某灌区节水改造施工探讨论文_何森

某灌区节水改造施工探讨论文_何森

广东省南雄市瀑布灌区工程管理所 广东南雄 512400

摘要:开展灌区节水改造,发展节水农业,对于保障灌区水资源的可持续利用,促进我国经济的可持续发展有着重要意义。本文结合某灌区实际工程,阐述了灌区基本情况,并针对其中存在的问题,分别从施工技术、施工方法、施工材料三个层面提出创新性节水改造措施,以达到灌区经济快速发展的目的。

关键词:节水改造;施工技术;施工方法

引言

在我国经济发展中,农业对水的需求量很大,农业在灌区中用水量更是占据很大的比重。但就目前来看,部分灌区逐渐出现失修、老化现象,致使水资源渗透严重,工程利用率并不高。因此,为了使灌溉区丰富的水资源能够得到有效利用,促进灌区国民经济的可持续发展,改善生态环境,提高农业综合生产能力,实施灌区节水改造是十分有必要的。鉴于此,本文就某灌区节水改造施工进行探讨。

1.灌区概况

某灌区全长133km,控制灌溉面积280万亩,是全国大型灌区。2010—2016年平均年引水量3.8亿m3,担负着该市西南部农业灌溉任务。

某灌区始建于1982年,经过三十多年的运行,目前存在诸多问题,主要表现在以下三个方面:灌区渠道土质差,坍塌、漏水现象严重,存在水资源浪费情况;渠系建筑物不配套,损毁严重,大部分带病运行,处于维修或报废状态;管理设施不完善,管理方式落后,管理体制不完善。

随着社会经济发展,某灌区缺水与水资源浪费矛盾日益突出。近年来,灌区水资源利用方式不科学,灌溉方式落后,用水效率低下,加剧了灌区的缺水局面。因此,某灌区急需进行节水改造,以保障灌区的长效运行。

本文从节水方式、节水能力、节水设施等方面对某灌区的节水改造措施进行分析,有针对性地提出具有创新性的施工技术、施工方法、施工材料,以期为同类灌区节水改造提供借鉴。

2.施工技术

2.1现浇混凝土压制板

某灌区的渠道护坡防渗工程中,护坡顶部的混凝土压制板原为预制混凝土块,规格为0.4m×0.3m×0.6m,尽管具有批量生产、安装方便等特点,但整体稳定性较差,易于丢失损坏或人为破坏,管理费用较高。

在灌区节水改造施工中,总结以往工程经验与教训,提出将压制板由预制改为施工期现浇,尺寸规格为0.3m×0.3m×8m,每8m设一伸缩缝,宽0.3m、厚0.3m。防渗护坡板安装完成后,固定模板一次浇注成形。实践表明,现浇混凝土压制板整体性强,不易被破坏,管理费用大幅降低。

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2.2超挖排渗施工

某灌区经过多年运行,目前已经实施8年护坡衬砌防渗工程,每年渠道衬砌长度约8km。由于防渗渠道长、输水距离远、地下水位高,导致渠道内明水及渗水量较大。渠道防渗施工时,如果采用坡脚打排渗井降水,需布置大量排水井,延长了施工工期,且工程造价较高。

灌区淤积泥沙大部分为砂质粉土,土壤渗透系数大,如果排水沟具有一定坡度和深度,就能在短期内排出明水或渗水。因此在渠道护坡防渗衬砌中推荐采用超挖排渗方式,在设计渠底线以下大断面开挖纵向排水龙沟,布置在渠道中间,深1.5m,底宽5m,边坡1∶2,集中排渗。

大量明水渗水通过排水龙沟抽排至下游后,再进行护坡基础施工,基本能够保证砌石基础干地施工。个别流沙严重或渗水排出困难的渠段,基础施工时可单独抽排或换填土解决。实践表明排水效果明显,节省了大量资金,提高了工效,保证了施工质量。

2.3振动平台应用

某灌区在以往的渠道防渗混凝土板预制过程中,采用翻转式钢模具,平板振捣器振捣,机械化程度高,生产速度快,但几何尺寸难以保证,变形幅度大,厚薄均匀度差。

经多方深入研究与分析,在原施工技术基础上,积极借鉴其他灌区的节水改造施工经验,探索采用带振动平台大型机械预制,该工艺生产效率高,压制出的混凝土板密实性好,表面光洁度高,防渗效果好。该机压板有对应设计规格的模具,预制板尺寸有保证,衬砌后渠道平整美观,整体效果好,在节水改造项目及其他灌区渠道防渗中值得大力推广。

3.施工方法

3.1机械化施工

在灌区实施节水改造工程中,渠道边坡修整及基础土方开挖以往大多采用人工施工,进度慢,工效低,渗水排出时间长。

实施节水改造工程以来,由于工程量大,某灌区率先尝试建立试点,基础开挖土方时使用小挖掘机,修整渠坡时使用挖掘机与碾压机配合,全部机械化施工。该创新施工方法既提高了速度,又保障了修坡质量。特别是在土质含水量较高的情况下,机械化施工可以一次到位。

3.2核子密度仪检测

为确保灌区节水改造施工中渠道防渗衬砌工程的施工质量,尝试采用干密度检测设备,即HS—5001C水分-核子密度仪。

核子密度仪与传统的环刀法相比具有明显优点:

检测速度快,效率高,几秒钟可以测出干密度和含水率数值,可及时反馈质量信息,加快工程进度;测出的数值准确,使工程质量能有效得到控制,环刀法采用烘干计算出的数值,误差较大,不精确;操作简便,检测、记录只需2人即可完成,节省大量人力。核子密度仪适应目前工程的现代化高科技施工要求,应大力推广应用。

3.3新型预制板尺寸

某灌区在节水改造实施以前的渠道衬砌中,一般采用锯解石板或直角梯形混凝土预制板护砌,具有费用高、错缝复杂、整体稳定性差等问题。自实施灌区节水改造工程以来,渠道防渗衬砌采用0.3m×0.5m×0.06m的长方形混凝土预制板。安装过程中,只需把水平缝调整好,竖板错缝安装,安装速度快、效率高。既美观平整,又提升了整体稳定性能,同时降低了糙率,保证了防渗效果。

4.施工材料

4.1复合土工膜

某灌区送水干线长,土质多为砂质粉土,渗透系数大,漏水严重。根据灌区特点并参考其他灌区节水改造施工经验,在部分漏水严重渠段利用膜料防渗性能优良的特点,优选复合土工膜(一布一膜)进行防渗处理,以达到节水的目的。

充分利用碾压后的砂土地基作为底部支持层,中间铺设复合土工膜作为防渗层,上部铺设0.06m厚的混凝土板作为保护层。为确保施工质量,对复合土工膜搭接缝进行焊接热和处理,完工后的防渗渠道段变为整体,大大减少了渗漏水量,达到预期的防渗效果。

4.2土工布

某灌区节水改造施工中,某段干渠渠首有1km的渠道防渗,该渠段离黄河较近,地下水位高,引水含沙量大,需在渠道衬砌下安装无沙管等排渗设施。吸取类似工程及其他灌区经验,为避免工程通水运行后,因含沙量大而导致排渗设施出口被泥沙淤积堵塞,影响排渗,造成工程损毁。经科学论证,在该段干渠渠首段的排渗管中,采用管内填塞土工布、管口包扎土工布的施工工艺。节水改造工程完工后,经过5年的引水检查,未发现泥沙堵塞管口,堤外渗水均能顺利排出。

5.结语

总而言之,灌区节水改造工程是我国实现灌区效益提升的一项重要措施,积极推进工程质量的提升,不仅可以展现出一定的社会效益和经济效益,而且对于灌区的发展和我国农业进步均有着积极的意义。因此,相关部门应当逐步增加资金投入力度,尽快加大灌区的节水改造工作,从施工技术、施工方法、施工材料三个层面之上,施行多种具有创新性的措施,以提升灌区的水资源利用率,进而促进我国经济的可持续发展。

参考文献:

[1] 芦彦, LUYan. 闫潭引黄灌区续建配套与节水改造工程效益分析[J]. 水利建设与管理, 2015(7):57-59.

[2] 霍秀坤. 简述灌区续建与节水改造施工技术的运用[J]. 中国科技投资, 2016(8).

[3] 谢家军. 对灌区节水改造工程施工的探讨[J]. 工程技术:文摘版, 2016(8):00317-00317.

论文作者:何森

论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期

论文发表时间:2018/5/18

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