水利工程中农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术剖析

一、引言

1.1 农田灌溉的重要性

农田灌溉是农业生产的基础设施之一，对保障粮食安全和促进农业可持续发展意义重大。有效的灌溉系统能为农作物提供稳定、充足水分，提高农作物产量和质量。在全球气候变化背景下，极端天气增多，降水分布不均，旱灾频发，严重威胁农作物生长和农业生产。据统计，我国每年因旱灾导致的农作物受灾面积达数千万公顷，损失巨大。完善的农田灌溉系统可在干旱时为农作物及时补水，降低旱灾影响，保障农业稳定生产。

1.2 防渗渠道衬砌的必要性

防渗渠道衬砌是农田灌溉系统重要组成部分，能防止水分渗透和流失，提高灌溉水利用效率。传统土渠灌溉渗漏严重，大量水资源在输送过程中损失，造成水资源浪费，增加农民灌溉成本。相关研究表明，未经衬砌的土渠，渗漏损失率可达 30%-50% ，而采用防渗渠道衬砌技术后，渗漏损失率可降低至 5%- 10% 。衬砌还能保护渠道免受自然因素（如水流冲刷、风化、冻融等）破坏，延长渠道使用寿命，节省后期维护和修复成本，提高农业生产稳定性和可持续性[1]。

二、施工技术要点

2.1 前期准备

施工前，需进行充分地质勘察和设计工作。地质勘察要了解渠道沿线地质条件，包括土壤类型、土壤质地、地下水位、地质构造等，为渠道设计提供依据。设计工作要确定渠道走向、断面尺寸和衬砌材料等。渠道走向要综合考虑地形、灌溉需求、水流条件等因素，尽量选择地势平坦、线路短、工程量小的路线，以减少土方开挖和填筑量，降低工程成本。断面尺寸要根据灌溉流量、流速、水深等水力要素计算确定，保证渠道能满足灌溉用水需求，且水流顺畅，不出现淤积和冲刷现象。衬砌材料选择也很关键，要考虑材料耐久性、抗渗性能、环保性、经济性等因素。

2.2 施工材料选择

选择合适的衬砌材料是确保施工质量的关键。常用的衬砌材料有混凝土、石料、土工布等。

混凝土是常用的衬砌材料，具有强度高、耐久性好、抗渗性能强等优点。选择水泥时，要根据工程实际情况和设计要求，选择质量稳定、强度等级合适的水泥品种。骨料（砂、石）的质量也影响混凝土性能，要控制骨料粒径、级配、含泥量等指标，保证骨料质地坚硬、清洁。拌和用水要符合相关标准，避免使用含有害物质的水，以免影响混凝土强度和耐久性[2]。

石料作为衬砌材料，具有抗压强度高、抗冲刷能力强、耐久性好等特点。选择石料时，要挑选质地坚硬、无风化、无裂缝的石料，且石料形状和尺寸要符合设计要求，以保证砌筑质量。

三、具体施工步骤

3.1 基础处理

在进行衬砌施工前，需对渠道基础进行处理。首先，清理渠道基础范围内的杂物，如杂草、树根、垃圾等，保证基础表面干净整洁。然后，平整基面，根据设计要求，用机械或人工方法对基础进行平整，使基础表面平整度符合规定标准。对于松软地基，要进行加固处理，可采用夯实、换填、打桩等方法，提高地基的稳定性和承载能力。

3.2 砌筑施工

按照设计要求进行砌筑施工。对于混凝土衬砌，先支设模板，模板要具有足够的强度、刚度和稳定性，能承受混凝土浇筑时的侧压力和振捣力。模板安装要牢固，拼缝严密，防止漏浆。然后，按照设计配合比搅拌混凝土，控制好混凝土的坍落度和和易性。混凝土浇筑时，要分层浇筑、分层振捣，振捣要密实，避免出现蜂窝、麻面等质量缺陷。对于石料衬砌，要选择符合要求的石料，按照一定的砌筑方式（如丁顺相间、梅花形等）进行砌筑，保证砌块排列整齐、错缝合理，灰缝宽度均匀，一般灰缝宽度控制在 20--30mm ，用水泥砂浆勾缝，勾缝要平整、光滑，保证砌筑的牢固性和美观性。同时，要严格控制砌筑的垂直度和水平度，用靠尺和水平仪进行检查，偏差要控制在允许范围内。

3.3 接缝处理

接缝是衬砌施工中的关键环节。对于混凝土衬砌的纵缝和横缝，要设置止水带或止水条，止水带或止水条要安装牢固，位置准确，与混凝土紧密结合，防止水分渗透。接缝处的混凝土要振捣密实，保证接缝处的强度和抗渗性能。对于石料衬砌的灰缝，要进行填实、抹平处理，保证灰缝的密实性和耐久性[3]。

四、农田灌溉防渗渠道衬砌施工的挑战与对策

4.1 施工过程中的挑战

在农田灌溉防渗渠道衬砌施工过程中，可能遇到一些挑战。地质条件复杂时，如遇到软弱地基、断层、溶洞等，会给基础处理带来困难，影响施工进度和质量。气候多变也会对施工产生影响，在高温天气下，混凝土水分蒸发快，容易出现干裂；在低温天气下，混凝土凝结时间延长，甚至可能受冻，影响混凝土强度增长。此外，施工过程中的安全问题也不容忽视，如施工人员在高处作业、机械操作等过程中，可能发生坠落、碰撞等安全事故。

4.2 对策与措施

针对地质条件复杂问题，加强地质勘察工作，详细了解地质条件，制定合理的施工方案。对于软弱地基，可采用加固处理措施，如换填、夯实、打桩等；对于断层、溶洞等特殊地质情况，要采取相应的处理方法，如跨越、填充等。

对于气候多变问题，做好施工前的准备工作，根据不同季节和天气条件，制定相应的施工措施。在高温天气下，采取降温措施，如对原材料进行降温、在混凝土中添加缓凝剂、对浇筑后的混凝土及时覆盖洒水养护等；在低温天气下，采取保温措施，如对原材料进行加热、对混凝土拌和水进行加热、对浇筑后的混凝土采用保温材料覆盖养护等。

在施工安全方面，加强施工现场的管理，制定完善的安全管理制度和操作规程，对施工人员进行安全教育培训，提高施工人员的安全意识和操作技能。在高处作业、机械操作等危险区域设置明显的安全警示标志，配备必要的安全防护设施，如安全带、安全网、防护栏等，确保施工安全。

五、未来发展趋势与技术创新

5.1 未来发展趋势

随着农业科技的不断发展，农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术将不断进步。未来，将更加注重环保、节能、高效的技术应用，实现农业生产的可持续发展。在环保方面，研发和使用更环保的衬砌材料，减少施工过程中对环境的污染；在节能方面，采用节能型施工设备和工艺，降低施工能耗；在高效方面，提高施工效率，缩短施工周期，降低工程成本[4]。

5.2 技术创新

在技术创新方面，可探索新型的衬砌材料和施工方法。例如，采用高分子材料、复合材料等新型材料，提高衬砌材料的耐久性和抗渗性能。高分子材料具有优异的耐腐蚀性、抗渗性和柔韧性，可有效延长渠道使用寿命；复合材料结合了多种材料的优点，具有强度高、重量轻、抗渗性能好等特点，是未来衬砌材料的发展方向之一。同时，研究智能灌溉技术，实现灌溉水的精准管理和高效利用。通过传感器、物联网等技术，实时监测土壤墒情、农作物需水情况和渠道运行状态，根据监测数据自动控制灌溉水量和时间，实现精准灌溉，提高水资源利用效率。

5.3 培训与人才发展

为适应未来的发展趋势和技术创新，加强相关人员的培训工作至关重要。培养一批具有专业知识和技能的技术人员，提高施工队伍的整体素质和技术水平。培训内容包括新型衬砌材料的性能和应用、智能灌溉技术的原理和操作、施工质量控制和安全管理等方面。通过培训，使施工人员掌握新技术、新工艺，提高施工质量和效率，为农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术的发展提供人才支持。

六、结语

农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术是农业生产中的重要环节，对提高灌溉水利用效率、保护环境、延长渠道使用寿命具有重要意义。在施工过程中，要严格按照施工技术要点和具体步骤进行操作，加强施工质量控制与验收，确保工程质量。同时，要积极应对施工过程中面临的挑战，采取有效的对策与措施。随着科技的不断进步，该技术将不断发展创新，未来应注重环保、节能、高效技术的应用，加强培训与人才发展，为农业生产提供稳定、高效、可持续的灌溉系统，推动农业现代化进程。

参考文献：

[1] 王子民.农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术[J].城市建设理论研究:电子版,2023(22).

[2] 苏文雍. 农田水利工程灌溉防渗渠道衬砌施工技术研究[J]. 江西农业,2024(10):75-77.

[3] 雷宁阳,张利.农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术探讨[J].水电水利, 2021, 5(9):3-4.

[4] 王楠. 农田水利工程灌溉防渗渠道衬砌施工技术[J]. 大众科学, 2024,45(24):148-150.