源頭抓起。做好防凍、防滲是加強施工質量，延長灌溉渠道使用壽命的內在要求，應當引起重視。這就要求相關工作人員應立足現實，及時轉變思維，積極研究新技術、新工藝、新材料，并將其應用于灌溉渠道施工之中。混凝土襯砌、土工布、聚苯乙烯板作為目前最常用的三種防滲、抗凍措施，應根據施工具體情況，博采眾長，合理利用，以盡可能的發揮它們的優勢。

參考文獻：

[1] 劉婷.農田灌溉渠道防滲措施綜述[J].黑龍江水利科技，2012，（11）：258-259.

[2] 張正平，李俊，蔡守華等.灌溉渠道現澆固化土防滲技術應用研究[J].江蘇水利，2005，（5）：23-24.

[3] 楊利紅，崇巖峰.淺議渠道防凍脹處理方法[J].海河水利，2013，（3）：55-57.

[4]王德成. 水利渠道施工中的防滲技術應用分析[J]. 民營科技，2015，04：122.

[5]黃強貴. 水利渠道施工中防滲技術引用分析[J]. 科技與企業，2015，11：143.

[6] 王恒，趙力.嚴寒地區灌溉渠道防滲抗凍脹技術研究[J].中國水運（下半月），2012，12（6）：188-189.