文/王宏偉、程瀛 江蘇省水利信息中心 江蘇南京 210029
近年來(lái),我國(guó)水利工程建設(shè)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷深入已然進(jìn)入到了全新層面,并且越來(lái)越受人們的高度重視。為科學(xué)合理使用水資源,進(jìn)一步提升水利渠道施工中的水利用系數(shù),充分發(fā)揮水利渠道施工中防滲漏技術(shù)作用至關(guān)重要。在施工過(guò)程中,將具體的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)流程與施工技術(shù)緊密的結(jié)合在一起,是減少滲漏損失,提高防滲漏施工質(zhì)量的重要措施。
水利渠道發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題的因素之一是凍脹應(yīng)力在工程上分布不均衡,這樣就導(dǎo)致渠道表面的混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形,從而出現(xiàn)滲漏,在進(jìn)入秋冬季節(jié)后這種現(xiàn)象普遍存在。由于秋冬季節(jié)渠道內(nèi)輸水供應(yīng)停止,混凝土層下的積水就處于飽和狀態(tài),當(dāng)天氣氣溫驟降后,混凝土層下的積水發(fā)生狀態(tài)變化,間接抬高了混凝土層的位置;春夏季節(jié)氣溫回升,輸水供應(yīng)恢復(fù)正常,冰凍層融化,混凝土層位置又會(huì)下沉,這樣就會(huì)出現(xiàn)混凝土斷層的問(wèn)題,從而影響到水利渠道的整體結(jié)構(gòu)。氣溫帶來(lái)的問(wèn)題還有一個(gè),就是冷空氣降臨時(shí)土壤凍結(jié),增強(qiáng)了其承載能力,等到氣溫回升,承載能力發(fā)生反彈,便會(huì)致使水利渠道的地基發(fā)生變形。此外,混凝土板塊的襯砌結(jié)構(gòu)板也會(huì)受到損壞,這樣就會(huì)導(dǎo)致渠道發(fā)生滲漏。
造成水利渠道地下水水位上升的原因有很多,比如長(zhǎng)時(shí)間降雨和農(nóng)田灌溉都會(huì)使土壤水分飽和,造成地下水位上升。不過(guò)農(nóng)田灌溉結(jié)束后,地下水位就會(huì)下降,導(dǎo)致水壓發(fā)生變化,一方水壓過(guò)大就會(huì)向另一側(cè)擠壓,造成土壤中的水向渠道下反滲,這樣一來(lái)水利渠道的混凝土板塊就會(huì)在水壓作用下發(fā)生位移導(dǎo)致撕裂,發(fā)生渠道滲漏現(xiàn)象。
對(duì)于水利工程項(xiàng)目的施工建設(shè)階段來(lái)說(shuō),施工材料、施工工藝流程以及施工技術(shù)對(duì)其整體建設(shè)質(zhì)量都有著決定性影響,而要想更好地預(yù)防水利渠道施工中水資源滲漏問(wèn)題的出現(xiàn),施工中就應(yīng)嚴(yán)格把控材料整體質(zhì)量并科學(xué)合理地運(yùn)用各類施工技術(shù),隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升,在水利施工建設(shè)領(lǐng)域中也出現(xiàn)了很多新材料和新技術(shù),而施工單位為了追求盡可能多的經(jīng)濟(jì)效益就會(huì)盡可能地節(jié)約成本,也不愿意再投入成本應(yīng)用新技術(shù)并采購(gòu)新設(shè)備,他們?cè)谑┕r(shí)也往往不會(huì)選擇質(zhì)量最佳的原材料,而是選用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不高的材料,如果稍有處理不當(dāng),對(duì)這些材料的性能沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格地試驗(yàn)和檢測(cè),在后續(xù)施工中就會(huì)出現(xiàn)更嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題??梢?jiàn),從整體的角度看待水利渠道項(xiàng)目的施工過(guò)程,如果其所推行的施工標(biāo)準(zhǔn)缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性和規(guī)范性,施工中就很容易出現(xiàn)滲漏問(wèn)題。
水利渠道工程施工建設(shè)過(guò)程中易出現(xiàn)水資源滲透問(wèn)題的另一個(gè)重要誘發(fā)因素便是耐久度不符合要求,對(duì)項(xiàng)目的技術(shù)人員以及一線施工人員來(lái)說(shuō),他們?cè)谠O(shè)計(jì)項(xiàng)目和建設(shè)項(xiàng)目時(shí)都應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到水利工程具備良好耐久度的重要意義,并采取有效策略,盡可能提升其耐久度。水利工程項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程會(huì)涉及到眾多因素,并且其復(fù)雜程度很高,而其建設(shè)規(guī)模通常都較大,在水流不斷沖刷作用下水利渠道內(nèi)部的混凝土結(jié)構(gòu)就會(huì)慢慢受到影響,并會(huì)逐步侵蝕項(xiàng)目施工中使用到的各類材料,致使材料逐步失去原有性能,雖然現(xiàn)階段已經(jīng)有很多同類型的項(xiàng)目注意到了此類問(wèn)題,在項(xiàng)目施工階段也加大了成本投入并選用了耐腐蝕性能更佳的施工材料,但仍沒(méi)有取得理想效果。
作為建設(shè)水利工程防滲渠道的施工人員,他們必須具有較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)水平和完善的專業(yè)知識(shí),以便于更好的應(yīng)對(duì)施工過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)題,進(jìn)而保障水利工程防滲渠道施工質(zhì)量的安全。因此,需要做好日常培訓(xùn)工作,并設(shè)置考核體系,最大程度上提高施工人員的專業(yè)水平和能力,并實(shí)時(shí)將新技術(shù)、新手段傳授給施工人員,將所學(xué)的知識(shí)發(fā)揮充分的作用,更好的發(fā)展水利工程的建設(shè)。同時(shí),充分發(fā)揮激勵(lì)制度,讓施工人員有自主學(xué)習(xí)的意識(shí),使他們根據(jù)自己情況針對(duì)性的學(xué)習(xí),這樣有利于更好的提高施工人員的能力,提高水利工程防滲渠道施工質(zhì)量。
在選擇砌筑渠道材料時(shí),需要由專門(mén)的工程采購(gòu)員挑選性價(jià)比高、操作簡(jiǎn)單方便、質(zhì)量及抗老化能力較好的材料。當(dāng)施工材料送達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后,需要對(duì)材料進(jìn)行重重檢測(cè),例如材料的韌性、硬度等,經(jīng)過(guò)檢測(cè)后挑選出各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到施工要求的砌筑材料和防滲材料,一定要禁止使用未通過(guò)檢測(cè)的材料,避免因材料不合格造成渠道砌體斷裂或滲水。在施工現(xiàn)場(chǎng)管理工作中,應(yīng)保證材料的骨料粒徑≤18mm,這樣可以提高渠道結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性。在混凝土配置過(guò)程中,必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范控制配合比,并結(jié)合當(dāng)時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度調(diào)節(jié)水灰比。
水利渠道的正常運(yùn)行離不開(kāi)完善的養(yǎng)護(hù)和管理制度的支持,因此在實(shí)際工作中,應(yīng)立足于水利渠道工程的實(shí)際情況,并與工程生命周期的整體需求相結(jié)合,制定更具針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)和管理制度,確保制度落實(shí)到位,為工程的正常運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)還要聘請(qǐng)專業(yè)技術(shù)人員對(duì)技術(shù)和方案的制定實(shí)施監(jiān)督,確保各項(xiàng)方案與國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符,進(jìn)一步對(duì)維護(hù)和管理工作細(xì)則進(jìn)行規(guī)范,明確不同崗位的權(quán)責(zé),確保水利渠道工程維護(hù)和管理工作的效率和質(zhì)量。另外,為了確保制度的有效落實(shí)和執(zhí)行,還應(yīng)建立相應(yīng)的獎(jiǎng)懲機(jī)制,確保制度能夠發(fā)揮應(yīng)有的效果。
施工單位要根據(jù)相關(guān)制度制定合理的施工管理計(jì)劃,確保工程的順利完成。施工單位在施工前要按照施工環(huán)境和負(fù)荷狀況等采購(gòu)工程材料,對(duì)工程材料的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān),禁止使用劣質(zhì)材料。施工巡查時(shí),剖析各種問(wèn)題并及時(shí)提出解決方案,定期檢查、維護(hù)。施工單位在驗(yàn)收時(shí),要弄清楚管道的使用情況、通暢程度、用水量等情況,然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估,確保工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在后續(xù)的養(yǎng)護(hù)管理過(guò)程中,相關(guān)人員要明確日常管理的各種需求,明確養(yǎng)護(hù)管理工作的重要性,根據(jù)工程運(yùn)行情況及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)計(jì)劃,加強(qiáng)防治。同時(shí),相關(guān)人員應(yīng)明確養(yǎng)護(hù)管理的周期,按時(shí)完成養(yǎng)護(hù)任務(wù),提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量,預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)。在日常工作中落實(shí)管理責(zé)任。在對(duì)管理人員進(jìn)行考核時(shí),要根據(jù)平時(shí)的工作任務(wù)進(jìn)行評(píng)審,對(duì)工作認(rèn)真的人員進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì),對(duì)工作敷衍的人員進(jìn)行懲罰,以此激發(fā)個(gè)崗位人員的工作積極性。需要注意的是,如果是設(shè)備本身出現(xiàn)問(wèn)題,不能對(duì)工作人員進(jìn)行懲罰。因此,工作人員在平時(shí)的養(yǎng)護(hù)管理中,及時(shí)對(duì)一些老舊的設(shè)備進(jìn)行維修或者淘汰,并定期對(duì)其進(jìn)行檢測(cè),保證工程效益的發(fā)揮。
施工單位要搶抓時(shí)機(jī),積極申請(qǐng)財(cái)政項(xiàng)目修復(fù)受損工程。在施工過(guò)程中既要注重新技術(shù)、新材料的應(yīng)用,要綜合考慮各種施工方法,加強(qiáng)渠道自身的防滲、抗凍性,既節(jié)約成本,又降低投資。充足的資金是工程建設(shè)和運(yùn)行的基礎(chǔ)。一些地區(qū)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá),地方政府可撥付資金較少,融資渠道單一。因此,相關(guān)部門(mén)應(yīng)與地方銀行、企業(yè)進(jìn)行項(xiàng)目合作,擴(kuò)大融資規(guī)模。在建設(shè)中相關(guān)部門(mén)選用可循環(huán)使用特性的材料,與傳統(tǒng)材料相比,這類材料在性價(jià)比上更高,同時(shí)可以重復(fù)使用,減少成本支出。
水利工程渠道使用十分頻繁,這也增加了其破損的概率,因此渠道維護(hù)和管理工作具有極為重要的意義。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢(shì)下,一些先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備在渠道維護(hù)和管理工作中進(jìn)行應(yīng)用,有效地促進(jìn)了渠道維護(hù)和管理工作效率和質(zhì)量的提高,進(jìn)一步增強(qiáng)了渠道工程的使用性能。如對(duì)于渠道壩體支護(hù)的損壞,可以采用防御性的新型維護(hù)管理技術(shù),可以保證渠道良好的運(yùn)行狀態(tài),而且對(duì)人員技術(shù)水平要求不高。
在水利工程渠道管理工作中,管理人員的綜合素質(zhì)直接關(guān)系到管理工作的質(zhì)量。由于水利工程渠道日常維護(hù)和管理都需要由管理人員完成,但當(dāng)前大部分水利渠道工程管理工作中都存在管理人員專業(yè)技能和素質(zhì)不足的問(wèn)題,這就需要積極采取有效措施來(lái)提高水利渠道管理人員的綜合素質(zhì)。在具體工作中,宜開(kāi)展相應(yīng)的培訓(xùn)和教育活動(dòng),提升管理人員的專業(yè)技能,也可以邀請(qǐng)一些高水平專家,促進(jìn)管理人員綜合素質(zhì)的提高。并通過(guò)制定合理的獎(jiǎng)懲制度,針對(duì)實(shí)際工作中成績(jī)突出的人員給予獎(jiǎng)勵(lì),以此來(lái)調(diào)動(dòng)管理人員工作的積極性。另外,還要定期對(duì)管理人員進(jìn)行考核,對(duì)于考核不合格的人員不允許上崗工作。應(yīng)全面提高水利渠道管理人員的綜合素質(zhì),使其滿足渠道日常管理工作需求,確保水利渠道工程維護(hù)和管理工作成效,為水利渠道工程的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)打下良好的基礎(chǔ)。
在水利工程施工期間應(yīng)該將土料作為主要的使用材料,由于土料的特點(diǎn),不但可以降低工程的成本,還能夠就地取材。但是土料工程有著穩(wěn)定性不足的問(wèn)題,主要是因?yàn)樵诠こ讨腥菀资軆鋈谝蛩氐挠绊?,從而影響了土料工程的穩(wěn)定性和防水性。為了解決這個(gè)問(wèn)題,工作人員在準(zhǔn)備階段中,需要在土料中加入其他的添加劑,從而提高涂料的牢固性和防滲性能。當(dāng)下,相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)對(duì)土料混合的配置比例進(jìn)行了明確規(guī)定。第一,充分碾碎土料,確保土料的密實(shí)性特點(diǎn);第二,在土料的混合期間,工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的管控,并且嚴(yán)格控制其放置順序,首先進(jìn)行干拌工序,對(duì)土料進(jìn)行均勻的混合,同時(shí)加入各種添加劑,然后再進(jìn)行水?dāng)嚢韫ば颍坏谌?,在施工期間遇到防滲層具有較大厚度時(shí),應(yīng)當(dāng)使用分層施工技術(shù),并且遵循先坡后底的施工原則;第四,在防滲工作結(jié)束時(shí),應(yīng)當(dāng)對(duì)工程進(jìn)行維護(hù)和檢修,同時(shí)減少外界因素對(duì)土料性能的干擾。
密實(shí)度高是混凝土防滲技術(shù)特點(diǎn)之一,這個(gè)特點(diǎn)能夠滿足周期長(zhǎng)的要求,還能夠增加其使用壽命,但是這個(gè)技術(shù)難以解決的問(wèn)題,就是混凝土的內(nèi)外部經(jīng)常出現(xiàn)溫度差,是由于施工環(huán)境的溫度和濕度對(duì)其產(chǎn)生的影響,這種溫度差將會(huì)使得工程渠道出現(xiàn)裂縫,嚴(yán)重影響工程項(xiàng)目的安全性。除此之外,施工技術(shù)還會(huì)影響混凝土的緊實(shí)性,因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)施工工藝方面的管控,制定科學(xué)合理的措施。在施工階段,首先,為了降低在攪拌泵送及振搗施工過(guò)程中出現(xiàn)的大量熱能的影響,工作人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行檢查,并且降低混凝土內(nèi)部的溫度,避免溫差的出現(xiàn),預(yù)防渠道出現(xiàn)裂痕。例如在進(jìn)行攪拌時(shí),為了減少泌水,滿足混凝土強(qiáng)度的要求,可以使用裹沙法,先對(duì)水泥砂料和水進(jìn)行混合,再加入石料進(jìn)行攪拌。其次,為了降低裂縫出現(xiàn)的概率,工作人員可以利用優(yōu)化施工工序的方法進(jìn)行施工,例如,混凝土在凝固的同時(shí)可以對(duì)下層進(jìn)行澆筑工作,這樣不僅能夠提高混凝土的黏合度和牢固性,還可以避免裂縫出現(xiàn)。最后,在混凝土中添加粉煤灰可以增加其抗裂性能。在冬季進(jìn)行建設(shè)工程施工時(shí),應(yīng)當(dāng)制定合理的保暖措施,降低施工裂縫出現(xiàn)的概率。在防滲施工技術(shù)中,混凝土防滲技術(shù)是防滲技術(shù)中效果最好的技術(shù),也是運(yùn)用最廣泛的,其具有管理方便、施工操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。只有不斷優(yōu)化施工技術(shù),提高施工質(zhì)量,降低施工裂縫出現(xiàn)的概率,才能夠促進(jìn)混凝土防滲技術(shù)的發(fā)展。
砌石防滲相關(guān)技術(shù)通常是使用砌卵石、干砌石塊以及漿砌石塊等原材料對(duì)于相應(yīng)渠道的表面進(jìn)行有效地加固操作,大幅度提升渠道工程的穩(wěn)定性以及防滲漏能力。此方法最顯著的優(yōu)勢(shì)是就地取材的方便性,這樣能夠節(jié)約大量的材料采購(gòu)成本。并且此類砌石防滲相關(guān)技術(shù)的抗沖擊與抗凍能力也比較理想,此方法適用于各種復(fù)雜條件,節(jié)水效果顯著。砌石工序完成之后使用內(nèi)襯的水泥混凝土進(jìn)行抹面,能顯著提升渠道工程的耐久程度及穩(wěn)定性。不過(guò)通過(guò)工程實(shí)踐的狀況,砌石防滲相關(guān)技術(shù)依舊有一定程度的局限性存在。在其實(shí)際應(yīng)用中,砌石部位由于其厚度相對(duì)比較大、材料用量大,無(wú)法使用大型工程機(jī)械。對(duì)于勞動(dòng)力成本較高的情況或者現(xiàn)場(chǎng)可以使用的石材量不足的情況,此類技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果將會(huì)大打折扣,很難有效降低施工成本。此外,薄膜和瀝青等新型防滲材料具有變形強(qiáng)、流程簡(jiǎn)便、耐久性指標(biāo)優(yōu)良等特點(diǎn),已經(jīng)被大量投入到渠道工程的防滲施工中。
水泥混凝土材料屬于一類工程建設(shè)中的常用原材料,此類原材料為主的施工作業(yè)模式通常應(yīng)用最為廣泛,在項(xiàng)目施工的實(shí)際操作時(shí),大體上能夠分為3 種模式。第一類是現(xiàn)場(chǎng)澆筑的模式,第二類是采用預(yù)制塊的模式,第三類是采用噴射混凝土的模式。上述這3 類不同的作業(yè)方式,需要現(xiàn)場(chǎng)施工人員依據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況以及施工要求來(lái)進(jìn)行合理的選取。3 種模式具有各自的優(yōu)點(diǎn)以及缺陷,所以現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須小心謹(jǐn)慎地進(jìn)行挑選。
以瀝青材料進(jìn)行防滲施工時(shí),施工前可選擇埋藏式瀝青膜施工方式對(duì)渠道進(jìn)行平整處置,清除渠道內(nèi)及周?chē)碾s草。熱瀝青需進(jìn)行人工或機(jī)械灑水作業(yè),使其表面形成水膜,從而避免瀝青老化,保持其性能。對(duì)瀝青進(jìn)行保護(hù)時(shí),可選用素土,以避免外界原因和機(jī)械破壞影響瀝青性能,導(dǎo)致破損問(wèn)題。選用瀝青混凝土材料進(jìn)行防滲施工時(shí),瀝青加熱后要進(jìn)行混合攪拌,把瀝青中的礫石、碎石等材料進(jìn)行充分混合,提高其防滲漏性能。防滲施工時(shí),為了充分發(fā)揮瀝青的穩(wěn)定性、耐久性,基礎(chǔ)厚度要根據(jù)工程具體情況確定。若采取瀝青席材料施工,可在瀝青中加入葦席、油氈,制作成瀝青卷,進(jìn)行搭接式鋪設(shè),如果在搭接中存在對(duì)接縫隙,需用熱瀝青進(jìn)行粘結(jié),形成瀝青層,保證防滲效果。
以鋪貼塑料膜進(jìn)行渠道防滲施工,是農(nóng)田水利工程建設(shè)的常見(jiàn)措施。與混凝土、土料等防滲技術(shù)相比,膜料防滲技術(shù)所選用的膜料主要由塑料材料制成,常應(yīng)用于北方寒冷地區(qū)。膜料材料防水性能好,具有一定的抗腐蝕能力,且施工操作簡(jiǎn)單,運(yùn)輸與管理難度低,在較艱難的施工環(huán)境下都能快速施工。其缺點(diǎn)為易損耗,穩(wěn)定性較低。施工單位在進(jìn)行膜料防滲施工時(shí),要仔細(xì)檢查施工膜料,確保膜料完整且無(wú)任何質(zhì)量問(wèn)題。由于防滲膜極易破損,運(yùn)輸管理環(huán)節(jié)需采取科學(xué)合理的措施確保防滲膜處于完好狀態(tài)。若發(fā)生問(wèn)題,可用粘補(bǔ)方式修補(bǔ)。
在施工之前,要做好地質(zhì)勘察、環(huán)境的實(shí)地調(diào)查等,以施工前的地質(zhì)調(diào)查和環(huán)境分析為主,結(jié)合具體的防滲漏施工技術(shù)規(guī)范,制定切實(shí)有效的施工技術(shù)方案。例如:定量化的測(cè)量水利渠道工程的實(shí)際位置,明確其走向,以減少測(cè)量誤差。實(shí)地測(cè)量中,中心樁的位置要位于水利渠道轉(zhuǎn)彎位置處的50cm 間隔距離上。水利渠道澆筑方法一般為原漿式,渠道施工結(jié)束后,要及時(shí)清洗整個(gè)渠道,待混凝土凝固后及時(shí)拆模,并做好施工養(yǎng)護(hù)作業(yè),對(duì)渠道內(nèi)部灑水,避免混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的現(xiàn)象發(fā)生。
水利渠道建設(shè)工程與我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的迅速提高,傳統(tǒng)的水利施工技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前對(duì)水利工程的要求,而且相關(guān)部門(mén)提高了對(duì)水利渠道質(zhì)量的要求,因此相關(guān)建設(shè)部門(mén)不僅要保證工程的質(zhì)量,還要注意工程后期出現(xiàn)的滲漏問(wèn)題。在施工時(shí),施工人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況,有效應(yīng)用防滲材料和防滲技術(shù),提高水利渠道的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,保障我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的灌溉基礎(chǔ)和物質(zhì)基礎(chǔ)。