农田水利工程施工中渗水原因及防渗技术探讨

2024-07-09孙健婷

大众科学 2024年5期

孙健婷

摘要：深入探讨了农田水利工程发生渗水现象的根本原因，并采取针对性的防水措施，如修建防渗墙、渠道灌浆、射水成墙、沥青防渗等。此外，在具体施工过程中应重视施工人员培训，完善工程计划，加大温度控制，严格把控工程质量，以此来提升工程施工的防渗效果，确保农田水利工程的持久性和稳定性。基于此，以实际工程为例，重点分析其施工过程中的渗水原因，并提出相应的防渗技术，以供参考。

关键词：农田水利工程施工渗水防渗技术

中图分类号： S27文献标识码： A文章编号： 1679-3567（2024）05-0064-03

Discussion on Seepage Causes and Anti-Seepage Technology in the Construction of Water Conservancy and Irrigation Engineering

SUN Jianting

Shouguang Bureau of Water Resources， Weifang， Shandong Province， 262700 China

Abstract： This paper deeply discusses the root cause of water seepage in water conservancy and irrigation engineering， and takes targeted anti-seepage measures such as constructing anti-seepage walls， grouting channels， jetting water into walls and preventing seepage by asphalt. In addition， in the specific construction process， it is necessary to pay attention to training construction personnel， improving project plans， increasing temperature control and strictly controlling project quality， in order to improve the anti-seepage effect of the construction of the project， and ensure the durability and stability of water conservancy and irrigation projects. Based on this， this paper takes an actual project as an example， focuses on analyzing seepage causes in its construction process， and puts forward corresponding anti-seepage technology， for reference.

Key Words： Water conservancy and irrigation； Engineering construction； Water seepage； Anti-seepage technology

农田水利工程是我国基础设施建设的重要组成部分，对保障国家粮食安全和推动农业现代化发展起着至关重要的作用。现阶段，在农田水利施工过程中，渗水问题是普遍存在的难题。因此，施工人员需要采取相应的技术措施，加强对渗漏现象的预防和处理。此外，还需完善施工内容，不断研究和探索防渗技术，以促进农田水利工程施工的顺利开展，为农业生产提供可靠的保障。

1 农田水利工程概述

1.1 施工特点

农田水利工程的建设工作涉及面十分广泛，影响因素众多，质量标准严格。其施工特点如下：（1）农田水利工程涉及生活用水、建设用材、交通输送、投资金额、施工期限等多个方面，需要精细考虑和全面规划；（2）农田水利工程受到许多因素的影响，包括水文情况、地质结构、环境气候和农业浇灌等，需要对这些因素进行深入分析，应用科学方案，合理规划工程作业；（3）农田水利工程资金消耗量大、工程期限长，对其质量的要求也相应较高。为了满足要求，需要对工程技术进行深入了解和熟练掌握，以提高水利工程的建设质量[1]。

1.2 防渗技术概述

防渗技术是指能够防范渗水问题的、合理高效的工艺技术。农田水利工程与民众的生活息息相关，为了达到较高的防渗效果，需要在工程建设过程中采取有效的防渗工艺，并在施工前做好充分的准备工作。另外，在整个施工过程中，还应该重视对渗漏情况的监测，依据数据分析出引起渗漏的原因，并及时制订切实可行的处理方案。只有这样，才能确保农田水利工程的质量和稳定运行，为人们的生活带来福祉。

2 案例分析

2.1 工程概况

山东省菏泽市苏阁引黄灌区属于华北平原的一部分，是黄河中各种冲积物与湖泊中的冲积物所形成，呈现出西南地区高、东北地区低的地势，占地总面积约413.4 km2，目前灌溉总面积约0.79万 hm2，灌溉区于1967年建成，并在1983年进行扩建，扩建以后引黄流量从原来的15 m3/s提升为50 m3/s。由于该灌区的渠道以土渠为主，渠道内的淤积、岸坡坍塌、渗水以及漏水现象等都十分严重，灌溉水无法得到有效利用，损失率巨大。此外，该渠道也缺乏完整的配套建筑物，多年的运营下，建筑物老化现象十分严重，大部分建筑物都处于报废或临报废状态，无法发挥作用。该灌区主要从地表水、地下水和黄河水获取丰富的水资源。

2.2 渗漏原因分析

2.2.1 工程结构改变

农田水利工程施工环节中，每个阶段都离不开严格的技术把控，以确保各阶段在竣工时能无缝衔接。在农地修复项目中，需对施工使用的建筑材料进行分析，如果发现建筑材料不达标，无法满足预计要求，那么所有的农地都将受到影响。一旦农田水利工程的结构与原施工计划发生偏离，将直接影响项目的质量，并可能导致泄漏等问题出现。

2.2.2 变形缝

为了防止外界因素对工程质量的影响，工程技术人员一般会提前预留混凝土涨缩空间，这个空间被称为变形缝，然而，由于变形缝的存在使该部位的混凝土结构相对薄弱，无法有效地防止渗透问题的发生。

2.2.3 工程扩建

一些农田水利工程在投运前，需要针对现实环境需求进行扩建。然而，由于工程技术人员水平存在较大差异，可能存在对原有工程的结构细节不明确等问题，从而导致改建施工时出现渗水问题。此外，由于扩建工程数量不断增多，混凝土承受的负荷压力也随之增加，长此以往就可能导致变形和渗漏水等问题的发生[2]。

3 防渗技术要点

3.1 选择合适的防水灌浆材料

对于灌溉渠道而言，防渗材料是其防渗施工中的重要一环。该灌区工程中所采用的防渗材料种类比较单一，针对此问题，需结合工程实际情况对防渗材料进行优化选择。现阶段，我国在农田水利工程方面采用的防渗材料主要有水泥材料、砖石材料、混凝土材料、土料、沥青混凝土材料以及新型薄膜材料等。在农田水利工程防渗施工中，一般选择具有环保特性的防渗材料。这种材料耐腐蚀性能、耐高温性能、耐磨损性能等比较好，且对环境没有污染，能够重复利用，常用于地下防渗墙的施工中。常用的环保型材料有以下几种。

（1）高分子形式的复合材料。此环保型材料是高分子材料结合无机材料形成，不仅强度比较高、耐腐蚀性好，而且抗渗透性能强，适合各种土质结构[3]。

（2）水泥基封堵环保材料。此材料属于混合型材料，其原材料包括水泥、石灰、石头、砂子以及纤维等，主要用于地下防渗墙部分的施工，具有很好的防漏效果和环保特性。

（3）多元共聚物防渗环保材料。此材料是通过聚合物材料和无机材料进行复合而成，黏结力强、耐腐蚀性高，适用于较大的温度范围和湿度范围。

（4）沥青防渗环保材料。沥青材料被广泛应用于农田水利工程中，不仅耐候性能好、耐老化性能高，而且防渗效果好。在沥青施工过程中，必须注意结合施工场地的实际情况合理设计配比，严格遵循施工步骤，以期获得最佳的防渗效果，具体如下：

第一步，做好表面清除工作，如渠道底部的杂草；

第二步，融化沥青，选择专用工具进行喷洒，形成沥青薄膜；

第三步，沥青铺设，待沥青薄膜稳定后方可铺设。

农田水工程地面防渗施工常采取的方式是在其土壤表面部分覆盖一层防渗材料，使地下水无法渗透其表面，以此实现防渗目的。目前地面部分的防渗措施主要有环保型覆膜防渗方式和植被覆盖防渗方式两种。其中，环保型覆膜材料比传统覆膜材料抗老化性能、抗紫外线性能、防寒保温性能等都要好，对提升土壤保水性、改善农田环境等方面具有很好的促进作用。植被覆盖防渗措施属于自然防渗方式，可以有效改善农田的土壤环境，防止水分流失，且操作简单、成本较低，是农田水利工程中值得推广的一种环保型防渗措施。

3.2 防渗工艺优化

对于农田水利工程而言，不仅要注重防渗材料的质量和适用性，还应该积极引入新的防渗工艺，以提升整个工程的防渗效果。灌浆技术是其中最为常见的一种防渗技术，主要是通过打管灌浆的方式将防水效果极佳的材料注入工程地下结构，提升渠道防渗能力，增强其结构强度，进而达到防渗的目的。此技术主要利用防渗墙工艺，结合施工周围环境、现场地质情况、水文情况等特征设计灌浆孔洞和孔洞数量。为充分发挥浆料的防渗作用，可采取以下几种防渗墙技术。

3.2.1 射水技术

射水防渗墙技术主要是通过打孔器锁产生的高压水流分割土方，然后重建防渗墙和槽壁，确保其表面光滑，再用黄土泥浆等材料涂抹，最后形成槽孔，此时再将混凝土注入其中，便完成了整个防渗墙的施工。在整个施工中所涉及的设备较多，因此必须确保设备质量，以防因设备质量问题而影响施工质量。通常情况下，射水防渗墙约45 cm厚、30 cm深，具有很好的防渗效果。

3.2.2 多头深层搅拌技术

对于农田水利工程而言，多头深层搅拌技术经常被应用于防渗墙施工之中，即通过多头搅拌机增加泥沙浆材料和土体部分的结合度，形成坚固的水泥柱，然后采取搭接等工艺形成一道水泥防渗墙。由于水泥砂浆经过凝固以后具备很好的防渗漏作用，因此被广泛应用于农田水利工程[4]。

3.2.3 薄型抓斗技术

将薄型抓斗技术应用于防渗墙施工中主要是通过是薄型抓斗设备打孔，再将水泥砂浆涂抹于孔壁，然后再灌注混凝土砂浆，最后形成防渗墙。对于沙石土块含量比较多的区域多采用薄型抓斗防渗墙技术，不仅可以使结构更加稳定，还可以有效防止缝隙渗水。然而灌浆防渗的方式虽然效果好、施工时间短、用料少，但成本相对较高，且操作比较困难。因此，在实际施工过程中，施工人员应结合工程实际，在选择材料时做出适当调整，以获取最佳的防渗效果。

3.3 施工方案设计优化

施工质量会对工程的防渗能力产生直接影响，因此在实际施工过程中必须做好防渗处理，针对不同的施工环节制订相应的施工方案，并对方案进行优化，以提升工程的防渗能力。

3.3.1 提升温度控制能力

在实际施工时，必须重点关注施工中的关键问题，严格遵循施工标准开展各个环节的施工作业，加强不同阶段的检验力度。例如：温度会对防渗技术的应用产生较大的影响，在使用混凝土材料时，必须注重温度的控制。温度变化会影响混凝土材料的融合效果，施工过程中易产生裂缝，引发渗水问题，对整个施工质量造成严重的影响。所以在混凝土浇筑施工时，可利用冷水控制浇筑温度，尽量降低其厚度。

3.3.2 加强地面施工质量管控

在农田水利工程中，不仅要做好地下防渗处理，还必须对地面施工进行严格把控。施工人员应选择合适的防水材料、采取有效的防水措施来保护施工表面质量。在选择地面防渗水材料时，应控制好材料质量，对建筑物的表面部分应进行彻底的清洁，以防止表面残渣影响整个工程的防渗效果。

3.3.3 完善工程内容

在具体施工过程中，施工人员应根据现场实际需求，对施工内容进行不断的改进和完善，加强防渗技术应用的实效性，针对不同地区的实际情况采取不同的防渗施工技术。此外，在正式施工开始前，需对现场环境以及该区域的地质结构进行全面勘察，预判其中可能包含的各种施工风险，做好相应的防范措施。

3.3.4 封堵洞穴

施工中需认真检查每一处裂缝，避免在施工过程中出现渗漏现象，对施工进度造成阻碍[5]。对于孔洞现象、裂缝现象等，需进行有效封堵。