浅谈混凝土预制在节水灌溉中的应用

摘 要：通过采用混凝土预制安装进行渠道节水灌溉，可以改善农田耕作质量，提高水的利用率。混凝土预制安装与混凝土现浇形式进行比较有较为明显的优点，更适应黑龙江省农业耕作对工程实施的影响。加强渠道的运行管理是确保项目使用年限及运行效果的关键。

关键词：施工工艺；比较分析；运行管理

渠道输水是我国农田灌溉的主要输水方式。但传统的土渠输水渗漏损失很大，每年渗漏的水量非常惊人。如果采用渠道防渗工程技术，会减少渗漏损失。渠道防渗节水的潜力很大，是应优先考虑的重要技术之一。近几年黑龙江省在节水灌溉工程建设中，渠道防渗形式主要采用铺设复合土工膜结合混凝土预制件防渗。由于混凝土防渗渠道具有良好的防渗效果，一般可减少渗漏损失水量的85%以上，可以提高输水能力，具有减小渠道的断面尺寸和耐久性强的特点，在不同的地形、气候和使用条件的大中小型渠道和农业节水浇灌工程建设中得到了广泛的应用。

黑龙江省农垦红兴隆分局江川农场土地整理按照设计灌溉指标主要对项目区原有废弃土渠防渗改建及新建灌溉支渠、斗渠、农渠，以达到灌溉目标。渠道防渗工程措施除了减少渠道渗漏损失、节省灌溉用水量、更有效地利用水资源外，还有减小渠床糙率系数，加大渠道内水流流速；提高渠道输水能力。防止渠道长草；减少泥沙淤积，节省工程维修费用；降低灌溉成本，提高灌溉效益的作用。

1 项目实施工艺如下

1.1 混凝土预制

渠道混凝土预制块工程量较大，规格尺寸统一，近几年多采用塑料模具利用振动平台振捣进行预制，施工工序为模具喷涂脱模剂、混凝土拌制、入模、振捣、运输、摆放、拆模、养护等。采用塑料模具预制混凝土流水作业方式，成本较低，生产效率高，受季节气温影响较小，产品质量高，尺寸稳定性好，施工作业人员技术水平要求不高。预制过程中，除了按照规范及设计要求施工外，应注重以下要求：（1）对骨料选择上建议使用碎石，尽量避免使用卵石。由于碎石表面不规则，混凝土胶结力好，而卵石表面光滑胶结力差，影响混凝土板的质量。特别是预制板成品后需要运输、安装，采用卵石材料损坏率可以达到5-10%，而采用碎石损坏率不超过2%，节约成本及工期非常明显。（2）做好混凝土制品的养护工作。由于脱模后混凝土强度不高，提高混凝土后期强度洒水养护是关键。不及时养护，会造成混凝土预制件强度达不到设计指标，并且混凝土板后期需要运输及安装摆放，混凝土强度不足，将造成大量的损坏，造成严重的损失。

1.2 渠道土方填筑

渠道使用年限及运行效果，渠道土方填筑的密实度是重要决定因素。渠道土方压实度不足，通水运行后会造成渠道基础失稳，混凝土护砌变形、塌陷，严重时会造成溃渠，造成较大的损失。而由于支渠、斗渠灌溉面积有限断面尺寸设计较小，单侧填筑碾压不利于大型机械设备施工，并且放线整形消耗人工较多，施工成本、进度、质量难以控制。为此在项目实施过程中，采用全断面填筑法，将整体渠道全部填筑分层碾压。确保渠道基础达到设计标准。

1.3 渠道土方开挖

为防止降水等影响渠道开挖后影响，在预制板铺设前一周左右，采用挖掘机安装根据渠道断面尺寸特别定制的“T”型斗顺渠道方向进行开挖。开挖前，对计划施工的渠段利用经纬仪对渠道中线放样。由于渠道开挖为不可逆操作，必须控制开挖中线及高程偏差。对开挖中线撒白灰以利于挖掘机操作手控制开挖位置，并且在开挖过程中使用水准仪不间断进行测量开挖后的渠底、渠顶高程，对不符合设计尺寸的部位采用挖掘机直接找齐，基本符合要求后方可继续前进开挖。随后施工技术人员恢复中线及每12.5m钉渠顶、渠底四个控制桩，按设计断面挂线修坡。如果在秋末冬初进行渠道开挖，人工必须随着挖掘机进行跟踪整形，以免气温降低造成人工修整困难，影响工期和质量。

1.4 混凝土预制块运输

现阶段混凝土预制块多采用素混凝土，抗折性差，运输过程中必须轻拿轻放，避免相互磕碰及随意抛扔，造成预制块的边角损坏甚至出现断板现象不能使用造成浪费。运输车辆选择为农用平底小型车辆，利于人工装卸，沿渠道码放成摞。

1.5 复合土工膜铺设

项目区内设计渠道形式多为配套统一，所以在与厂家订购复合土工膜时直接按照设计宽度进行定做，施工时直接沿渠道进行铺设，以减少复合土工膜接缝。由于复合土工膜是无纺布和塑料薄膜采用热复合的技术进行熔合，复合土工膜沿渠道展开后必须逐一检查，确保复合土工膜中塑料薄膜无破损，影响防渗效果。铺设后的土工膜除顶部可以采用钉木桩的方法固定外，渠道底部严禁钉木桩损坏复合土工膜，人为造成渗漏点。复合土工膜连接主要有三种方式：搭接、粘接、焊接，其中焊接防渗效果最好，逐步在防渗工程广泛采用。先将底层无纺布缝合，利用双缝焊机焊接塑料薄膜，最后将上层无纺布缝合。

1.6 混凝土预制块安装

安装前，现每隔12.5m在渠底铺设样板，用以确定渠底高程及边线，然后挂线放样。安装过程中确保底部砂垫层均匀平整，对局部不平整的部位，起板进行调整，杜绝直接墩板造成混凝土板人为损坏。控制好渠道平整度、板块间距及相对高差，确保铺设后平整、稳定、缝线规则。

1.7 渠道外坡修整、场地清理

施工结束后，将渠道外坡采用机械配合人工进行整形。对超宽的部分挖除平整，对宽度不足填土补齐。使渠道内外线路顺直，美观。将现场内剩余的垫层材料、混凝土板运出施工现场，避免进入农田对农户耕作造成影响。

2 比较分析

采用混凝土预制护砌与现浇护砌相比有诸多优点：（1）黑龙江省土地整理的特殊性在于主体施工期只能在春季4月份和秋季10月中旬至11月末，混凝土预制可以将大部分工期在主体工程实施区域外进行，与农业耕作干扰较小，相对来说更适应土地整理工期安排。（2）为了减少占用耕地，现阶段渠道设计断面坡比均较少，1：1边坡现浇混凝土施工难度较大，不利于振捣，砂垫层也不易铺设，且容易与混凝土结合，施工质量控制难度大。（3）预制混凝土对混凝土厚度控制及检查较直观，而现浇混凝土受施工线路长、人工修坡质量影响大，不易控制，容易出现厚度不一。检查也只能通过钻孔方式进行，较为困难。（4）冻胀变形对混凝土渠道影响较大，现浇混凝土变形破损后维护费用较高，且效果不理想，而混凝土预制安装变形后可以拆除、换填垫层重新安装，维护费用低，且效果较好。

3 加强运行管理

管理养护的任务是：维护衬砌工程的完整，进行合理地运用，发挥并扩大其效益，延长使用年限，保证行水安全。在衬砌渠道投入运用前，应先放小水、后放大水，逐段进行泡水试渠，发现问题及时处理。在试渠过程中，必须严密组织分工，逐段落实巡渠人员加强巡回检查。试水无问题或有问题已作妥善处理，确保安全时，即可开始运用。运用中，加强渠道的巡视管理，避免超出设计标准引水。杜绝由于下游闸门关闭，而上游持续放水，造成渠内水从渠顶外溢，冲刷造成溃渠。在放水前后均应检查衬砌混凝土是否有剥落或裂缝破坏；缝下有无淘刷；基础有无沉陷、冻胀和洞穴隐患；渠槽内有无堆积物；有无冲刷、淤积等。放水期间应检查：水流是否平顺、均匀、有无壅水现象；填方外坡是否有渗水、浸湿等现象。春季冻融交替期，挖方渠道要及时维修衬砌边坡滑塌破坏造成衬砌体失稳现象。对检查发现的严重病害或险工，应及时寻找原因和组织人力进行修补。对于安全输水影响不大的问题，可在每年季节性整修中进行，并详细记载整修处理过程的情况。每年利用渠道停水间隙对渠道进行全面检查和整修。

作者简介：孙凤芹（1977-），女，工程师。