农田水利建筑工程防渗施工技术研讨

引言：我国水资源分布不均，农田灌溉需求持续增长，但水利设施老化、施工质量参差不齐等问题导致渗漏现象普遍。据统计，全国约 30 % 的农田水利工程存在不同程度的渗漏，年均水资源损失量达数十亿立方米。渗漏不仅降低灌溉效率，加剧水资源短缺，还可能引发土壤结构破坏和生态退化。所以，提升防渗施工技术水平，已成为农田水利高质量发展的核心任务。传统防渗技术如黏土夯实、混凝土衬砌等虽应用广泛，但存在耐久性差、适应性弱等缺陷。近年来，新型防渗材料（如土工膜）及施工工艺（如喷射防渗）的研发，为解决渗漏问题提供了新路径，本文结合工程实践，系统分析防渗施工技术的创新方向与管理要点[1]。

一、农田水利建筑工程防渗重要性

（一）保障农业生产的稳定性与高效性

农田水利工程的防渗功能是维持农业水资源高效利用的核心基础。在灌溉系统中，防渗结构的完整性直接决定水资源的输配效率。若防渗性能不足，灌溉水在输送过程中大量渗漏，不仅导致水资源浪费，还会降低农田实际灌溉覆盖率，影响作物需水规律，最终制约产量提升。尤其在干旱缺水地区，渗漏损失可能使有效灌溉水量减少 3 0 % 以上，加剧农业用水矛盾。此外，防渗体系能稳定地下水位，避免因过度渗漏引发地下水位异常上升或下降，从而防止土壤盐渍化或干旱化，为作物生长创造稳定的根区环境。通过构建严密的防渗屏障，可确保水资源精准输配至目标区域，提升灌溉水利用系数，为粮食安全生产提供基础保障[2]。

（二）维护区域生态系统的平衡性

水利工程防渗功能对周边生态环境具有深远影响，未加控制的渗漏可能改变自然水文循环路径，引发地下水污染、土壤结构破坏等连锁反应。例如，含有化肥农药的灌溉水渗入地下含水层，将导致地下水体富营养化，威胁饮用水安全；过度渗漏还可能掏空地基，诱发地面塌陷等地质灾害。同时，防渗措施的科学实施能有效调控水盐运移，抑制土壤次生盐碱化进程，保护农田生物多样性。在生态敏感区，合理的防渗设计可维系地表水与地下水的动态平衡，避免因人为工程干扰导致湿地退化、植被群落结构改变等生态问题，实现农业生产与生态保护的协同发展。

（三）提升工程长效性与经济社会效益

优质的防渗体系显著延长水利工程服役寿命，降低运维成本。渗漏引发的结构侵蚀会导致混凝土碳化加速、土体掏空等问题，使工程提前进入病险状态，增加修复费用。统计表明，防渗缺陷可使工程维护成本增加5 0 % 以上，且频繁检修严重影响灌溉系统正常运行。从经济效益看，防渗工程通过减少水资源损失、提高灌溉保证率，直接促进农作物增产增收，助力农民收入提升。在社会效益层面，稳定的水利设施可增强区域抗旱防洪能力，减少因工程失能引发的农业纠纷，维护农村社会稳定。此外，防渗技术创新推动水利行业技术进步，为智慧农业、节水型社会建设提供技术支撑，具有长远战略价值[3]。

二、农田水利建筑工程防渗施工关键技术策略

（一）材料选择与结构设计

防渗工程的核心在于构建完整的抗渗屏障体系，从材料特性和结构设计两方面进行系统优化。针对不同水文地质环境，材料选择需遵循 " 环境适配性 " 原则：在高渗流压力区域，建议采用高密度聚乙烯（HDPE）与无纺布复合土工膜，其抗拉强度需达到 25kN/m 以上，渗透系数控制在 量级；季节性冻土区应选用改性 PVC 材料，要求低温脆化温度 ⩽ - 4 0 % ，同时需设置双向拉伸补偿结构。对于岩溶发育地基，推荐采用纳米膨润土复合防水毯，其膨胀系数需 ⩾ 3 0 0 % ，形成动态自修复防渗层。结构设计层面应建立三维防渗模型，重点强化薄弱节点处理：地下水位变动带需设置双层防渗结构，层间布置渗流监测导管；地质断层区域建议采用 " 土工膜 + 混凝土拱梁 " 复合支撑体系；穿堤建筑物周边应设计梯形渐变过渡带，过渡坡度控制在 1:3\~1:5 范围。针对不同使用年限要求，重要枢纽工程需配置冗余防渗层，设计寿命 50 年以上的工程建议采用 " 主防渗层 + 监测维护层" 双体系架构 [4]。

（二）施工工艺精细化控制

施工质量控制是保证防渗效果的关键环节，建立全过程数字化管理系统。基面处理阶段实施三级验收制度：初平阶段采用激光扫平仪检测，平整度偏差 > 3 c m / m 区域需机械铣刨处理；精平阶段使用 3m 直尺复测，允许偏差 ⩽ 5 mm ；终验阶段通过无人机三维建模生成基面等高线图，确保起伏坡度符合设计要求。对于基岩裂隙发育区域，采用高压旋喷注浆工艺，注浆压力不低于 2MPa，扩散半径控制 1.5-2m。接缝处理采用智能化施工装备：土工膜焊接使用双温区自动爬焊机，设置前温区 预熔、后温区 150-170℃定型工艺，焊缝剥离强度检测值应≥母材标准值的9 0 % 。混凝土衬砌施工推行 " 五维控制法 " ：浇筑温度（10-25℃）、振捣频次（5000-8000 次 / m i n ）、坍落度（ 1 2 0 ± 2 0 m m ）、养护湿度（ ⩾ 9 5 % ）、分缝间距（ 4 m× 4 m 网格）。特殊节点采用预埋式注浆止水系统，预留注浆管间距 ⩽ 0 . 5 m ，注浆压力 0 . 3 -0 . 5 M P a, 。

（三）智能化监测与维护

构建 " 感知 - 分析 - 决策 " 一体化运维平台，实现防渗体系全生命周期管理。监测网络配置多源传感器阵列：分布式光纤测温系统（定位精度 0 . 5 m ）、阵列式渗压计（分辨率 1Pa）、三维激光扫描仪（精度 0 . 1 m m ）。数据采集频率设定三级响应机制：正常工况每日 1 次、预警工况每小时 1次、应急工况实时监测。建立渗流场动态数学模型，通过机器学习算法实现渗漏预测。设置多级预警阈值：一级预警触发条件为单日渗流量增幅超2 0 % ，启动复核程序；二级预警对应水力梯度突变 30 % ，激活应急预案；三级预警针对结构位移超限 5 毫米，直接推送抢险指令，系统可在 30 秒内完成从数据识别到指令分发的全流程。维护系统配置快速响应模块：微型注浆机器人可处理 ⩽ 5 mm 裂缝，无人机挂载热成像仪实现大范围渗漏点定位，自修复材料库储备遇水膨胀橡胶、微生物修复剂等新型材料，每年汛期前后开展两次系统性态评估，结合无人机倾斜摄影与地基雷达检测，生成毫米级三维实景模型，通过 BIM 平台动态更新防渗体系参数，确保工程安全运行周期延长 1 5 % 以上。

结语：

农田水利防渗施工技术的革新，需兼顾材料科学、工艺创新与工程维护管理，可以进一步推动绿色防渗材料研发，如生物降解型防渗剂；同时，加强 BIM 技术在施工模拟中的应用，提升复杂工况下的精准度，通过技术集成与管理升级，构建节水高效、生态友好的现代农田水利体系，为保障粮食安全与可持续发展提供坚实支撑。

参考文献：

[1] 韩慎孝 . 农田水利灌溉防渗渠道衬砌的标准化施工技术探析 [J]. 大众标准化 , 2025, (02): 52-53+56.

[2] 孙志强, 翟长风. 提高农田水利工程水资源利用效率的策略研究[J].农家参谋 , 2024, (35): 75-77.

[3] 高文贵. 农田水利设施对农业经济发展的影响——以甘肃省张掖市为例 [J]. 农业科技与信息 , 2022, (13): 118-121.

[4] 武荣. 影响节水灌溉技术在农田水利工程中应用的因素及注意事项探究 [J]. 河北农机 , 2021, (09): 25-26.