“U”型渠道的設(shè)計(jì)方法及施工策略探討

艾比布拉·依明

摘 要 U型混凝土渠道是一種穩(wěn)定性強(qiáng)、整體程度高的經(jīng)濟(jì)實(shí)用型襯砌渠道，它可以減少渠道水滲漏現(xiàn)象，提高水資源利用效率，增強(qiáng)水利工程經(jīng)濟(jì)效益，從而被廣泛應(yīng)用灌區(qū)改造與田間配套。基于此，探討U型混凝土渠道的設(shè)計(jì)方法和施工策略，以期為有效建設(shè)、充分利用U型渠道提供可靠的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 U型渠道；設(shè)計(jì)方法；施工策略

中圖分類號(hào)：TV543 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2015）18--02

結(jié)合我國當(dāng)前情況來看，U型渠道是一項(xiàng)有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)水增效的重要舉措，它不僅防滲漏性能好，還能夠抵抗凍脹破壞，在農(nóng)田灌溉運(yùn)輸水源中有著不可替代的作用，其結(jié)構(gòu)性能甚至關(guān)系著未來農(nóng)業(yè)發(fā)展方向。因此，有關(guān)U型渠道的設(shè)計(jì)方法與施工策略越來越受到社會(huì)重視[1]。

1 U型渠道的設(shè)計(jì)方法

1.1 渠道斷面的設(shè)計(jì)

一般來說，U型渠道的深寬比應(yīng)當(dāng)控制在0.75～0.80。但是，綜合分析比較占地面積、工程造價(jià)以及水力條件，對于流量較小的小型渠道可以適當(dāng)增大深寬比到1.0。此外，據(jù)有關(guān)實(shí)踐數(shù)據(jù)可知：在田間配套方面，U型渠道的半徑應(yīng)當(dāng)保持在10～60 cm，襯砌厚度最好在5～6 cm。

1.2 地基凍脹的設(shè)計(jì)

地基凍脹設(shè)計(jì)主要是為了避免因冬季水分遷移而造成地基凍脹破壞。首先，要增加圓弧部分的剛度，使用寬淺斷面以縮小斷面深寬比。其次，要適量鋪設(shè)一層塑料薄膜，減少凍脹力與小槽體的抬阻力，防止?jié)B漏[2]。再者，要給渠道路基換填：通常將挖埋深度控制在易凍土壤深度的1/2～2/3，然后適當(dāng)選取砂礫石等材料進(jìn)行換填，以改善并提高渠道基礎(chǔ)的土壤條件。最后，要放緩U型渠道的直線段邊坡，一般情況下，可以將外傾角增加到10°左右。

1.3 伸縮縫的設(shè)計(jì)

一般而言，U型混凝土渠道只設(shè)置橫向伸縮縫，而沒有縱向伸縮縫。工程實(shí)踐證明：首先，小型渠道伸縮縫平均間距為5～6 m，縫寬保留2 cm左右最佳，這樣方便注塞填料。其次，伸縮縫縫形分為梯形縫與矩形縫兩種。梯形縫適合現(xiàn)場灌充填料，矩形縫則更適合在施工過程中直接放入預(yù)制好的填料，縫寬上口保留2.5 cm，下口保留1.5 cm最佳。再者，伸縮縫的填料應(yīng)當(dāng)具備較好的低溫拉伸性、混凝土粘結(jié)性與熱穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段，大部分小型U型混凝土渠道都是使用三氈四油或?yàn)r青水泥砂漿預(yù)制板條，并要在正式施工之前給伸縮縫中的混凝土上層涂刷一層底子油。

2 U型渠道的施工策略

2.1 材料選擇注意事項(xiàng)

首先，水泥應(yīng)當(dāng)舍棄小窯水泥，尤其是標(biāo)號(hào)較低、因保存時(shí)間過長而結(jié)塊的水泥，而最好選擇425#酸鹽水泥。其次，砂石料不能包含樹根、雜草或泥團(tuán)等任何雜物，最好選擇沒有風(fēng)化侵蝕和軟弱夾層的級(jí)陪優(yōu)質(zhì)、質(zhì)地堅(jiān)硬的砂石：砂子含泥量應(yīng)小于5%，石子含泥量應(yīng)小于2%。

2.2 渠道施工注意事項(xiàng)

目前，我國U型混凝土渠道有預(yù)制安裝與現(xiàn)場澆筑兩種施工方法。在預(yù)制安裝時(shí)，預(yù)制件質(zhì)量極好把握與控制，但其存在較為普遍的問題。例如，造價(jià)較高、運(yùn)輸破損情況常見、安砌工序繁多、線型較差、難以和土基有效結(jié)合、接縫較多且處理流程復(fù)雜、土基不穩(wěn)且水滲漏損失較大等。而現(xiàn)場澆筑可以杜絕或減少以上情況的發(fā)生，因?yàn)樗€(wěn)定性強(qiáng)，整體程度高，防滲漏能力較好，能在很大程度上抵抗凍脹破壞。由此可見，現(xiàn)場澆筑更加適合大面積推廣與使用。

2.3 立模與澆筑注意事項(xiàng)

較為常見的施工模具有鋼材和木材兩種，但目前國內(nèi)更青睞采用鋼模進(jìn)行施工。這主要是因?yàn)閁型渠道表面光滑，模具周轉(zhuǎn)次數(shù)較多，而鋼模更為堅(jiān)固耐用，有助于U型渠道施工過程得到質(zhì)量保證，同時(shí)，能夠節(jié)約一部分木材。但在使用鋼模時(shí)，要注意以下事項(xiàng)：首先，要先掛好渠中線才能開始立模，并在模形兩端的橫梁上標(biāo)記中點(diǎn)。其次，應(yīng)先根據(jù)設(shè)計(jì)厚度和內(nèi)模斷面形狀，在模具底部鋪設(shè)一層混凝土并壓光，再進(jìn)行預(yù)澆工作，以確保底部混凝土澆搗嚴(yán)實(shí)。在正式安裝模具時(shí)，先要保證模具橫梁上的中線與渠道的中線兩者是完全重合的，然后再用水平尺校正模具垂直度，確保模具上、下、左、右四個(gè)位置完全重合，以便固定模具和安裝擋板工作順利進(jìn)行，為澆搗混凝土做好萬全的準(zhǔn)備。

通常情況下，澆筑混凝土都是使用隔塊跳倉澆筑法，要注意的是：在澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)當(dāng)用夾板條緊貼

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已經(jīng)澆好的一側(cè)混凝土，直到混凝土全部澆筑完畢才能取出。其次，氣溫和拆模時(shí)間有重大關(guān)系，且待到混凝土初凝后才可拆模。再者，混凝土表面的平整度與光滑度直接決定著U型渠道的防滲性、抗凍性以及粗糙率，因此，拆模之后需要認(rèn)真做好渠道表面的收光抹平工作，必要時(shí)還可以采用水泥漿或砂漿壓實(shí)抹光。

2.4 混凝土養(yǎng)護(hù)注意事項(xiàng)

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》中的要求有序開展混凝土養(yǎng)護(hù)工作：首先，確保養(yǎng)護(hù)期間準(zhǔn)備好膜料與草簾等覆蓋物，以減緩水分蒸發(fā)，有利于混凝土表面保持濕潤；其次，養(yǎng)護(hù)期間使用的硅酸鹽水泥應(yīng)大于或等于14 d，其它摻和料的水泥也應(yīng)當(dāng)大于或等于21 d。

2.5 伸縮縫施工注意事項(xiàng)

目前，我國使用較多的伸縮縫填充材料是三氈四油與瀝青水泥砂漿材料。如果采用三氈四油填充伸縮縫，通常要先加入填料才能分塊為混凝土澆筑，并始終維持倒“T”結(jié)構(gòu)。如果采用瀝青水泥砂漿材料填充伸縮縫：首先要用扒釘或小鉤剔出伸縮縫中的土、石等雜物，然后用鋼絲刷將伸縮縫的縫壁和縫底刷干凈，并用空壓機(jī)將伸縮縫中的灰塵吹干凈，再用濕抹布將伸縮縫的縫壁和縫底擦干凈，最后用冷底子油涂抹伸縮縫，并在其中倒入按固定比例制成的瀝青水泥砂漿，同時(shí)，用小木板做好按壓填實(shí)、抹光表面等相關(guān)工作，確保其是和渠道表面齊平的。

2.6 斷面整修注意事項(xiàng)

首先，嚴(yán)格按照堤頂高度做好土基結(jié)合面和襯砌頂?shù)姆罌_處理工作。其次，要確保渠道中的雜物與堆土等雜質(zhì)清除完畢，以便渠道邊坡整修工作順利進(jìn)行。

3 結(jié)語

一直以來，農(nóng)田灌溉都是農(nóng)作物種植中的重難點(diǎn)環(huán)節(jié)，為了提高農(nóng)作物的成活率就必須確保其具備充足的水分。而作為灌溉活動(dòng)中的輸水結(jié)構(gòu)，U型渠道能，夠有效加大渠系水利用系數(shù)，提升水資源的利用效率，有利于推進(jìn)國家“三農(nóng)”政策的實(shí)施，為我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造更廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1]董燕語.U型渠道現(xiàn)場施工要點(diǎn)及質(zhì)量管理研究[J].黑龍江水利科技，2014（6）：149-150.

[2]韓小春.分析U型渠道施工過程質(zhì)量控制[J].黑龍江水利科技，2012（2）：133-134.

（責(zé)任編輯：趙中正）