水利工程施工中渠道防渗技术分析
2022-02-14王宏伟程瀛江苏省水利信息中心江苏南京210029
文/王宏伟、程瀛 江苏省水利信息中心 江苏南京 210029
引言:
近年来,我国水利工程建设随着经济发展的不断深入已然进入到了全新层面,并且越来越受人们的高度重视。为科学合理使用水资源,进一步提升水利渠道施工中的水利用系数,充分发挥水利渠道施工中防渗漏技术作用至关重要。在施工过程中,将具体的设计思路、设计流程与施工技术紧密的结合在一起,是减少渗漏损失,提高防渗漏施工质量的重要措施。
1、水利渠道施工中的渗透因素
1.1 冻胀因素
水利渠道发生质量问题的因素之一是冻胀应力在工程上分布不均衡,这样就导致渠道表面的混凝土结构发生变形,从而出现渗漏,在进入秋冬季节后这种现象普遍存在。由于秋冬季节渠道内输水供应停止,混凝土层下的积水就处于饱和状态,当天气气温骤降后,混凝土层下的积水发生状态变化,间接抬高了混凝土层的位置;春夏季节气温回升,输水供应恢复正常,冰冻层融化,混凝土层位置又会下沉,这样就会出现混凝土断层的问题,从而影响到水利渠道的整体结构。气温带来的问题还有一个,就是冷空气降临时土壤冻结,增强了其承载能力,等到气温回升,承载能力发生反弹,便会致使水利渠道的地基发生变形。此外,混凝土板块的衬砌结构板也会受到损坏,这样就会导致渠道发生渗漏。
1.2 地下水反渗
造成水利渠道地下水水位上升的原因有很多,比如长时间降雨和农田灌溉都会使土壤水分饱和,造成地下水位上升。不过农田灌溉结束后,地下水位就会下降,导致水压发生变化,一方水压过大就会向另一侧挤压,造成土壤中的水向渠道下反渗,这样一来水利渠道的混凝土板块就会在水压作用下发生位移导致撕裂,发生渠道渗漏现象。
1.3 施工技术和材料的影响
对于水利工程项目的施工建设阶段来说,施工材料、施工工艺流程以及施工技术对其整体建设质量都有着决定性影响,而要想更好地预防水利渠道施工中水资源渗漏问题的出现,施工中就应严格把控材料整体质量并科学合理地运用各类施工技术,随着我国科学技术水平的不断提升,在水利施工建设领域中也出现了很多新材料和新技术,而施工单位为了追求尽可能多的经济效益就会尽可能地节约成本,也不愿意再投入成本应用新技术并采购新设备,他们在施工时也往往不会选择质量最佳的原材料,而是选用质量标准不高的材料,如果稍有处理不当,对这些材料的性能没有进行严格地试验和检测,在后续施工中就会出现更严重的质量问题。可见,从整体的角度看待水利渠道项目的施工过程,如果其所推行的施工标准缺乏严谨性和规范性,施工中就很容易出现渗漏问题。
1.4 耐久度下降的不利影响
水利渠道工程施工建设过程中易出现水资源渗透问题的另一个重要诱发因素便是耐久度不符合要求,对项目的技术人员以及一线施工人员来说,他们在设计项目和建设项目时都应充分认识到水利工程具备良好耐久度的重要意义,并采取有效策略,尽可能提升其耐久度。水利工程项目的建设过程会涉及到众多因素,并且其复杂程度很高,而其建设规模通常都较大,在水流不断冲刷作用下水利渠道内部的混凝土结构就会慢慢受到影响,并会逐步侵蚀项目施工中使用到的各类材料,致使材料逐步失去原有性能,虽然现阶段已经有很多同类型的项目注意到了此类问题,在项目施工阶段也加大了成本投入并选用了耐腐蚀性能更佳的施工材料,但仍没有取得理想效果。
2、水利工程施工中渠道防渗施工优化
2.1 提高施工人员的技术水平
作为建设水利工程防渗渠道的施工人员,他们必须具有较强的专业技术水平和完善的专业知识,以便于更好的应对施工过程中发生的问题,进而保障水利工程防渗渠道施工质量的安全。因此,需要做好日常培训工作,并设置考核体系,最大程度上提高施工人员的专业水平和能力,并实时将新技术、新手段传授给施工人员,将所学的知识发挥充分的作用,更好的发展水利工程的建设。同时,充分发挥激励制度,让施工人员有自主学习的意识,使他们根据自己情况针对性的学习,这样有利于更好的提高施工人员的能力,提高水利工程防渗渠道施工质量。
2.2 施工材料管理
在选择砌筑渠道材料时,需要由专门的工程采购员挑选性价比高、操作简单方便、质量及抗老化能力较好的材料。当施工材料送达现场后,需要对材料进行重重检测,例如材料的韧性、硬度等,经过检测后挑选出各项性能指标达到施工要求的砌筑材料和防渗材料,一定要禁止使用未通过检测的材料,避免因材料不合格造成渠道砌体断裂或渗水。在施工现场管理工作中,应保证材料的骨料粒径≤18mm,这样可以提高渠道结构体系的稳定性。在混凝土配置过程中,必须严格按照设计规范控制配合比,并结合当时施工现场的温度调节水灰比。
3、水利工程施工渠道管理优化
3.1 建立健全水利渠道的养护和管理制度
水利渠道的正常运行离不开完善的养护和管理制度的支持,因此在实际工作中,应立足于水利渠道工程的实际情况,并与工程生命周期的整体需求相结合,制定更具针对性的养护和管理制度,确保制度落实到位,为工程的正常运行打下坚实的基础。同时还要聘请专业技术人员对技术和方案的制定实施监督,确保各项方案与国家相关标准相符,进一步对维护和管理工作细则进行规范,明确不同岗位的权责,确保水利渠道工程维护和管理工作的效率和质量。另外,为了确保制度的有效落实和执行,还应建立相应的奖惩机制,确保制度能够发挥应有的效果。
3.2 健全检查和维护机制
施工单位要根据相关制度制定合理的施工管理计划,确保工程的顺利完成。施工单位在施工前要按照施工环境和负荷状况等采购工程材料,对工程材料的质量严格把关,禁止使用劣质材料。施工巡查时,剖析各种问题并及时提出解决方案,定期检查、维护。施工单位在验收时,要弄清楚管道的使用情况、通畅程度、用水量等情况,然后根据这些数据进行评估,确保工程质量达标。在后续的养护管理过程中,相关人员要明确日常管理的各种需求,明确养护管理工作的重要性,根据工程运行情况及时调整养护计划,加强防治。同时,相关人员应明确养护管理的周期,按时完成养护任务,提高养护质量,预防风险。在日常工作中落实管理责任。在对管理人员进行考核时,要根据平时的工作任务进行评审,对工作认真的人员进行奖励,对工作敷衍的人员进行惩罚,以此激发个岗位人员的工作积极性。需要注意的是,如果是设备本身出现问题,不能对工作人员进行惩罚。因此,工作人员在平时的养护管理中,及时对一些老旧的设备进行维修或者淘汰,并定期对其进行检测,保证工程效益的发挥。
3.3 筹集充足的资金
施工单位要抢抓时机,积极申请财政项目修复受损工程。在施工过程中既要注重新技术、新材料的应用,要综合考虑各种施工方法,加强渠道自身的防渗、抗冻性,既节约成本,又降低投资。充足的资金是工程建设和运行的基础。一些地区经济不发达,地方政府可拨付资金较少,融资渠道单一。因此,相关部门应与地方银行、企业进行项目合作,扩大融资规模。在建设中相关部门选用可循环使用特性的材料,与传统材料相比,这类材料在性价比上更高,同时可以重复使用,减少成本支出。
3.4 应用先进的技术和设备
水利工程渠道使用十分频繁,这也增加了其破损的概率,因此渠道维护和管理工作具有极为重要的意义。在当前科学技术快速发展的新形势下,一些先进技术和设备在渠道维护和管理工作中进行应用,有效地促进了渠道维护和管理工作效率和质量的提高,进一步增强了渠道工程的使用性能。如对于渠道坝体支护的损坏,可以采用防御性的新型维护管理技术,可以保证渠道良好的运行状态,而且对人员技术水平要求不高。
3.5 提高水利渠道管理人员的综合素质
在水利工程渠道管理工作中,管理人员的综合素质直接关系到管理工作的质量。由于水利工程渠道日常维护和管理都需要由管理人员完成,但当前大部分水利渠道工程管理工作中都存在管理人员专业技能和素质不足的问题,这就需要积极采取有效措施来提高水利渠道管理人员的综合素质。在具体工作中,宜开展相应的培训和教育活动,提升管理人员的专业技能,也可以邀请一些高水平专家,促进管理人员综合素质的提高。并通过制定合理的奖惩制度,针对实际工作中成绩突出的人员给予奖励,以此来调动管理人员工作的积极性。另外,还要定期对管理人员进行考核,对于考核不合格的人员不允许上岗工作。应全面提高水利渠道管理人员的综合素质,使其满足渠道日常管理工作需求,确保水利渠道工程维护和管理工作成效,为水利渠道工程的稳定运营打下良好的基础。
4、水利工程施工中渠道防渗技术
4.1 土料防渗
在水利工程施工期间应该将土料作为主要的使用材料,由于土料的特点,不但可以降低工程的成本,还能够就地取材。但是土料工程有着稳定性不足的问题,主要是因为在工程中容易受冻融因素的影响,从而影响了土料工程的稳定性和防水性。为了解决这个问题,工作人员在准备阶段中,需要在土料中加入其他的添加剂,从而提高涂料的牢固性和防渗性能。当下,相关施工标准已经对土料混合的配置比例进行了明确规定。第一,充分碾碎土料,确保土料的密实性特点;第二,在土料的混合期间,工作人员应当对其进行严格的管控,并且严格控制其放置顺序,首先进行干拌工序,对土料进行均匀的混合,同时加入各种添加剂,然后再进行水搅拌工序;第三,在施工期间遇到防渗层具有较大厚度时,应当使用分层施工技术,并且遵循先坡后底的施工原则;第四,在防渗工作结束时,应当对工程进行维护和检修,同时减少外界因素对土料性能的干扰。
4.2 混凝土防渗技术
密实度高是混凝土防渗技术特点之一,这个特点能够满足周期长的要求,还能够增加其使用寿命,但是这个技术难以解决的问题,就是混凝土的内外部经常出现温度差,是由于施工环境的温度和湿度对其产生的影响,这种温度差将会使得工程渠道出现裂缝,严重影响工程项目的安全性。除此之外,施工技术还会影响混凝土的紧实性,因此应当加强对施工工艺方面的管控,制定科学合理的措施。在施工阶段,首先,为了降低在搅拌泵送及振捣施工过程中出现的大量热能的影响,工作人员应当及时对混凝土进行检查,并且降低混凝土内部的温度,避免温差的出现,预防渠道出现裂痕。例如在进行搅拌时,为了减少泌水,满足混凝土强度的要求,可以使用裹沙法,先对水泥砂料和水进行混合,再加入石料进行搅拌。其次,为了降低裂缝出现的概率,工作人员可以利用优化施工工序的方法进行施工,例如,混凝土在凝固的同时可以对下层进行浇筑工作,这样不仅能够提高混凝土的黏合度和牢固性,还可以避免裂缝出现。最后,在混凝土中添加粉煤灰可以增加其抗裂性能。在冬季进行建设工程施工时,应当制定合理的保暖措施,降低施工裂缝出现的概率。在防渗施工技术中,混凝土防渗技术是防渗技术中效果最好的技术,也是运用最广泛的,其具有管理方便、施工操作简单等优势。只有不断优化施工技术,提高施工质量,降低施工裂缝出现的概率,才能够促进混凝土防渗技术的发展。
4.3 砌石防渗漏施工方法
砌石防渗相关技术通常是使用砌卵石、干砌石块以及浆砌石块等原材料对于相应渠道的表面进行有效地加固操作,大幅度提升渠道工程的稳定性以及防渗漏能力。此方法最显著的优势是就地取材的方便性,这样能够节约大量的材料采购成本。并且此类砌石防渗相关技术的抗冲击与抗冻能力也比较理想,此方法适用于各种复杂条件,节水效果显著。砌石工序完成之后使用内衬的水泥混凝土进行抹面,能显著提升渠道工程的耐久程度及稳定性。不过通过工程实践的状况,砌石防渗相关技术依旧有一定程度的局限性存在。在其实际应用中,砌石部位由于其厚度相对比较大、材料用量大,无法使用大型工程机械。对于劳动力成本较高的情况或者现场可以使用的石材量不足的情况,此类技术的实际应用效果将会大打折扣,很难有效降低施工成本。此外,薄膜和沥青等新型防渗材料具有变形强、流程简便、耐久性指标优良等特点,已经被大量投入到渠道工程的防渗施工中。
4.4 水泥混凝土防渗漏施工方法
水泥混凝土材料属于一类工程建设中的常用原材料,此类原材料为主的施工作业模式通常应用最为广泛,在项目施工的实际操作时,大体上能够分为3 种模式。第一类是现场浇筑的模式,第二类是采用预制块的模式,第三类是采用喷射混凝土的模式。上述这3 类不同的作业方式,需要现场施工人员依据工程项目的实际情况以及施工要求来进行合理的选取。3 种模式具有各自的优点以及缺陷,所以现场施工人员必须小心谨慎地进行挑选。
4.5 沥青材料防渗施工技术
以沥青材料进行防渗施工时,施工前可选择埋藏式沥青膜施工方式对渠道进行平整处置,清除渠道内及周围的杂草。热沥青需进行人工或机械洒水作业,使其表面形成水膜,从而避免沥青老化,保持其性能。对沥青进行保护时,可选用素土,以避免外界原因和机械破坏影响沥青性能,导致破损问题。选用沥青混凝土材料进行防渗施工时,沥青加热后要进行混合搅拌,把沥青中的砾石、碎石等材料进行充分混合,提高其防渗漏性能。防渗施工时,为了充分发挥沥青的稳定性、耐久性,基础厚度要根据工程具体情况确定。若采取沥青席材料施工,可在沥青中加入苇席、油毡,制作成沥青卷,进行搭接式铺设,如果在搭接中存在对接缝隙,需用热沥青进行粘结,形成沥青层,保证防渗效果。
4.6 膜料防渗施工技术
以铺贴塑料膜进行渠道防渗施工,是农田水利工程建设的常见措施。与混凝土、土料等防渗技术相比,膜料防渗技术所选用的膜料主要由塑料材料制成,常应用于北方寒冷地区。膜料材料防水性能好,具有一定的抗腐蚀能力,且施工操作简单,运输与管理难度低,在较艰难的施工环境下都能快速施工。其缺点为易损耗,稳定性较低。施工单位在进行膜料防渗施工时,要仔细检查施工膜料,确保膜料完整且无任何质量问题。由于防渗膜极易破损,运输管理环节需采取科学合理的措施确保防渗膜处于完好状态。若发生问题,可用粘补方式修补。
4.7 基础施工中防渗漏技术
在施工之前,要做好地质勘察、环境的实地调查等,以施工前的地质调查和环境分析为主,结合具体的防渗漏施工技术规范,制定切实有效的施工技术方案。例如:定量化的测量水利渠道工程的实际位置,明确其走向,以减少测量误差。实地测量中,中心桩的位置要位于水利渠道转弯位置处的50cm 间隔距离上。水利渠道浇筑方法一般为原浆式,渠道施工结束后,要及时清洗整个渠道,待混凝土凝固后及时拆模,并做好施工养护作业,对渠道内部洒水,避免混凝土结构开裂的现象发生。
结语:
水利渠道建设工程与我国农业经济的发展息息相关。由于社会经济水平的迅速提高,传统的水利施工技术已经无法满足当前对水利工程的要求,而且相关部门提高了对水利渠道质量的要求,因此相关建设部门不仅要保证工程的质量,还要注意工程后期出现的渗漏问题。在施工时,施工人员应当结合实际情况,有效应用防渗材料和防渗技术,提高水利渠道的社会效益和经济效益,保障我国农业发展的灌溉基础和物质基础。