謝曉勇 新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局
作為我國農(nóng)業(yè)灌溉水利工程的基礎(chǔ)工程類型之一,防滲灌溉渠道建設(shè)技術(shù)應(yīng)用至關(guān)重要,能減少農(nóng)業(yè)灌溉過程中水資源在渠道輸水中的滲漏損失,灌溉渠道防滲措施不僅能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)水利用水節(jié)約化,同時能夠?qū)喔惹雷陨淼慕ㄔO(shè)提供有力幫助。渠道防滲技術(shù)的不斷應(yīng)用能夠降低渠道建設(shè)過程中成本及后期維修資金,在農(nóng)業(yè)灌溉渠道工程建設(shè)中的地位及優(yōu)勢凸顯。
作為農(nóng)業(yè)大國,渠道灌溉水利工程建設(shè)至關(guān)重要,但是從農(nóng)業(yè)用水量上看,我國可供農(nóng)業(yè)用水量呈現(xiàn)逐年降低的變化趨勢,水資源相對匱乏,人均水資源占有量明顯低于世界平均水平,而我國農(nóng)業(yè)用水占全國用水量的70%以上,而這70%的用水量基本都用作農(nóng)作物的灌溉。從我國水利工程灌溉渠道建設(shè)總長度上進(jìn)行統(tǒng)計分析,選擇使用渠道防滲施工技術(shù)開展的灌溉渠道總里程不足1/5,這導(dǎo)致大量水資源呈現(xiàn)流失狀態(tài)。相關(guān)研究統(tǒng)計表明,每年由于灌溉運輸過程損失的水資源量占據(jù)我國農(nóng)業(yè)用水總量的40%以上,由此可推斷出,我國農(nóng)業(yè)灌溉中用水資源的浪費程度相對較大,即農(nóng)業(yè)灌溉用水浪費相對嚴(yán)重。從防滲漏渠道灌溉技術(shù)應(yīng)用的效果上分析,滲漏損失可減少80%以上,并且從年水量的統(tǒng)計上分析,可達(dá)到千億立方米,這表明節(jié)水效果相對明顯,并且在灌溉渠道的防滲技術(shù)實施的過程中,節(jié)水效果具有較大的潛力。從我國農(nóng)業(yè)總體灌溉渠道防滲技術(shù)的應(yīng)用中看,在農(nóng)業(yè)用水量的使用上,利用防滲漏技術(shù)不僅能夠擴大灌溉面積,同時能夠有效的提升農(nóng)業(yè)水資源的利用效率。同時,防滲技術(shù)的有效實施,不僅能夠提高灌溉渠道輸水能力,同時能夠提高渠道床體結(jié)構(gòu)的耐用性,可大大降低灌溉渠道建設(shè)及維護(hù)成本費用,同時能夠有效降低農(nóng)業(yè)灌溉成本,以此獲取較大的經(jīng)濟收益。
在渠道建設(shè)中,針對表面的原材料的選擇,應(yīng)以粘土、三合土、四合土為主要的土料結(jié)構(gòu),并按照設(shè)計的要求進(jìn)行壓實作業(yè)。此措施的應(yīng)用不僅能夠保證施工便利性,同時相關(guān)土料原材料的采購及運輸相對便宜。以土料為主材的防滲方法是當(dāng)前我國水利工程建設(shè)中渠道灌溉防滲技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵,如果壓實土層的厚度較大,則其防滲效果較好,如果壓實土層厚度較小,則防滲效果較低。此種防滲特征存在的缺陷主要在于耐久性、抗凍性差兩方面原因,同時其主要適應(yīng)于氣候相對溫暖的中小型渠道工程的建設(shè)。
水泥土的防滲原料的選擇主要以水泥、土料和水三種原料進(jìn)行相互拌和而得,通常情況下,需要再渠道床體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表層結(jié)構(gòu)的鋪筑,同時利用拌和的施工方式,對水泥土結(jié)構(gòu)進(jìn)行硬化處理,以此達(dá)到防滲施工效果。由于普通土是制備水泥的主要原料,且其來源廣泛,可實現(xiàn)就地取材,以降低水泥制備的生產(chǎn)成本?;诖祟悆?yōu)勢,防滲效果優(yōu)于土料原料,但是由于水泥土料在硬化處理的過程中會出現(xiàn)抗凍性差的現(xiàn)象,因此主要適宜于南方氣候溫暖地區(qū)。
石料是砌石防滲技術(shù)應(yīng)用的主要原材料,從結(jié)構(gòu)形式上主要包含有護(hù)面式、擋土墻式兩種;從砌石防滲原料取材方面進(jìn)行分析,由于其對水流等的沖擊較為明顯,且抗沖刷能力強,因此主要表現(xiàn)為持久耐磨性高、使用壽命長等優(yōu)勢。由于原材料的使用強度相對較大,且具有較強的穩(wěn)定性,因此從抗凍性上分析,其優(yōu)于一般的土料及水泥土料。由于其在使用的過程中,對溫度的要求相對較低,因此只要石料相對豐富就可選擇使用。但由于施工機械化程度要求相對較高,因此在砌筑技術(shù)應(yīng)用過程中,施工質(zhì)量的應(yīng)用相對難以控制。
混凝土自身具備使用強度大,穩(wěn)定性好等特點,因此在渠道防滲應(yīng)用中較為廣泛,防滲效果明顯。由于混凝土結(jié)構(gòu)自身的抗沖擊性相對較好,且其表面糙率相對較低,因此流速較大。此類防滲措施中使用強度較高,且模塑性好,對后期維護(hù)及質(zhì)量管理提供便利措施。但是由于混凝土結(jié)構(gòu)自重大,且安裝過程中容易發(fā)生損壞,因此對于砂石材料等資源匱乏的區(qū)域來說,其造價成本相對較高。
膜料防滲中的原材料主要來源于PVC、PE膜和對應(yīng)的改良性塑料膜結(jié)構(gòu)。此類防滲方法中主要以變形適用能力強為主,所具備的柔性和拉伸性能相對較高,可應(yīng)用于不同形狀的渠道。由于膜料結(jié)構(gòu)在使用的過程中,其質(zhì)量相對較輕,且價格相對較低,因此施工技術(shù)應(yīng)用水平高,所具有的防滲性能強,應(yīng)用相對廣泛。但是由于對應(yīng)膜結(jié)構(gòu)在使用的過程中相對較薄,且容易被刺破,這對于施工技術(shù)應(yīng)用要求相對較高。
瀝青材料的防滲原材料中主要包含有瀝青混凝土、瀝青薄膜、瀝青席三部分,瀝青材料防滲使用效果相對明顯,且具有一定的持久性及穩(wěn)定性、抗堿能力相對較高。尤其需要關(guān)注的是,瀝青材料的施工成本相對較低,防滲防凍效果明顯,這使得裂縫的修補作業(yè)流程及技術(shù)相對簡單,在施工過程中應(yīng)用相對便利。由于瀝青混凝土材料在我國水利建設(shè)方面應(yīng)用相對廣泛,且防滲效果相對較好,但是為了預(yù)防瀝青老化,導(dǎo)致防滲效果下降,因此在施工作業(yè)中,常選擇使用素土作為瀝青面保護(hù)層。
為確?;炷令A(yù)制板結(jié)構(gòu)在灌溉渠道防滲作業(yè)中的使用功能能夠得到長足發(fā)揮,需要首先進(jìn)行施工分項工程的渠道測量作業(yè)。應(yīng)在觀測要點的重點內(nèi)容中以縱斷測量為主,防止由于測量數(shù)據(jù)誤差導(dǎo)致灌溉渠道中出現(xiàn)積水、凍脹及裂縫現(xiàn)象發(fā)生。同時,應(yīng)充分的結(jié)合灌溉渠道縱斷面施工進(jìn)度,進(jìn)行三次測量,并取其中的平均值作為參考數(shù)據(jù)。
灌溉渠道土模結(jié)構(gòu)應(yīng)用中應(yīng)以混凝土預(yù)制板構(gòu)件的施工為基礎(chǔ),可通過預(yù)防防滲施工技術(shù)及施工過程為主,對其使用效果及應(yīng)用內(nèi)容進(jìn)行有效的重視。對于確定好的具體化渠道灌溉邊線結(jié)構(gòu)后,應(yīng)按照施工規(guī)范,對超出灌溉渠道堤外圍的腳邊線0.2m尺寸內(nèi)的對應(yīng)土方量進(jìn)行清除,充分核對填筑涂料的質(zhì)量,并按照土方量填筑應(yīng)用的具體化操作,對灌溉渠道渠槽的開挖技術(shù)、開挖工作的實施方案等進(jìn)行分析和研究,對于已經(jīng)完成的土方填筑操作連鎖,要進(jìn)一步明確灌溉渠道內(nèi)部渠槽的土方開挖工作,并在開挖實施的過程中預(yù)留一定厚度(20cm以上)的保護(hù)層。
混凝土預(yù)制板砌筑操作流程中,應(yīng)由專業(yè)化的技術(shù)人員對砌筑的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控,對需要重點監(jiān)測的預(yù)制板進(jìn)行拌和均勻,并防止砂漿密度過小。砌筑后,還需要按照1(水分):2(水泥砂漿)的實施措施,首先實現(xiàn)振搗施工,及時勾縫處理,保障混凝土預(yù)制板砌筑質(zhì)量穩(wěn)定性的實現(xiàn)。
綜上,結(jié)合灌溉渠道防滲技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容,我國灌溉渠道防滲技術(shù)主要以提高渠道的防滲性能為主,并將防滲耐久性視為日后灌溉渠道防滲技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展的主要方向。由于灌溉渠道防滲施工技術(shù)應(yīng)用相對復(fù)雜化,因此在原材料的選擇中具有多樣性,由于施工條件、施工預(yù)期效果不同,因此在施工之初要綜合分析,因地制宜,采取科學(xué)合理的防滲施工技術(shù)。