浅析农田水利工程膜料防渗施工

关键词：农田水利；防渗施工；施工技术 

　　一、农田水利存在以下问题 

　　1.1 农田灌溉水源日益短缺，水资源无法满足灌区用水的需要。随着工业化和城市化的不断发展，缺水矛盾日益突出。 

　　1.2 由于农田灌溉有效利用低，农田水利渗水量浪费较大，一般自流灌区渠系有效利用系数仅0.4～0.6。加剧了灌溉水源的供需矛盾。 

　　1.3 水利工程设施尚未全部改造，由于种种的原因，如缺乏田间工程、有灌无排，陈旧设施的灌区等，人为方面如管理体制不健全，管理措施不力，未充分发挥工程效益。 

　　1.4 投入新建工程少，各级政府重视不够。农业生产效益低，工程难度越来越大，造价越来越高，缺乏人力物力的投入。 

　　二、农田水利防渗材料应以复合材料 

　　用混凝土或砌石等单一防渗材料，防渗效果和耐久性很难达到预期。随着防渗膜料的发展，新的防渗复合材料出现，用柔性膜料作防渗层如塑膜、沥青玻璃布油毡或复合膜料等，起防渗作用；膜料防渗层上层增加刚性材料或土料作保护层，如用混凝土等。主要起保护膜料防渗层延长工程寿命。扬长避短，主要优点如下： 

　　（1）防渗效果好，明显优于不同材料防渗渠道的渗漏量。 

　　（2）降低渠基土的水分，在保护层下，明铺式膜料防渗减轻自然形成危害，减少保护层裂缝破坏，互补短处，优势发挥，延长了工程寿命。 

　　（3）成本低。混凝土防渗时的厚度10-14cm，采用混凝土作膜料防渗层的保护层时，减薄至4-8cm。节约的投资购买膜料使总造价低，复合材料防渗具有抵御自然侵蚀，减少维修和管理费用。 

　　（4）防渗渠道大多旧渠改建工程，施工与行水时间存在矛盾。采用膜料，预制好混凝土板。工程施工可以在停水期，不影响行水。 

　　三、U 形防渗渠道新断面 

　　U 形断面、弧形坡脚梯形断面、弧形底梯形断面等防渗渠道的应用，突破原有梯形或矩形。近年来结合工程具体条件，工程施工的地形特点。小型渠道推广U 形断面，大、中型渠道逐渐采用弧形坡脚梯形断面、弧形底梯形断面。优点主要是： 

　　（1）U 形断面防渗渠道或比U 形断面更接近于最优水力断面抛物线形断面，近似于最佳水力断面，水流条件好、流速快、输水输沙能力强。每km 输水损失小3.7%，防渗效果最佳。 

　　（2）采用弧形坡脚梯形断面或弧形渠底梯形断面防渗渠道的优点是：流速分布均匀，流速较快，缓解防渗渠道冻胀变形分布的不均匀性，渠底起了反拱作用，近似最佳水力断面，减少抵御自然侵蚀，裂缝和错台现象，成本较低。 

　　四、复合材料膜的施工应用 

　　4.1 施工工艺流程 

　　基础面开挖→土工膜铺设→搭齐焊接缝→焊接→现场检测→修补→再检→回填土。 

　　4.2 铺设前准备工作 

　　4.2.1 开挖地基及清理。开挖地基后，清理，清除渠床尖锐物、石块、铁丝、杂草、树根、硬土块等杂物和淤积物。然后开挖铺膜基槽断面，根据尺寸挖成锯齿形基槽。土工膜铺设面要求基本平整，土体坚实，不能凹凸不平，裂纹等。清扫防渗范围内的草皮、树根，有杂草要喷洒灭草剂。 

　　4.2.2 复合材料膜接触面。复合材料膜接触面与保护层之间的防护层，用粒径小的砂土或粘土层铺设厚度≥30cm。填方先填到铺膜高度，上部与保护层填筑，沿一定方向铺设，铺设平顺，松紧适度，填土应分别夯实，其密度应符合沟填方标准。清除的淤积物和其他杂物，另行堆放。渠槽土基要夯实、整平、顺直。遇到岩石或砂砾石基槽，用适宜材料整平，铺设防护层。预留10cm 左右的边，焊接用专用热焊机焊接，土工布用缝包机缝合。 

　　4.2.3 质量控制和检查验收。开挖地基按设计标准，基槽的高程和断面尺寸严格按制，以符合保护层的厚度，开挖地基防止超挖。开挖后，检查验收符合各项要求，才能开始铺设膜料。 

　　五、防渗施工方法 

　　5.1 膜料加工与铺设方法 

　　5.1.1 膜料加工。膜料加工主要是剪裁、接缝等工作。成卷膜料应因材施剪、因材施接，结合基槽断面尺寸大小，以及每段长度剪裁。纵向铺膜按基槽断面尺寸，计所需膜料的幅数。横向铺膜的长度为一幅铺设基槽断面。膜料具有伸缩性，基槽实际轮廓长度长约50%剪裁的长度，同时应满足大块膜料搬运和铺设的方便。 

　　5.1.2 铺设方法。（1）搭接法用于小型的膜料防渗渠道，或大中膜料施工的现场的连接，以20cm 搭接宽度。膜层应平顺，层间要洁净，上游膜料一幅压下游一幅，缝口吻合紧密。（2）铺设方法重点介绍焊接法，首先铺一层稍宽于顶部的平整的报纸或水泥袋纸在横架顶部，沿接缝口拉顺、拉齐、铺平、擦试干净下层膜料齐模架。铺上层接缝膜料，再铺一层纸，用预热至规定温度的调温电熨斗，以30cm/min 的速度沿膜架顶均匀加压行进。焊缝现场检测方法：具体做法如下：首先焊缝现场检查一般情况多为目测，看两条焊缝是否平整、清晰、无皱、透明、无挟渣、气泡漏点、熔点或焊缝泡边等。或或者将焊缝之间用焊枪焊死，用带有压力表的气筒，夹住气针，穿进焊缝之间的一个孔，检测的每段间距为：1.5m≤间距≤3.0m 范围为宜，复合材料测试规程要求压力的控制在0.5Mpa≤控制≤2Mpa，时间范围30s 左右。焊缝里面的气不会泄漏，就视为连接合格。或者用显微镜检测，放在可疑处，发现有漏点、虚点、就用焊枪或胶粘剂处理。可用手提封包机对复合材料上的无纺土工织物的缝合，松紧适度，使膜与织物联合受力。要求工作人员应穿软底、平底鞋，铺好后及时覆土以免破坏铺设平整。 

　　5.2 填筑保护层的方法 

　　5.2.1 浸水泡实法。砂土、湿陷性黄土等不易压实的土类作为保护层，填筑过程把填土稍加拍实，留10%-15%填筑断面尺寸的沉陷量。放小水逐渐使水位升高，反复浸水沉稳定后，缓慢泄水。在填筑保护层裂缝，拉实，整修成设计断面。 

　　5.2.2 压实法。保护层填土时，首先把土中含有的杂物拣出，使用湿润松软的土料填第一层土，由水流方向由上向下填土，填土注意排气。保护层根据需要的厚度，一次回填或多次回填。采用人工夯实，铺土20cm 为宜，采用覆带式拖拉机碾压，铺土30cm 为宜，切勿使用羊角碾压实。靠近膜料处，应小心夯实，采用木夯、小铁柞等轻型夯具。按设计要求控制夯实干密度，层与层需洒水、扒松，使层与层之间结合处更夯实。按斜面衔接接茬处，回填段交错行夯，形成牢固的整体。边坡宽需出20cm-25cm，便于削坡。严格控制保护层高程和厚度。 

　　5.2.3 粘贴法。以砂砾料和刚性材料作为保护层时，必须在铺好膜料后，先铺膜面防护层，以保护膜料的作用。然后再铺砂砾料保护层，铺设符合级配要求，振压密实或逐层插捍。关键是防护层的铺设，注意防止刚性材料撞破膜料，发现有孔洞或被穿破，要立即采取粘贴法修补。 

　　结语 

　　总而言之，农田灌溉是保证农业生产增收的一项重要工程，渠道防渗技术能够控制水资源的浪费，节约灌溉的成本方法。膜料防渗施工广泛的应用，有效地促进农业节本增效的措施，值得推广和应用。