防渗渠道施工工艺在农田水利工程中面临的挑战

1.材料性能受限，影响工程寿命

防(fang)渗(shen)材(cai)料(liao)长(zhang)期(qi)暴露在(zai)复(fu)杂(za)自(zi)然环境(jing)中，材(cai)料(liao)性(xing)能会(hui)逐渐(jian)下(xia)(xia)降致(zhi)使工程效(xiao)能减弱，混凝土(tu)衬(chen)(chen)(chen)(chen)砌在(zai)长(zhang)期(qi)水(shui)(shui)流冲刷、冻(dong)融循环作用下(xia)(xia)容(rong)易(yi)(yi)出现裂缝、剥(bo)落，而(er)聚乙烯、聚氯乙烯等塑膜类衬(chen)(chen)(chen)(chen)砌材(cai)料(liao)则容(rong)易(yi)(yi)在(zai)长(zhang)期(qi)紫(zi)外线(xian)照射下(xia)(xia)老化变脆进而(er)破损渗(shen)漏，部分(fen)防(fang)渗(shen)材(cai)料(liao)在(zai)与(yu)水(shui)(shui)体长(zhang)期(qi)接触后会(hui)发生化学(xue)(xue)降解(jie)或生物(wu)降解(jie)，影(ying)响防(fang)渗(shen)效(xiao)果，使得渠道在(zai)运行几(ji)年后渗(shen)漏率逐渐(jian)上升从(cong)而(er)降低了(le)(le)农田灌(guan)溉有(you)(you)效(xiao)性(xing)。不同区域(yu)的(de)土(tu)壤、气候、地下(xia)(xia)水(shui)(shui)条(tiao)件对防(fang)渗(shen)材(cai)料(liao)适(shi)应性(xing)提(ti)出了(le)(le)较高要求，而(er)部分(fen)防(fang)渗(shen)材(cai)料(liao)在(zai)极端环境(jing)中容(rong)易(yi)(yi)出现性(xing)能下(xia)(xia)降，在(zai)高寒(han)地区低温混凝土(tu)衬(chen)(chen)(chen)(chen)砌层产(chan)生冻(dong)胀裂缝，而(er)柔性(xing)衬(chen)(chen)(chen)(chen)砌材(cai)料(liao)在(zai)反(fan)复(fu)冻(dong)融过程中会(hui)因脆性(xing)增加(jia)而(er)断裂，盐碱地区由于地下(xia)(xia)水(shui)(shui)中含有(you)(you)较高浓度的(de)氯化物(wu)与(yu)硫(liu)酸盐，部分(fen)材(cai)料(liao)会(hui)因化学(xue)(xue)腐(fu)蚀导致(zhi)结构损坏甚至(zhi)内部钢筋锈蚀，在(zai)高地下(xia)(xia)水(shui)(shui)位地区水(shui)(shui)流浮力(li)以及侧向压力(li)会(hui)使塑膜衬(chen)(chen)(chen)(chen)砌层出现鼓包或撕(si)裂从(cong)而(er)影(ying)响整体防(fang)渗(shen)效(xiao)果。

2.工艺(yi)复杂提升，施工质(zhi)量难控

防渗(shen)渠道施工(gong)前需要对(dui)渠道基(ji)底进(jin)行严格平(ping)整与压实(shi)处(chu)(chu)理(li)(li)(li)，使防渗(shen)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)紧密(mi)贴合(he)渠道表面形(xing)成完整防渗(shen)层，由于农田水(shui)利工(gong)程(cheng)建设区域通常(chang)(chang)土(tu)(tu)质(zhi)复(fu)杂，存在(zai)沙质(zhi)土(tu)(tu)、黏性土(tu)(tu)或(huo)碎石土(tu)(tu)等(deng)不(bu)同(tong)地质(zhi)条件(jian)，若(ruo)(ruo)(ruo)(ruo)基(ji)层处(chu)(chu)理(li)(li)(li)不(bu)当容易(yi)造(zao)(zao)成材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)变形(xing)、沉(chen)(chen)降(jiang)(jiang)或(huo)断(duan)裂(lie)，若(ruo)(ruo)(ruo)(ruo)基(ji)底未(wei)充(chong)分压实(shi)，渠道在(zai)运行过程(cheng)中(zhong)(zhong)会因局部不(bu)均(jun)匀沉(chen)(chen)降(jiang)(jiang)造(zao)(zao)成混(hun)凝土(tu)(tu)衬(chen)砌(qi)层开(kai)裂(lie)，或(huo)柔性防渗(shen)膜(mo)出(chu)现(xian)褶皱甚至破裂(lie)进(jin)而(er)(er)影响(xiang)防渗(shen)效果。施工(gong)过程(cheng)中(zhong)(zhong)若(ruo)(ruo)(ruo)(ruo)基(ji)层存在(zai)大粒径(jing)石块或(huo)尖锐(rui)物质(zhi)会将防渗(shen)膜(mo)刺穿，降(jiang)(jiang)低整体防渗(shen)能力(li)并影响(xiang)最终(zhong)工(gong)程(cheng)质(zhi)量。防渗(shen)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)接(jie)(jie)缝(feng)(feng)处(chu)(chu)理(li)(li)(li)是影响(xiang)整体防渗(shen)性能的关键，而(er)(er)不(bu)同(tong)类型防渗(shen)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)拼(pin)接(jie)(jie)过程(cheng)中(zhong)(zhong)存在(zai)较(jiao)大施工(gong)难度，混(hun)凝土(tu)(tu)衬(chen)砌(qi)通常(chang)(chang)需要设置伸缩缝(feng)(feng)，以(yi)应对(dui)温度变化造(zao)(zao)成的体积收缩与膨胀，但(dan)若(ruo)(ruo)(ruo)(ruo)伸缩缝(feng)(feng)未(wei)填充(chong)合(he)适的密(mi)封(feng)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)，长期(qi)使用过程(cheng)中(zhong)(zhong)会因密(mi)封(feng)失效而(er)(er)出(chu)现(xian)渗(shen)漏(lou)，而(er)(er)对(dui)于塑膜(mo)类防渗(shen)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)，其(qi)接(jie)(jie)缝(feng)(feng)通常(chang)(chang)采用热焊接(jie)(jie)或(huo)胶粘拼(pin)接(jie)(jie)，但(dan)焊接(jie)(jie)过程(cheng)中(zhong)(zhong)若(ruo)(ruo)(ruo)(ruo)温度控制不(bu)当会出(chu)现(xian)焊缝(feng)(feng)熔接(jie)(jie)不(bu)均(jun)匀从而(er)(er)影响(xiang)密(mi)封(feng)效果，而(er)(er)在(zai)大风、低温、高湿(shi)等(deng)恶劣(lie)施工(gong)环境下，接(jie)(jie)缝(feng)(feng)拼(pin)接(jie)(jie)质(zhi)量难以(yi)保证进(jin)而(er)(er)增加了后期(qi)渗(shen)漏(lou)风险。

3 初期(qi)投入增加，推广应用受阻

高性能防渗(shen)材(cai)(cai)料(liao)生产成本较高会使(shi)得(de)整体(ti)工(gong)程(cheng)(cheng)造价上升，因(yin)此，混凝土(tu)(tu)衬砌渠道(dao)造价远(yuan)高于(yu)(yu)传统(tong)土(tu)(tu)渠，而采用(yong)HDPE防渗(shen)膜(mo)或沥青混凝土(tu)(tu)的衬砌工(gong)程(cheng)(cheng)，其(qi)成本甚(shen)至比普通混凝土(tu)(tu)衬砌高，对于(yu)(yu)复合土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)、防水砂(sha)浆等部分新型(xing)防渗(shen)材(cai)(cai)料(liao)，由于(yu)(yu)市(shi)场推广尚处于(yu)(yu)初期阶段材(cai)(cai)料(liao)价格较高，使(shi)得(de)工(gong)程(cheng)(cheng)单(dan)位(wei)与农(nong)户(hu)在作出(chu)经济(ji)(ji)决(jue)策时面临(lin)较大经济(ji)(ji)压力(li)。防渗(shen)渠道(dao)施(shi)工(gong)过程(cheng)(cheng)中需要(yao)使(shi)用(yong)塑膜(mo)焊接机(ji)(ji)、混凝土(tu)(tu)摊铺机(ji)(ji)等专(zhuan)业设备(bei)进行铺设、焊接、压实，而设备(bei)购置、维护成本较高，防渗(shen)施(shi)工(gong)对技(ji)术人(ren)员专(zhuan)业技(ji)能要(yao)求较高，传统(tong)水利施(shi)工(gong)人(ren)员缺乏(fa)相(xiang)应(ying)培训，施(shi)工(gong)质量难(nan)以保证，在偏远(yuan)农(nong)村(cun)地区(qu)专(zhuan)业技(ji)术人(ren)员短缺则进一步加剧了这(zhei)一问题使(shi)得(de)防渗(shen)技(ji)术应(ying)用(yong)面临(lin)困(kun)难(nan)。

4.后(hou)期修复繁琐，运行(xing)管理受限(xian)

防(fang)(fang)(fang)(fang)渗(shen)(shen)渠(qu)(qu)道(dao)(dao)(dao)在(zai)长(zhang)期(qi)运行(xing)过程中(zhong)受温(wen)差变化(hua)、地(di)基沉(chen)降(jiang)、渠(qu)(qu)道(dao)(dao)(dao)水(shui)(shui)(shui)流(liu)冲(chong)刷等因素(su)影(ying)响，衬(chen)砌(qi)层会出现裂(lie)缝(feng)、剥落等问题(ti)导致局(ju)部渗(shen)(shen)漏，尤其(qi)是混凝土(tu)衬(chen)砌(qi)渠(qu)(qu)道(dao)(dao)(dao)，随(sui)着(zhe)使用年限的(de)(de)增加(jia)，表(biao)面(mian)(mian)因冻(dong)融循环产(chan)生(sheng)裂(lie)缝(feng)，若不及(ji)时修(xiu)复(fu)裂(lie)缝(feng)会逐(zhu)渐扩大最终造(zao)成(cheng)局(ju)部衬(chen)砌(qi)脱落进而影(ying)响渠(qu)(qu)道(dao)(dao)(dao)输水(shui)(shui)(shui)能(neng)(neng)力(li)。而柔性防(fang)(fang)(fang)(fang)渗(shen)(shen)膜类(lei)材料一旦发生(sheng)撕裂(lie)，修(xiu)复(fu)较为复(fu)杂(za)，需(xu)使用专门的(de)(de)焊接设备进行(xing)补(bu)修(xiu)，且修(xiu)补(bu)后(hou)(hou)接缝(feng)密(mi)封(feng)效(xiao)果难以恢复(fu)到(dao)原(yuan)始(shi)状态，由(you)于部分(fen)(fen)渠(qu)(qu)道(dao)(dao)(dao)施工地(di)势复(fu)杂(za)，裂(lie)缝(feng)修(xiu)复(fu)工作(zuo)需(xu)要(yao)专业技术支持，增加(jia)了运维(wei)(wei)难度(du)也使得(de)防(fang)(fang)(fang)(fang)渗(shen)(shen)渠(qu)(qu)道(dao)(dao)(dao)长(zhang)期(qi)维(wei)(wei)护日益(yi)面(mian)(mian)临挑战。尽管(guan)防(fang)(fang)(fang)(fang)渗(shen)(shen)渠(qu)(qu)道(dao)(dao)(dao)能(neng)(neng)够减(jian)少(shao)渗(shen)(shen)漏，但长(zhang)期(qi)运行(xing)过程中(zhong)容(rong)(rong)易受到(dao)泥(ni)沙(sha)淤积、杂(za)草生(sheng)长(zhang)、藻(zao)类(lei)繁殖等问题(ti)的(de)(de)影(ying)响导致输水(shui)(shui)(shui)能(neng)(neng)力(li)下(xia)降(jiang)。在(zai)部分(fen)(fen)土(tu)壤松散地(di)区，雨水(shui)(shui)(shui)或灌溉过程中(zhong)带来的(de)(de)泥(ni)沙(sha)容(rong)(rong)易沉(chen)积在(zai)渠(qu)(qu)道(dao)(dao)(dao)底部，形成(cheng)淤堵影(ying)响水(shui)(shui)(shui)流(liu)畅(chang)通；而在(zai)富营养化(hua)水(shui)(shui)(shui)体较多地(di)区，水(shui)(shui)(shui)中(zhong)藻(zao)类(lei)繁殖较快易在(zai)防(fang)(fang)(fang)(fang)渗(shen)(shen)衬(chen)砌(qi)表(biao)面(mian)(mian)形成(cheng)附着(zhe)层，降(jiang)低输水(shui)(shui)(shui)效(xiao)率；由(you)于部分(fen)(fen)防(fang)(fang)(fang)(fang)渗(shen)(shen)渠(qu)(qu)道(dao)(dao)(dao)坡度(du)较缓、流(liu)速降(jiang)低，渠(qu)(qu)道(dao)(dao)(dao)内杂(za)草与漂浮物难以被水(shui)(shui)(shui)流(liu)冲(chong)走，需(xu)要(yao)定期(qi)进行(xing)清理，否(fou)则长(zhang)期(qi)积累会影(ying)响输水(shui)(shui)(shui)能(neng)(neng)力(li)。然而与传统土(tu)渠(qu)(qu)相比，防(fang)(fang)(fang)(fang)渗(shen)(shen)渠(qu)(qu)道(dao)(dao)(dao)表(biao)面(mian)(mian)相对光滑，机械化(hua)清理难度(du)较大且人(ren)工清理成(cheng)本较高给后(hou)(hou)期(qi)运维(wei)(wei)带来额外负(fu)担。