探究大中型灌区续建配套与节水改造实施中存在的问题及建议_1

探究大中型灌区续建配套与节水改造实施中存在的问题及建议
发布时间：2021-11-12T12:08:25.714Z 来源：《防护工程》2021年23期作者：卢少军[导读] 改善农村生态，缓解灌区水资源利用不合理和资源短缺诸多问题。

平南县东平水库管理所广西壮族自治区贵港市 537313摘要：当前，我国灌区，有超过450余处，灌溉面积达到30万亩，占据国内耕地约15%。

灌区设备的顺利运行是粮食生产和安全的重要保障，也是农村经济的重要支撑。

部分大中型灌区由于建设时间较早，经过连年运行，其排灌能力不断降低，灌溉效益也难以发挥。

因
此，为了将灌区效益衰减这一现状改善，由国家发改委牵头，和水利部共同启动续建配套的节水改造项目。

下文结合某灌区实际运行情况，对于其续建配套、节水改造等工程建设进行分析，明确工程实施环节存在的问题，并提出对应解决策略，期待提高灌区建设质量。

关键词：大中型灌区；续建配套；节水改造；实施问题；解决建议
引言：
我国针对大中型灌区，采取续建配套与节水改造建设，优先在粮食主产区、水资源的供需矛盾严重区以及经济欠发达地区进行改造，对于存在严重病险类型的渠首工程、建筑物以及干支渠等工程进行改造。

改造以后，能够将灌溉条件恢复，使农业生产实现节约用水，改善农村生态，缓解灌区水资源利用不合理和资源短缺诸多问题。

一、灌区概况
某灌区处于黄河下游，属于兴建较早的大型灌区，灌溉范围包括5个县，实际灌溉面积能够达到512万亩，灌区内人口数量超过40万，干渠有9条，支渠有190条，干渠长度97公里，支渠总长度达233公里，所有干渠和支渠拥有300座建筑物。

自续建配套、节水改造等项目启动以后，该灌区共计进行6次工程改造建设，累计投资超过6，000万。

改造项目实施以后，修建衬砌渠道20余公里，节制闸维修2座，支门新建和改建数量共计41座，新建3座测水桥，新建交通桥3座，渠堤道路修建长度达到17公里。

上述改造项目实施以后，将该灌区的供水条件极大改善，不但节约了水资源，而且还呈现出良好的经济、社会和生态效益。

该灌区在干渠衬砌项目改造过程，利用防渗技术，主要利用全断面和半断面衬砌施工技术。

选择梯形断面设计渠道，利用C20预制混凝土板作为护坡，厚度6cm，在混凝土板下方设置土工布，每平方米用量500g，在渠道底部两侧的坡脚位置设计砌石混凝土，作为封顶尺墙，沟渠底侧设置塑料薄膜，厚度0.2mm，和渠底相距60cm。

衬砌工艺应用流程为，先修整渠槽土方，并在渠底铺设塑料膜，回填土方并且夯实，在底角取墙上砌筑混凝土板，勾缝以后浇筑坝面。

整个施工流程涉及土方施工、砌石施工和混凝土施工，施工内容复杂，技术含量较高，因此为改造过程带来较大挑战[1]。

二、大中型灌区在续建配套和节水改造实施存在的问题（一）沙土回填问题
该灌区在续建配套、节水改造项目启动以后，重点建设项目为第2条干渠的衬砌施工，首段衬砌长度1.3km，还涉及2座节制闸的维修。

衬砌施工环节，将渠道源宽度缩短，由原来25m变为现在18m，因此土方回填为重点工序，按照技术要求，采取“上三压二”回填方式，即虚土厚度30cm，经过压实以后厚度为20cm，其干密度1.6t/m3。

经检测，部分未知的回填施工干密度难以达到要求，主要是施工队没有按照要求施工。

（二）铺设薄膜问题
根据设计要求，干渠衬砌项目施工应该在沟渠底部60cm位置处铺设塑料薄膜，厚度0.2mm。

在施工以前，需要利用机械对于沟渠底部的土方进行开挖，利用人工方式平整，之后展开薄膜铺设施工，按照水流方向进行铺设，以滚动式展开，注意薄膜之间搭接长度应该超过30cm，所有沟渠底部薄膜铺设并且搭接完毕以后，展开沟渠土方的回填和压实施工。

然而，上述工序结束以后，展开齿墙砌筑时，发现塑料膜的宽度不足，难以与土工膜搭接。

（三）坡脚塌陷问题部分衬砌工程在冬季施工，渠道运行以后，出现护坡下方第一行板塌陷问题，由于此缺陷的发生，使得渠坡脚到第1条和第2条纵缝位置出现裂缝，导致水渗透其中，积存在混凝土板下，在冬季外界环境气温下降，出现冻胀问题，对渠坡造成损坏，还会对其稳定运行产生影响[2]。

（四）衬砌板冻胀问题
该项目当中渠坡的横伸缩缝衬砌板，外界温度降低时，容易出现冻胀问题。

灌区渠道的衬砌项目在渠坡位置设置了横向伸缩缝，间隔12.4m设置一处，厚度6cm，伸缩放底层设置砂浆层，厚度2cm，中间为沥青胶泥，厚度2cm，上层使用砂浆封层，厚度2cm。

冬季来临以后，伸缩缝周围的混凝土板出现明显的冻胀破坏。

（五）流沙层回填问题
在衬砌施工环节，遇到部分渠道存在流沙层，从表面上来看，渠道底部的土质相对较好，然而，人员、机械在上方行走时，会立即下沉，这一地质情况对施工造成巨大挑战。

渠道回填施工阶段，回填土在机械碾压以后，黏度增加，可能变为橡皮土，还有可能出现泉眼，导致土方不能完全压实。

施工过程虽然使用开挖排水施工方式，对于首层回填土也适当加厚，然而，因为沙土本身渗水系数低，加上改造项目工期紧，使得降水时间不充足，影响降水效果。

（六）渠道削坡问题
衬砌施工过程当中，边坡修整大多利用机械完成收坡作业，预留土层，厚度10cm，之后使用人工的方式进行逐渐切削，快到设计值的时候，使用挂线进行精调，保证达到坡面的标准1：2。

该项目在施工阶段，部分施工人员在土方回填结束以后即可进行大面积的机械收坡，在人工削坡结束以后，未能保证“干一段成一段”，这样还有工序未完成。

在气温的冷热交替过程当中，出现新挖土坡出现冻结问题。

施工环境温度快速变化，经过一夜，冻土层的厚度能够达到4cm，部分利用机械进行收坡时，持续几天以后冻土层厚度约20cm。

因为机械收坡作业环节，保护层的预留相对较薄，而人工作业也基本完成，因此，施工过程温度骤降，对于工程造成严重影响，导致施工人员需要先将冻片揭开，才能施工，这样无疑会对渠坡造成损伤。

如果冻层较厚，还需要利用机械辅助，可能导致已经施工结束的渠坡被超挖，不但影响施工质量，而且还会延误工期，带来极大经济损失。

三、大中型灌区在续建配套和节水改造实施问题解决对策
（一）沙土回填问题解决措施
经过监理、技术员对现场展开全面调查，获知该干渠的渠首两侧的弃土是渠道清淤留下的泥沙，因为沙粒较细，大部分为粉沙，含水量不足10%，按照现场实际情况，经过管理人员详细分析，总结出压实施工未达到要求的原因和土质相关，同时也与土壤实际含水量相关。

对此，采取如下解决措施，先对土方展开含水量测试，之后进行压实试验，按照施工要求和含水量差异，完成碾压试验。

结果表明当含水量介于16~19%之间，土质干密度能够达到1.55t/m3，进而达到施工要求，在人员测算以后，按照该标准进行验收，可满足工程建设质量要求。

（二）铺设薄膜问题解决措施
通过现场实地观察和分析，产生施工问题主要原因为节水改造项目设计环节，对于薄膜施工的宽度参考渠道净宽而设计，具体施工阶段，虽然渠底位置以人工的方式整平，但是沟渠底部土仍然呈现虚实不同或者高低起伏这类问题，部分渠段的底部位置还有淤泥存在。

在渠底土方的回填施工环节还导致塑料薄膜变形收缩，因此出现上述施工问题。

还有可能是铺设薄膜阶段，没有和支持面贴实，使得薄膜下方可能有明水、空气等进入，因此在土方回填施工阶段，可能导致内部水分或者空气未能顺利排出，致使薄膜鼓胀、悬空等现象出现。

所以，为了改善上述施工问题，由项目部统一指导，对设计单位提出要求，在施工设计过程应该结合实际，预留充足余量，还需要对施工工序严格监管，要求人员在干燥的环境下铺设薄膜，如果渠底存在明水，那么应该及时排除，保证薄膜铺设要与支持面紧密贴合，将下方空气排出。

除此之外，渠底土的回填需要从一端开始，向另一端循序渐进进行，这样能够保证膜下的空气、水分顺利被排除，以免空气和水集中在膜下方，避免多么出现褶皱或者鼓胀类问题[3]。

（三）坡脚塌陷问题解决措施
对于改造项目施工流程进行分析，在渠底两侧需要利用砌石混凝土作为封顶齿齿墙，墙高度为60cm，现浇混凝土，型号C15，高度
15cm，砌石选择M10的混凝土砌筑，高度45cm，齿墙的顶部宽度为45cm，底部宽度为60。

砌筑齿墙过程当中，为了便于施工，部分施工人员在坡脚位置开挖施工面，因为空隙相对较窄，因此为土方回填和土方夯实带来困难，由于回填土出现沉降，导致坡脚板出现塌陷。

除此之外，还与现场管理有直接关联，因为管理者缺乏经验，因此，在回填土施工方面监管不够严格。

针对该工程实际施工情况，可以采取如下改进措施：第一，对于基础齿墙进行砌筑，需要明确规定，和坡脚靠近的位置不可以私自开挖，防止出现超挖问题，对于后续施工造成影响；第二，强化现场施工的过程监管，如果出现超挖问题，那么要重新对土方回填这一工序进行上报，由监理验收，并且利用铁锤作为夯实工具，进行分层夯实，最大限度确保回填土方密实程度。

（四）衬砌板冻胀问题解决措施
分析混凝土板出现冻胀的主要原因，主要是施工过程对于胶泥的填充量相对较少，而砂浆的用量较多，使用高标号泥浆材料进行施工，伸缩缝结构较硬，容易出现裂缝。

在灌区施工以后，可以对施工设计进行更改，在底层铺上一层油毡，中间使用厚度为4cm的胶泥，上保护层利用厚度2cm的砂浆，对于砂浆标号合理控制，处于75左右即可，能够解决衬砌板发生冻胀这一问题。

（五）流沙层回填问题解决措施
对于流沙地段回填施工遇到的问题，经过现场管理者深度分析，对于施工方法进行探索，主要原因有两点，一方面，施工地段所处流沙层，受到地下水影响，土壤中水分含量较高；另一方面，沙土拥有渗水系数相对较，项目工期紧，未能达到良好的降水效果。

所以，施工阶段，如何对于土壤排水需要相关人员重点考虑。

有技术人员提出，对于地基进行碾压排水，并且利用该方法也取得了较好的施工成效。

具体技术流程为，先挖深度为1.5m的渗水沟，之后利用机械在原地基上碾压3遍，将水挤压出来，流进渗水沟，待14~20h以后，重新取土，展开回填和碾压作业。

这样碾压结束之后土质可以达到施工要求[4]。

（六）渠道削坡问题解决措施
在冬季，该项目的衬砌项目施工环节，涉及边坡修整这一操作工序的时候，应该将气温因素考虑其中，不可采取机械收坡，导致收坡作业量超高。

需要注意，利用机械粗削，配合人工精削，保持二者速度相同，如果利用人工削坡，那么需要当天开工，当天结束，不可以留下尾工，还需要注意，如果超挖问题已经出现，那么需要利用垂砂进行处理。

结束语：
总之，经过上文分析，结合灌区的续建配套、节水改造项目实施情况，可以看出，实施阶段由于干渠土质存在不同，地下水位存在差异，气温不同等诸多因素，影响施工。

因此，需要全面分析上述问题，并且制定优化施工方案，对灌区施工和运管提供指导，不断提高大中型灌区的改造建设效益。

参考文献：
[1]高升.浅谈大中型灌区现代化改造的总体思路[J].治淮，2021（01）：60-61.
[2]陈明忠.加快推进灌区续建配套与现代化改造夯实国家粮食安全水利基础[N].中国水利报，2021-01-14（001）.
[3]纪平.推进大中型灌区现代化建设筑牢国家粮食安全根基[J].中国水利，2020（09）：1.
[4]张龙.新疆大型灌区续建配套与节水改造项目的建设成效和问题思考[J].水利技术监督，2020（02）：73-75.。