水利工程渠道施工技术及工程管理措施分析

1 引言

水利工程渠道是农业灌溉、城市供水及生态补水的重要载体，其施工质量与运行效率密切相关。近年来，随着国家对水利基础设施投入的加大，渠道工程向大型化、复杂化发展，对施工技术和管理水平提出更高要求。当前，渠道施工中仍存在渗漏严重、衬砌开裂、边坡失稳等问题，据统计，未采取有效防渗措施的土渠水利用系数仅0.4-0.6，而优质衬砌渠道可达 0.85 以上。因此，研究渠道施工关键技术及配套管理措施，对提高水资源利用效率、保障工程耐久性具有重要意义。

2 水利工程渠道施工关键技术

2.1 渠道设计优化技术

渠道设计需结合地形地貌、水文地质及用水需求，采用水力计算软件（如HEC-RAS）进行断面优化。梯形断面适用于土质地基（边坡比 1：1.5-1：2.0），矩形断面适用于岩石地基或城市近郊（节省占地），U 型断面则在小型灌区应用广泛（水流条件优）。某灌区渠道设计中，通过数值模拟对比，将原梯形断面优化为“梯形+弧底”复合断面，水力半径增加 20% ，流速分布均匀性提升 15‰ 。边坡稳定性采用理正岩土软件计算，安全系数≥1.2；渠道最大流速控制在土料允许流速 0.8–1.5m/s ）范围内，超过时需采取衬砌防护；根据水文地质条件，确定渗透系数≤ ×10^-7cm/s

2.2 基础处理技术

基础处理是防止渠道沉降、渗漏的关键，需根据地基类型采取针对性措施。软土地基采用换填法（换填 30-50cm 级配砂石）或水泥土搅拌桩（桩长 6-8m ，间距 1.2m ），处理后地基承载力特征值 ≥120kPa ；砂卵石地基铺设复合土工膜（两布一膜，膜厚0.5mm ） +30cm 素混凝土垫层，阻断渗透路径；膨胀土地基设置隔离层（20cm 厚级配砂）+防渗墙（深 2-3m ，采用高压喷射注浆），控制膨胀变形。某渠道工程在软土地基处理中，采用水泥土搅拌桩+预压排水联合工艺，地基压缩模量从4MPa 提高至12MPa，工后沉降量控制在5cm 以内。

2.3 衬砌施工技术

2.3.1 混凝土衬砌

混凝土衬砌适用于大中型渠道，分现浇和预制两种工艺。现浇混凝土衬砌（厚度10-15cm）采用滑模施工，振捣采用插入式振捣棒（振捣间距 30cm） + 平板振捣器，确保密实度；表面采用抹面机收光，初凝后覆盖土工布洒水养护（养护期≥14d）。预制混凝土板衬砌（尺寸 1m×2m ，厚 8cm）采用坐浆法安装，板缝填充沥青砂（宽 2cm），板下铺设 5cm 厚砂砾垫层。

2.3.2 浆砌石衬砌

浆砌石衬砌适用于石料丰富地区，采用 M7.5 水泥砂浆砌筑，块石强度≥30MPa，砌筑时“坐浆饱满、错缝搭接”，勾缝采用 1：2 水泥砂浆（深 2cm），表面压光。某山区渠道采用浆砌石衬砌，结合生态设计在迎水面预留种植槽，兼顾防渗与生态功能。

2.3.3 新型材料衬砌

土工膜衬砌采用 HDPE 膜（厚度 ≥0.5mm ），接缝采用热熔焊接（搭接宽度 10cm ，焊接温度 180-200^∘C ），适用于小型渠道；喷射混凝土掺入聚丙烯纤维（掺量 0.9kg/m³. ），厚度 5⋅8cm ，适用于边坡抢修；生态袋衬砌由聚丙烯编织袋填充土料堆叠而成，适用于景观渠道，可种植植被固坡。

2.4 防渗与抗裂技术

复合防渗结构（土工膜 + 混凝土）可使渗漏率降低 90% 以上，接缝处采用“双焊缝 + 气压检测”（气压 0.2MPa ，保压 30min 无压降）；混凝土中掺加粉煤灰（取代水泥量 20% ）和减水剂（减水率 215% ），设置伸缩缝（间距 5-8m ，填缝材料为橡胶止水带+聚氯乙烯胶泥）；夏季施工时，混凝土入模温度 ≤30^∘C （采用冰水拌合），冬季采取保温养护（覆盖棉被+电热毯），确保内外温差 ≤25^∘C 。

3 水利工程渠道工程管理措施

3.1 质量管理措施

建立“三检制”（自检、互检、专检）质量控制体系，水泥、钢筋、土工膜等需经第三方检测合格，如 HDPE 膜需检测拉伸强度（ ≥18MPa ）、耐环境应力开裂（ ≥1000h⋅ ）；基础处理后需检测压实度（ 293% ），衬砌混凝土需检测强度（ ≥C20 ）、平整度（ ≤5mm ）；采用闭水试验（水位下降 ≤2mm/24h 为合格）或电火花检测仪（土工膜无击穿点 20 。某项目通过质量管理信息化系统，将检测数据实时上传，发现不合格项12 项，整改闭环率 100% ，确保工程质量达标。

3.2 进度管理措施

编制四级进度计划（总计划、月计划、周计划、日计划），采用 Project 软件跟踪进度，关键线路为“基础处理→衬砌施工→防渗检测”；根据工程量计算，配置挖掘机（ 1m³ ）2 台、混凝土拌合站（ 50m³/h ）1 座、衬砌机1 台，高峰期投入施工人员 50 人；遇雨天采用防雨棚（宽6m）覆盖作业面，夜间施工配备LED 照明（照度≥50lux），确保日进度不滞后。

3.3 安全管理措施

针对边坡开挖（高边坡设置安全网）、用电作业（TN-S 接零保护）、吊装作业（钢丝绳定期检测）等制定专项方案；对施工人员进行“三级安全教育”，特种作业人员持证上岗率 100% ；配备防汛沙袋（500 个）、急救箱（含止血带、夹板等），每月开展边坡滑坡应急演练。

3.4 成本管理措施

根据设计量+损耗率（混凝土 3% 、钢筋 2% ）发放材料，超耗分析原因；

因地质变化需变更时，履行“变更申请→审核→批复”流程，某项目通过优化衬砌厚度，节约成本 8 万元；挖掘机、拌合站等设备采用“台班考核制”，利用率从 60% 提高至 75% ，降低机械闲置成本。

4 工程案例

4.1 工程概况

某中型灌区渠道改造工程位于江淮平原，总长 5km，设计流量 3m³/s ，灌溉面积1.2 万亩。原渠道为土渠，运行 15 年，存在三大问题：边坡坍塌（年均修复 20 处）、渗漏严重（渗漏率 25% ）、水利用系数低（0.58），亟需改造。工程采用“现浇混凝土衬砌+复合土工膜防渗”方案，总工期6 个月，投资850 万元。

4.2 关键技术应用

针对渠道中段 2km 软土地基，采用换填 30cm 级配砂石 ^∘+ 水泥土搅拌桩（桩长6m，间距 1.2m ），处理后地基承载力达 130kPa 。采用滑模现浇C25 混凝土（厚度 12cm ），掺加粉煤灰（ 20% ）和聚丙烯纤维（），设置伸缩缝（间距6m，填缝采用橡胶止水带）。渠底铺设两布一膜（HDPE 膜厚 0.5mm ），膜间热熔焊接（双焊缝宽10cm），接缝气压检测合格率 100‰ 。