滴灌工程施工工艺、常见问题及措施分析

2021-03-25刘玉庆宋淑梅

乡村科技 2021年32期

刘玉庆辛龙宋淑梅

（呼伦贝尔市水利事业发展中心，内蒙古呼伦贝尔 021000）

近年来，随着农村水利和生态建设进程的不断推进，部分地区大力实施农田水利规划建设项目，新建了大批节水灌溉工程。滴灌技术在各地区得到了成功运用，其灌溉节水效果非常明显，有效提升和保障了农作物产量［1-2］。滴灌工程效益的良好发挥必须严格抓好工程设计、施工方法、运行管理3个方面，其中施工方法是重点内容，做好施工方法及常见施工问题处理对保障工程施工质量具有重要意义。

1 滴灌工程工艺分析

滴灌工程施工主要包括6个环节，分别为施工准备、测量放线、建设首部机房和田间首部保护装置、系统首部和加压泵站安装、管道施工安装及试运行，如图1所示。

图1 滴灌工程施工流程示意图

1.1 施工准备

施工部门应积极参与图纸会审，并结合实地勘测结果提出设计优化建议，确保管网布设的合理性。具体工作内容包括以下4个方面：一是勘测施工区域，查看地区地形地貌、道路等基础情况，查看是否有对工程施工产生影响的山沟或构筑物；二是结合考察内容与设计单位对设计图纸及技术进行交底；三是对入场施工材料进行校验，包括材料质量及管材及其配件的配套性；四是制订施工方案，并按照方案内容组织施工队伍、准备施工材料及工具，同时按照施工技术要求对人员进行培训作业［3-4］。

1.2 测量放线

测量放线主要是根据规划设计方案，确定施工区域边界、主分干管、轮灌小区及各种阀门等位置。施工定位应选用全站仪或水准仪设备进行测量，保证测量放线工作的精准性。将确定的点、线连接组成放线网络，放线过程中可以用木桩和石灰等作为辅助物。陡坡管道铺设应采用倾斜等高线弯道下坡方式。

1.3 管道施工安装

1.3.1 管沟开挖。管道开挖时按照放样轴线和槽底设计进行作业，各桩点之间撒白灰线，保证管沟开挖得顺直，注意管沟开挖深度，保证槽深≥1.2 m，槽宽≥80 cm，槽底宽≥60 cm。清理槽底的杂石，在整平上一步到位。除此之外，开挖的管槽空间务必达到设计的断面尺寸。挖超部分的管槽也需要紧密填平。

1.3.2 管道土方回填。及时处理开挖管沟，避免雨季出现塌方现象。冬季管沟开挖施工应尽可能快速，做到开挖快、安装快、回填快。冬季若不能及时回填土方，则需要将沟底清平，并将回填土进行堆放，以便于下次回填施工作业。冬季回填土方时，管道上方30 cm土用人工回填未冻土，之后再采用机械回填，以防冻块土砸裂管道［5］。管道按照要求成功铺设结束后，需要用沙土在管道下面90°支撑角范围内回填密实，接着使用符合要求的厚土在管道两侧回填土层，回填的高度需要超过管槽开挖面10～15 cm。进行管道试压之前，填土的高度务必超过管槽顶部0.5 m，可在管道接口处20 cm左右留出空间，不进行回填。由于管道铺设结束后需要尽快注水，因此铺设完毕后，首先要在管道里注水，之后再开始大规模回填厚土。若管槽顶部覆盖的土层高度小于75 cm，则不可进行机械填土，防止损伤管道。

1.3.3 管道安装。滴灌系统供水管网主要包括干管和支管，干管主要是将水源输送至灌区农田，其材质可选用聚乙烯管道，也可选用钢管或水泥管，具体可根据工程需要进行确定。支管主要是将水源从干管输送至毛管，其材质一般选用PVC聚乙烯管和PE低密度聚乙烯管。干、支管均需要铺设在冻土层以下，以防管道冻裂或上部机械压坏。滴灌系统管道线路安装主要包括管路敷设、充水试压、回填捣实3个环节。管路主要包括干管、支管、毛管3种，需采用分级安装方法。首先安装干管线路，干管铺设中应充分考虑管道的热胀冷缩情况。如果管道线路过长且采用PVC管，则需要在连接处安装伸缩节头，避免出现管道拉脱、移位的情况。干管铺设安装完毕之后进行支管安装，在支管首部将软管与阀门相连接，可选用承插式或阴阳螺纹连接方式。干管与支管连接一般采用垂直连接方式，具体可根据工作需要进行调整。干、支管定位安装结束后，根据灌区滴灌带的位置，在支管上打设旁通孔。支管安装中应注意，支管间连接宜选用硬塑料直接头，支管打孔时需拉直、扭正，避免出现支管四周均出现孔口的情况。

1.3.4 滴灌带连接。滴灌带所使用管道一般为黑塑料管，管道滴孔间距控制在30 cm，管道长度需根据畦长而定。滴灌带需要与支管连接，其安装施工一般在干、支管供水系统安装完成后进行。将滴灌带提前铺设在垄沟或其他需要滴灌的农作物旁，滴灌带铺设长度应适中，连接处连接稳固可靠，避免昼夜温差导致连接处管道脱落。滴灌带与支管进行垂直安装，结束后进行通水冲洗作业，水流通过打开的滴灌管道末端后，依次安装末端堵头，并测量滴灌首尾端压力差。

1.4 竣工验收

滴灌工程施工结束后，需要相关人员做好检验收尾工作，检查审核工程施工质量、设备使用情况、管道压力程度及滴灌系统是否合理。需要共同参与此项检查工作的人员有施工人员、监理部门、设计部门和投资者，检查无误后由验收方进行签字，制作成文件形式得以保留，为日后需要准备依据。

2 常见问题及措施分析

2.1 管件粘接处漏水

管件粘接是滴灌工程施工的重点内容，工程所选用的PVC管道黏结剂需要与管材相匹配，大口径管材连接需要使用中型或重型黏结剂，小口径可选用普通黏结材料。黏结剂固化过程需要一定的时间，普通的黏结剂一般不能在低温环境下（气温低于5℃）使用。因此，低温环境下建设滴灌工程时，需要在预先固定高温环境场所进行黏结，黏结好之后再进行施工作业。管道承接口涂抹完黏结剂之后，应及时进行承插作业，并适当转动管端，保证黏结剂均匀填满缝隙。选择管材、管件及黏结剂时，应尽可能选择符合地区施工条件、同一生产厂家的产品。被连接的管道接口应提前用清洁剂进行清洁，承插口轴线应对直重合，承插深度控制在1.0～1.5倍管外径。除做好上述内容之外，还应对以下几处漏水进行预防及处理。

第一，支管孔眼处漏水预防措施。支管连接之前，应首先将孔眼处的钻渣进行清理，并在其上安装止水橡胶圈，确保管材与橡胶圈接触紧密。

第二，旁通管套处漏水预防措施。如果工程选用的滴灌管管壁较厚，则需要将管道进行预热之后再与旁通连接。如果选用的是薄壁滴灌管材，则需要将连接环扣拉紧，保证连接处管道铺设平顺。

第三，出地管漏水处理措施。对于出地管漏水之处，需要将出地管周围管土挖除，卸掉并更换已损坏的出地管，并在接口处加缠生胶带，用工具将管口拧紧即可。

第四，地埋干管漏水处理。首先沿漏水处两侧管线各挖15 m左右，充分漏出管道，裁截漏水管段。新管道安装中首先在管道一端安装短扩，并将其抬升至一定高度，再将另一端承插进短扩里，最后将接好的管道平放进沟槽中［6-7］。

2.2 PVC管运输注意事项

管子转运汽车应按照要求进行装载，不得将管子转载过高和过多，以免下部管子被压坏变形。管子装卸过程中应严格保护管子安全，尽可能做到轻拿轻放，避免管道受外力影响而产生内部结构损伤，进而降低管子承载能力和使用寿命。进入施工场地的管子应进行严格质量检查，尤其是车厢两边的PVC管，其容易在运输过程中出现摩擦和碰撞损坏。例如，在冬季低温环境下进行施工作业，还需要对管材进行状态调整，以免施工中管子出现低温脆裂的情况。

2.3 试运行注意事项

工程建设完成之后，需要对滴灌系统进行试运行，相关人员还要对试运行情况进行记录，包括田间首部情况、农田滴头滴水情况等。按照灌溉规划设计的轮灌方式，逐级打开管道各级管道冲洗阀和放空阀进行冲洗，管道末端流出清水后停止。埋地管道也需要进行试运行检验，充水试验中如果发现管道出现破裂、漏水等情况，应及时处理。山区滴灌工程试运行过程中，由于地势存在落差，需要分段进行管道试压，按照轮灌区组和高程差合理设置分段试压区段。试水中应按照轮灌设计方案，逐级开启阀门进行滴水试验，过程应做到缓慢控制，不得骤开骤关。一个轮灌组试水结束后，先打开下一个轮灌组，再关闭上一轮灌组。

2.4 管系统各部分堵塞问题

2.4.1 首部过滤器堵塞。常用的灌溉水源是井水，井水中含有较少的有机物和较多的固体颗粒，如沙子。过滤净水的过滤器，在运行一段时间后容易被这些固体颗粒堵塞。为了避免此类问题发生，必须定时或定压差（压差过大应冲洗）采用自动或手动机械的方式反冲洗。若反冲洗达不到理想效果，则需考虑采用添加化学剂进行化学处理的方式处理井水中高浓度的铁、锰和无机盐。

2.4.2 管道堵塞。保持管道系统的清洁，离不开定期定时对管道系统的有效冲洗，冲洗频率与使用的水质呈反比。在整个滴灌系统中，定期对主干管和分干管进行冲洗，保持清洁，可以避免污物颗粒进入支管和滴灌带。管道末端是由支管和滴灌带组成的，在水的流速低和水质较差的双重影响下，极易在管道产生沉淀，阻塞管道，污物颗粒容易聚集在管道的末端，滞留在管中的水也为一些微生物提供温床进行发育繁衍环境，加重了管道的阻塞程度。综上所述，在对支管和滴灌带的冲洗上需要更下功夫。

第一，干管冲洗。冲洗前需要关闭所有下一级管道阀门，并打开干管的排水阀门，冲洗30 min左右，逐渐降低流量，直到流出清水为止。冲洗合格后关闭干管所有首端。第二，支管冲洗。与干管不同的是需要同时打开10个左右支管末端，冲洗已打开的管道10 min左右，当清水流出时，即冲洗达标，可以关闭支管首端。第三，滴灌带冲洗。冲洗前首先检查支管入口压力，之后采取随机抽样的方式，抽取数条滴灌带，检测其入口压力和末端压力，频率为每日3次，检测方式为使用量筒随机抽查一些滴头的流水量。一次性保持10个左右的滴灌带末端呈打开状态，已打开的滴灌带以冲洗30 s左右为宜，清水流出时说明冲洗合格，这时可以关闭滴灌带的首端。另一种冲洗方式是在滴灌带末端安装自动冲洗阀，对滴灌带进行冲洗，冲洗停止时滴灌带内累计的污物颗粒可被排出。

2.4.3 滴灌系统化学清洗。利用弱酸溶解滴灌系统中长期积累的污染颗粒堵塞物是化学清洗的目的。在灌溉期末尾时期或其他任何阶段，运用化学处理（弱酸）清洗滴灌系统非常重要。弱酸的注入方式为使用耐酸的施肥泵朝滴灌系统管道中注酸。整个注酸步骤如下：首先，计算好施肥泵的流量和所需酸的量；其次，每次注酸的持续时间控制在10～15 min，所需酸量等于l/5倍的酸流量；最后，化学清洗溶解堵塞物后，再用清水对滴灌系统冲洗30 min以上，把溶解物及遗留的酸冲洗干净。

3 运行管理对策

3.1 管网运行管理

①每次工作前先务必进行冲洗。在滴灌使用过程中，系统地检查水质情况，根据水质情况灵活调整冲洗时间和冲洗方式。②密切观察管网是否有漏水情况，一旦发现，立刻处理。③灌水要按照要求的顺序执行。每次开启一个轮灌组，这个轮灌组结束后，先开启下一个轮灌组，再关闭这个轮灌组，严禁先关后开。④灌溉季节结束后，应对损坏的地埋管进行维修和清洗，保持地埋管清洁。⑤滴灌系统运行时，必须严格控制压力，应将滴灌系统运行压力控制在设计压力下，以保证滴灌系统的安全有效。⑥系统首次运行时，首先要调节压力。通过调整球阀的开启度，保持滴灌系统各支管进口的压力大致相等。薄壁毛管压力可维持在0.1 MPa左右。调试完后，在球阀调压的相应位置做好标记，以保证日后的使用中压力还能维持在这一水平。⑦健全完善培训制度，注重人才培养和素质提高，避免相关人士损害滴灌系统。

3.2 首部枢纽运行管理

①应严格按照操作指南和要求使用水泵。②每次工作前都要冲洗过滤器，防止固体颗粒污物阻塞。③运行工程中如果过滤器进出口压力差大于正常压差的25%～30%，要对过滤器进行反向冲洗或清洗。④过滤器应按照设计流量与压力进行操作，避免超压、超流量运行。⑤每次使用完毕后，要对过滤器进行冲洗，避免阻塞。⑥系统运行过程前、中、后都要认真观察，并做好相应记录。