農(nóng)田水利工程防滲渠道施工影響因素及對策

齊景秀

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 白銀 730900）

0 引言

農(nóng)田水利工程是充分利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地附近水資源的重要基礎(chǔ)設(shè)施。近年來全球氣候異常，農(nóng)田水利工程在保證糧食安全方面起到了重要作用。我國農(nóng)業(yè)灌溉水資源消耗量占比約60%，其中有相當(dāng)一部分是渠道滲漏而導(dǎo)致的流失量［1］。因此，提高農(nóng)田水利工程中的防滲渠道建設(shè)質(zhì)量是高效節(jié)約水資源的第一道閘門［2］。要想進(jìn)一步完善防滲渠道施工技術(shù)，勢必要圍繞其進(jìn)行全方位的分析，加深對工程施工常見質(zhì)量問題、問題成因、工藝工序等的認(rèn)識，如此才能針對問題采取行之有效的處理措施，以實現(xiàn)農(nóng)村水資源的高效分配與利用，實現(xiàn)多方面的社會效益和生態(tài)效益。

1 防滲渠道施工質(zhì)量的影響因素

1.1 內(nèi)因

1.1.1 施工技術(shù)。我國積累了豐富的農(nóng)田水利工程防滲渠道施工經(jīng)驗，但施工技術(shù)差異對防滲渠道的施工質(zhì)量影響相對較大。不同的施工技術(shù)。其技術(shù)原理與技術(shù)路線不同，且使用效果也表現(xiàn)出明顯的差異。例如，選擇固體防滲施工技術(shù)，就要在水渠表面用混凝土材料鋪設(shè)防滲層，其技術(shù)原理為加固土壤、堵塞滲漏，影響因素就包括混凝土材料成分配比、混凝土的鋪設(shè)厚度及工藝工序等方面［3］。如果采用液體防滲施工技術(shù)，其技術(shù)原理就為采用液體材料對水渠防滲層進(jìn)行保護(hù)等，其影響因素就包括土工膜表層有機(jī)酸涂料、液體橡膠等建筑材料質(zhì)量及施工工藝等方面。

1.1.2 施工材料。在農(nóng)田水利工程建設(shè)中，施工材料的質(zhì)量對防滲渠道的工程質(zhì)量影響較大。第一，建筑材料本身的理化性質(zhì)會直接影響防滲效果。部分施工企業(yè)為節(jié)省成本使用了質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的建筑材料，對防滲渠道的日常使用造成很大影響，導(dǎo)致農(nóng)田水利工程項目質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。第二，成分配比問題。任何不滿足施工要求的成分配比都有可能導(dǎo)致施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，影響工程后期的使用效果。第三，用材不科學(xué)。部分不適用于水利工程建設(shè)的新型建筑材料被應(yīng)用到防滲渠道的施工建設(shè)中，導(dǎo)致工程質(zhì)量出現(xiàn)問題。

1.1.3 維護(hù)管理。農(nóng)田水利工程防滲渠道有其使用周期與使用壽命，時間的推移和地理條件的變化會給工程帶來一定影響，降低其使用效果。例如，由地質(zhì)活動、溫差變化、外力碰撞所導(dǎo)致的裂縫，會使防滲渠道出現(xiàn)不同程度的滲水問題，顯著降低渠道的防滲能力［4］。這些問題在項目設(shè)計階段無法進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，因此，技術(shù)人員只能通過后續(xù)對防滲渠道的日常維護(hù)管理來保證防滲渠道的整體質(zhì)量。此外，堵塞、風(fēng)化、流體等因素也會對防滲渠道的局部質(zhì)量造成影響。這些局部質(zhì)量問題也需要依賴日常維護(hù)管理來進(jìn)行防范、控制、修復(fù)，從而保證農(nóng)田水利工程防滲渠道正常發(fā)揮其使用功能。

1.2 外因

1.2.1 地理條件。我國幅員遼闊，各地水土理化性質(zhì)差異明顯，使得農(nóng)田水利工程具有多樣性的特點，其中最重要的影響因素就是土壤的滲水性。由于各地土壤滲水性存在差異，因而農(nóng)田水利工程的防滲渠道施工要求也呈現(xiàn)多樣性。因此，農(nóng)田水利工程的設(shè)計人員應(yīng)充分考慮項目所在地的地理條件，做好前期地質(zhì)勘測工作，并對土壤的理化性質(zhì)進(jìn)行多輪試驗。例如，可對不同土壤層進(jìn)行pH值測試、凝固試驗等，做好基礎(chǔ)性分析與施工效果預(yù)測工作，優(yōu)化施工技術(shù)，保證防滲渠道的施工質(zhì)量。

1.2.2 地下水滲漏。地下水滲漏是農(nóng)田水利工程建設(shè)中影響防滲渠道施工質(zhì)量的常見因素。我國大多數(shù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)地下水位不穩(wěn)定。在農(nóng)田水利工程施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)地下水位持續(xù)升高、反滲透現(xiàn)象，既不利于工程施工，又嚴(yán)重影響工程的后續(xù)維護(hù)。此外，對于我國南方地區(qū)而言，農(nóng)田水利工程經(jīng)常會遭遇連續(xù)降雨天氣的危害，而暴雨、臺風(fēng)等惡劣天氣又會進(jìn)一步增加防滲渠道的地下水滲漏風(fēng)險，影響現(xiàn)場施工進(jìn)度，增加施工壓力。

1.2.3 生物破壞。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)常見的害蟲、害獸（如蟲蟻類、嚙齒類及其他穴居動物等）的筑巢活動，經(jīng)常會破壞農(nóng)田水利工程防滲渠道的土層結(jié)構(gòu)。例如，蟻穴會導(dǎo)致防滲渠道在臺風(fēng)、暴雨等自然力的影響下出現(xiàn)局部坍塌等現(xiàn)象，增加防滲渠道的滲漏量，使整體項目面臨較大的安全風(fēng)險［5］。

2 農(nóng)田水利渠道工程防滲施工存在主要問題

2.1 傳統(tǒng)施工方法存在一定缺陷

傳統(tǒng)的農(nóng)田水利工程防滲渠道施工方法存在諸多缺陷，如設(shè)計精度不足、工程施工質(zhì)量不一、施工技術(shù)過于單一及現(xiàn)代化施工機(jī)械應(yīng)用比例偏低等，常導(dǎo)致防滲渠道不能正常發(fā)揮其使用功能。除此之外，傳統(tǒng)的防滲施工方法還存在一定的技術(shù)缺陷，如現(xiàn)場制作施工材料的工序工藝比較復(fù)雜，導(dǎo)致連續(xù)供料質(zhì)量不均，工程局部產(chǎn)生嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象。

2.2 計算精確度不高

農(nóng)田水利工程建設(shè)需要大量的數(shù)據(jù)與準(zhǔn)確的計算作為方案支持，這是有效減少施工問題的基礎(chǔ)。現(xiàn)階段，諸多防滲渠道施工項目仍存在計算精度不高的現(xiàn)象，常導(dǎo)致現(xiàn)場施工與圖紙不符。這主要是由于防滲渠道在農(nóng)田水利工程中的等級要求相對不高，因此，施工單位在施工前期往往不重視數(shù)據(jù)的精確度計算。例如，部分施工單位在施工時常選擇直接套用相似方案的數(shù)據(jù)，往往導(dǎo)致施工出現(xiàn)較大的誤差。

2.3 工藝過于單一

防滲渠道工程在空間上呈現(xiàn)線性排布，防滲施工的跨度較大，所面臨的地理條件情況復(fù)雜多變，因此，施工人員要靈活、有針對性地選擇施工技術(shù)，這也是出于客觀情況的要求。但當(dāng)前許多施工單位在防滲施工過程中采取“一刀切”，在連續(xù)作業(yè)面內(nèi)盲目統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，無視現(xiàn)實條件的多樣化，導(dǎo)致施工人員在面臨復(fù)雜、異常情況時，無法靈活選擇施工技術(shù)，尤其是在異常氣候、環(huán)境變化較大的條件下仍堅持采用一成不變的施工方法，直接影響了防滲施工質(zhì)量。

3 常用防滲渠道施工技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用

3.1 土料防滲技術(shù)

土料防滲技術(shù)在農(nóng)田水利工程防滲渠道施工中應(yīng)用比較廣泛（見圖1），這是因為土料防滲技術(shù)的工藝工序相對簡單、材料易得且成本低廉，但其防滲層易受影響、易破損、維修頻繁、防滲效果較差也是客觀存在的短板。土料防滲技術(shù)主要有以下3個施工要點。第一，攪拌土料。施工人員對渠道施工場地土壤表層雜物進(jìn)行清理，根據(jù)方案要求進(jìn)行混凝土配比拌和，等待混凝土強(qiáng)度滿足施工要求。第二，分層澆筑。即開展拌和混凝土料的分層澆筑施工，施工遵循先干后濕原則，施工完成后需要對現(xiàn)場進(jìn)行網(wǎng)苫處理，施工后安排防滲檢測及驗收工作。第三，渠道養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)期要及時發(fā)現(xiàn)并解決存在的問題，維護(hù)防滲施工質(zhì)量。

圖1 防滲渠道土料防滲技術(shù)施工示意圖

3.2 瀝青材料防滲技術(shù)

瀝青材料防滲技術(shù)在當(dāng)前農(nóng)田水利工程建設(shè)中應(yīng)用較少（見圖2），雖然其材料具有抗?jié)B透能力強(qiáng)的優(yōu)點，但存在施工技術(shù)環(huán)節(jié)較多、工序相對復(fù)雜、設(shè)備要求和施工成本相對較高等缺點。該技術(shù)主要有以下3個施工要點。第一，整理場地。施工人員整理好渠道底部土壤，包括平整、除草、清潔等工作，做好施工準(zhǔn)備。第二，噴覆包膜。融化瀝青后利用機(jī)械設(shè)備在施工場地土壤表層噴灑一層瀝青包膜，要保護(hù)好瀝青包膜的完整性，待瀝青包膜穩(wěn)定后再鋪設(shè)瀝青混凝土。第三，鋪設(shè)瀝青混凝土。將砂礫、碎石和瀝青按照設(shè)計比例混合成防滲效果較好的瀝青混凝土，并在瀝青包膜表面進(jìn)行鋪設(shè)。

圖2 瀝青包膜噴覆

3.3 灌漿防滲技術(shù)

灌漿防滲技術(shù)施工速度快（見圖3），能夠有效提升渠道的抗?jié)B透效果和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，且對人員數(shù)量和材料要求相對較低，但對資金和設(shè)備的要求較高。該技術(shù)主要有以下兩個施工要點。第一，灌漿準(zhǔn)備。施工人員根據(jù)地質(zhì)情況和渠道特點設(shè)計灌漿孔洞，并提前挖好孔洞，準(zhǔn)備好材料及施工機(jī)械。第二，灌漿工作。利用高壓噴射方式在灌漿口灌入漿料，注意噴管要對準(zhǔn)灌漿口并通過密壓減少漏噴，以達(dá)到控制噴射流量并均勻灌漿的效果，作業(yè)時要保持噴管的穩(wěn)定性［6］。

圖3 灌漿防滲技術(shù)示意圖

3.4 地下管網(wǎng)施工技術(shù)

地下管網(wǎng)在農(nóng)田水利工程防滲施工中占有重要地位，其主要有以下3個施工要點。第一，清理溝槽。施工人員根據(jù)施工位置確定溝槽深度和寬度并開挖溝槽，同時及時清理溝槽中土壤表面雜物、平整溝槽底部，避免管道傾斜。第二，焊接安裝。使用焊接方式安裝PVC管道，安裝過程中要注重控制管線轉(zhuǎn)彎處的細(xì)節(jié)處理。第三，接頭粘接處理。對接頭位置刮水去污后進(jìn)行打毛處理，處理長度控制在5～10 cm，處理完畢后進(jìn)行粘接操作。

4 提升農(nóng)田水利工程防滲渠道施工質(zhì)量的具體措施

4.1 做好施工前準(zhǔn)備工作

4.1.1 現(xiàn)場施工前準(zhǔn)備工作。農(nóng)田水利工程防滲渠道施工前準(zhǔn)備工作主要包括對施工現(xiàn)場的全面勘察、局部調(diào)查、人際溝通、施工設(shè)計及模板制作等［7］。其中，局部調(diào)查關(guān)系到對具體施工段的土壤環(huán)境改善等重要工作，是保證施工質(zhì)量的重要依據(jù)；人際溝通的重點在于加強(qiáng)施工單位與周邊居民、周邊單位的溝通與協(xié)調(diào)，是了解施工地區(qū)實際情況、順暢施工組織的必要保障；模板要嚴(yán)格按照設(shè)計尺寸、規(guī)格提前進(jìn)行制作，保證項目及時開工。

4.1.2 完善現(xiàn)場施工組織。現(xiàn)場施工組織包括施工設(shè)備、施工材料、施工人員及施工環(huán)境等各方面的準(zhǔn)備工作。防滲渠道工程施工現(xiàn)場環(huán)境較復(fù)雜，因此，施工人員要根據(jù)施工管理制度組織安排各項生產(chǎn)要素進(jìn)場配置，以便于調(diào)度工程施工現(xiàn)場的各類資源，合理、有序地完成施工組織。

4.2 加強(qiáng)施工材料的質(zhì)量控制

4.2.1 完善采購及保管制度。農(nóng)田水利工程的方案設(shè)計階段要重點完善項目招采制度，根據(jù)施工方案要求有針對性地進(jìn)行材料的采購及倉儲管理。水利工程項目在材料采購方面與其他工程有所差異，招采人員以往的經(jīng)驗不一定能夠滿足新項目要求。因此，施工人員要重視材料采購工作，選擇合格的供應(yīng)商和質(zhì)量、口碑均有一定保障的品質(zhì)材料，或聘請專業(yè)知識更加豐富的材料員負(fù)責(zé)質(zhì)量控制工作。在施工材料的保管方面，要嚴(yán)格按照材料保管制度進(jìn)行倉儲，如在材料進(jìn)場前，要利用先進(jìn)手段進(jìn)行檢測，及時退換處理質(zhì)量不符合施工要求的材料，將劣質(zhì)材料排除在施工材料之外。

4.2.2 加強(qiáng)混凝土材料質(zhì)量控制。混凝土質(zhì)量與原材料質(zhì)量控制息息相關(guān)。技術(shù)人員應(yīng)針對不同類型的混凝土進(jìn)行分析匯總，選擇高品質(zhì)、適合當(dāng)?shù)氐乩項l件、經(jīng)濟(jì)性較高的混凝土原材料，并設(shè)計出科學(xué)的混配比。在混凝土材料質(zhì)量控制方面，首先要保證其性能能夠達(dá)到施工要求，并根據(jù)工程施工地點的實際需求對進(jìn)場的混凝土進(jìn)行抽樣檢查，從而保證混凝土質(zhì)量充分滿足施工強(qiáng)度，提高混凝土的應(yīng)用性能。

4.3 提高施工人員的技術(shù)水平

4.3.1 完善培訓(xùn)制度。施工人員作為工程的實施者，其專業(yè)知識、施工經(jīng)驗和技能等級越高，對防滲渠道施工質(zhì)量的保障能力就越強(qiáng)。高素質(zhì)的施工人員能靈活運用施工技術(shù)應(yīng)對不可預(yù)測的突發(fā)事件，因此，施工單位要重視對施工人員的培訓(xùn)工作。例如，施工單位可通過內(nèi)部培訓(xùn)提高施工人員的技術(shù)水平和施工經(jīng)驗，也可通過外部培訓(xùn)為其施工人員引入新技術(shù)、新工藝，提高企業(yè)的施工水平及管理水平。

4.3.2 完善激勵制度。施工單位可通過給予外部刺激，激發(fā)施工人員主動提升施工水平的積極性。例如，對于靠個人努力取得相關(guān)職業(yè)技能認(rèn)證的施工人員，施工單位可給予一定的物質(zhì)獎勵，使其成為員工爭相效仿的榜樣；對于在培訓(xùn)中能力及素質(zhì)得到提升的員工，施工單位可設(shè)計一套客觀、公正的考核制度對其實行嘉獎。

4.4 加強(qiáng)施工管理

4.4.1 加大現(xiàn)場監(jiān)督力度。施工單位應(yīng)深化工程管理制度與現(xiàn)場監(jiān)理制度，彌補(bǔ)施工人員經(jīng)驗不足的缺點，防止工作人員怠工對防滲渠道施工質(zhì)量造成影響。施工單位應(yīng)重視對水利工程防滲渠道施工的過程管理，如在施工設(shè)計方案完成后擬定相應(yīng)的現(xiàn)場監(jiān)督管理計劃，針對過往施工薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行重點監(jiān)控，以增強(qiáng)整個施工環(huán)節(jié)的連續(xù)性和科學(xué)性。同時，在重點施工環(huán)節(jié)一定要安排專門的監(jiān)督人員進(jìn)行過程監(jiān)督，以降低風(fēng)險出現(xiàn)的概率，提高施工重點環(huán)節(jié)的工藝質(zhì)量。

4.4.2 加強(qiáng)混凝土攪拌技術(shù)。在防滲渠道施工過程中，施工人員應(yīng)根據(jù)不同施工地點的實際情況確定施工強(qiáng)度，并采用相匹配的混凝土配比。例如，可采用機(jī)械結(jié)合人工的攪拌形式對混凝土的品質(zhì)進(jìn)行把控，在攪拌過程中注意工程機(jī)械的清潔程度，添加拌料要嚴(yán)格按照施工要求和工序操作，加強(qiáng)人員操作、時間掌握、經(jīng)驗把控等方面的管理，均勻拌和混凝土，減少混凝土板結(jié)成塊現(xiàn)象，以增強(qiáng)混凝土拌和物的持久性。此外，施工過程中，施工人員還應(yīng)充分考慮工程的結(jié)構(gòu)、配筋量、混凝土拌和物的坍落度等過程性影響因素，保障施工過程操作的科學(xué)性，提高防滲渠道的施工質(zhì)量。

4.4.3 高效管理運輸工作。在防滲渠道施工過程中，施工單位要注重混凝土的運輸工作，避免混凝土運輸過程中封存不夠嚴(yán)密而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)板結(jié)、漏漿等現(xiàn)象。施工單位應(yīng)盡可能地優(yōu)化運輸路線，如選擇路況更好的運輸線路、減少車輛的運輸行車?yán)锍痰龋M(jìn)一步減少混凝土運輸過程中可能出現(xiàn)的問題。也可通過規(guī)劃多個混凝土生產(chǎn)現(xiàn)場來避免運輸過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險，降低材料運輸成本。

4.5 增加資金投入

4.5.1 增加人力資源方面的資金投入。人力資源方面資金的合理利用主要表現(xiàn)在對于專業(yè)人才的引進(jìn)、培訓(xùn)方面。例如，將資金用于聘請具有豐富經(jīng)驗的施工團(tuán)隊，能夠進(jìn)一步提高防滲渠道施工的施工質(zhì)量，為施工單位積累寶貴的施工經(jīng)驗和問題解決方案，提高資金的利用率。此外，將資金用于施工人員的技能培訓(xùn)，提高施工人員的專業(yè)性和施工經(jīng)驗。還可將更多資金分配到農(nóng)田水利工程日常維護(hù)人員身上，以最大限度地保障工程質(zhì)量，延長工程使用壽命。

4.5.2 增加先進(jìn)設(shè)備方面的資金投入。實力較強(qiáng)、資質(zhì)較高的施工單位要加大資金投入力度，注重引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，大膽應(yīng)用先進(jìn)建筑材料。例如，可引入雙軸螺旋混凝土小型攪拌機(jī)等更適合分段作業(yè)的先進(jìn)設(shè)備，以提高施工效率，節(jié)省施工時間；可引入渠道自動滑模機(jī)等自動化機(jī)械，以替代人工，提高施工效率，同時提高施工單位的資金使用效率等。

5 結(jié)語

農(nóng)田水利工程防滲渠道施工的核心目標(biāo)在于對滲漏問題的防范與處理，這關(guān)系到農(nóng)田水利工程的整體質(zhì)量與使用效果。筆者為有效提高防滲渠道施工質(zhì)量，提出了一些基于施工經(jīng)驗層面的分析總結(jié)，希望對我國農(nóng)田水利工程建設(shè)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。