簡述U型渠襯砌的施工方法

王 力

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 U型渠性能簡述

U形斷面渠道采用底部為半圓或弧形、上部為一定傾角直線段的斷面形式，與梯形斷面渠道相比，具有流速分布均勻，近似最佳水力斷面，流速較快，改善了防滲襯砌渠道膨脹變形分布的不均勻性，且渠底有一定的反拱作用，可以減輕凍害，減少裂縫和錯臺現(xiàn)象。

山西省新絳縣作為2013年全國小農(nóng)水改造重點縣，廣泛應用了U型渠進行舊渠改造，本文以新絳縣古交灌區(qū)D600渠為例，論述U型渠襯砌的施工方法，該渠道斷面圖見圖1。

圖1 D600混凝土U型渠斷面

2 U型渠襯砌的施工方法

U型渠施工主要分為5個工序：①清基、夯實；②土方回填、夯實；③U型槽開挖；④混凝土襯砌；⑤渠道斷面整修。

2.1 清基、夯實

本工程以舊渠改造為重點，首先采用60型挖機把原渠道上混凝土板全部清除，農(nóng)用三輪車運走，將開挖工程區(qū)域內(nèi)的樹根、雜草、垃圾、廢渣和其他障礙物清除掉。把原渠道里外兩側(cè)草根之類的雜物清除出去，清基20 cm，拿鏟斗夯實。

2.2 土方回填、夯實

回填的土方必須做回填碾壓試驗，回填碾壓試驗的主要內(nèi)容為：選擇最優(yōu)含水量下的土料最大干容重，并繪制含水量及干容重關(guān)系曲線，根據(jù)所確定的壓實度指標再進行工地施工現(xiàn)場的回填試驗，從而選擇最終的壓實機械及相應的壓實參數(shù)，以便在實際施工中能更好地掌握回填的施工工藝。試驗得出最佳含水率，合格后采用，在回填土料挖運過程中，要密切注意其含水量，含水量不合格的土料絕對不允許裝車運輸。如果因自然降雨而導致土料的含水量增加而遠遠超出最優(yōu)含水量時，應及時對土料進行翻曬，待其含水量達到或接近最優(yōu)含水量后，方可裝車運輸。土場放置一臺30裝載機，5臺農(nóng)用三輪車進行拉土，配合一臺60型小型反鏟挖掘機進行攤鋪，農(nóng)用三輪車從土場裝土直接開到需要回填的U型渠處，采用進占的方法倒土，見挖機在渠道前面，倒完一車挖機進行攤鋪后用鏟斗進行夯實，依次類推，為加快施工進度，渠道依地勢100 m左右修筑1個回車臺，D60渠深60 cm，為保證渠線順直，一般回填要比實際高出5cm，即回填65cm。為保證工程質(zhì)量，分兩層填筑，一次30～35cm，分層碾壓，分層填筑。

2.3 U型槽開挖

土方回填完成后，測量人員采用全站儀或者經(jīng)緯儀放線，為了使渠線美觀,在不影響使用的前提下渠線盡量要形成一直線，每隔25m打一木樁，灑白灰作為U型渠的邊線，測量好高程后進行開挖，開挖分為兩步：第一步采用小挖機換小斗（斗寬60 cm）進行開挖，挖機開挖時順著白灰線進行開挖，挖機開挖完成后進行下一步（每100 m為一段）；第二步開挖采用人工精修，測量人員采用水準儀在邊樁上放高程,并做好記錄，告知帶班技術(shù)人員進行現(xiàn)場指導開挖，首先用Ф8的圓鋼做一到三個U型渠的模型，見圖2。

圖2 D60渠模型圖

工人把兩個模型間距3m放入已開挖過的渠道內(nèi)，從高程樁上定好高程，拉好工程線依照模型修整，修整好后測量人員對高程進行復測，防止倒坡發(fā)生，全部合格后，進行下一段土模精修，土模精修完成后要及時灑水養(yǎng)護，防止干裂，為下一步混凝土襯砌做準備?；炷烈r砌前要保證精修土模完成200 m以上。

2.4 混凝土襯砌

2.4.1 U型機構(gòu)造

混凝土襯砌采用渠道U型機襯砌 ，U型機靠一個動力實現(xiàn)自動行走，自動下料，自動振搗，收邊壓頂一次成型。主要由以下幾部分組成前部分為料斗，地錨，鋼絲繩，中部為柴油機，偏心激振器，離合器，減速器，卷揚機，后部為拖模，壓頂修邊器，水平儀。柴油機通過皮帶連接到偏心激振器和離合器上，離合器另一端連接減速器帶動卷揚機實現(xiàn)行走，偏心激振器實現(xiàn)振搗，拖模和壓頂修邊器將振搗好的混凝土一次成型。U型機的外觀見圖3。

U型渠混凝土方量小，改造渠道的位置比較分散，故不能單獨建混凝土拌和站，采用小型滾筒式攪拌機，混凝土材料水泥、石子、砂子、水均要符合配合比規(guī)定的數(shù)值，混凝土拌和后應迅速運至澆筑地點，運輸中不應有分離、漏漿和嚴重泌水現(xiàn)象。本工程所有混凝土的運輸全部采用農(nóng)用三輪車進行運輸，農(nóng)用三輪車應時常保持清潔，以免影響混凝土拌和物質(zhì)量?；炷寥雮}時應防止離析。

圖3 U型機外型

2.4.2 U型機入位

U型機用挖機或裝載機吊入已修整好的土模內(nèi)，距前方50～100 m處打入地錨，把U型機的鋼絲繩通過掛鉤掛到地錨的滑輪掛鉤上。

2.4.3 襯砌

調(diào)整好U型機水平后踩下離合器，發(fā)動枈油機，三輪車把拌和好的混凝土運到U型機邊上開始襯砌。U型機上配備三人，三輪車上配備三人，負責往U型機料斗內(nèi)鏟料，其中一人負責開機械和看水平儀，U型機必須保持水平，否則渠身厚度不一，兩邊壓沿不在同一高度?？梢酝ㄟ^一側(cè)壓土袋的方法解決。其余兩人一邊一人負責兩邊渠邦，U型機襯砌速度的快慢則通過油門和離合器進行控制，大約每分鐘50～60 cm。U型渠3m要留一道伸縮縫，人工用鐵鍬垂直于渠中心線鏟一條寬為2cm、厚3cm的伸縮縫。

2.4.4 收面、壓沿

因U型機襯砌過水斷面為毛面，需要水泥漿抹面，當U型機襯砌過20 m后，進行混凝土收面、壓沿，伸縮縫填充，用5cm寬、2cm厚、95cm長的木板兩根，間距大約為6m，兩塊木板并排放置，用工程線一頭綁住兩根木板的一端，另一根工程線根據(jù)渠口寬度（71.4cm)處把兩塊木板綁在一起，兩塊木板用工程線連接，連接好后，一塊木板放入渠道一頭，另一塊放入渠道另一頭，把工程線繃緊把木板定位，重新測量木板的兩根線距離是否為渠口寬度，如不在則需要調(diào)整，調(diào)整好后把木板定位，則可以通過工程線對渠線各渠身進行檢驗，用兩個泥抹子垂直90°沿渠線向下游走，一手壓住上壓沿，一手輕拍。渠身調(diào)整也類似渠口線調(diào)整方法，渠口線調(diào)整完成后把木板、工程線撤掉，用不小于襯砌混凝土的砂漿進行抹面，人工拌和好砂漿后，用鐵鍬鏟到渠口壓沿處，順渠身向下倒，人工用兩個泥抹子垂直90°，一個平放在壓沿上，另一個則垂直壓沿順著渠道下游行走，渠身則用人工用泥抹子進行抹面，反復抹兩次，伸縮縫處用1：1：4的瀝青砂漿灌注，壓沿采用長2m、寬5cm的鋁合金空心板放在壓沿上，量好尺寸，沿著外側(cè)劃線，把多余混凝土清除干凈。渠底用抹子收面后用掃帚稍微掃一下即可，完成后大概15min后用塑料薄膜覆蓋，防止水分蒸發(fā)過快引起混凝土干裂。

2.5 渠道斷面修整

根據(jù)設計圖紙整修渠道斷面，渠道兩側(cè)壓沿各向外回填50 cm土，根據(jù)地形條件按1:1坡采用人工修整,電夯夯實，分層回填。

3 要點控制

1）回填的土方必須為含水量合適的土，干則壓不實，回填的土方必須壓實，否則過水后將出現(xiàn)不均勻沉降，影響使用。

2）渠口線盡量要保持直線，但因地形所限，不能形成直線的弧度一定要平滑過度。

3）U型機襯砌時必須保持水平，否則渠身厚度不一，兩邊壓沿不在同一高度。

4）混凝土襯砌一定要振搗密實，速度不能過快，否則容易塌坍。

4 結(jié)語

U型渠占地面積少，一般較梯形斷面渠道節(jié)省渠道占地1/2左右.由于渠口窄，可節(jié)省土地，減少挖填土方量。U型渠施工簡易，進度快，采用機械施工工效高，速度快，質(zhì)量好，整體性強，且便于管理，投資少。