淺論農(nóng)田水利渠道的設(shè)計與施工

馬小云

【摘 要】小型農(nóng)田灌溉的水利渠道設(shè)計與合理施工，是保證我國農(nóng)田水利工程效益的基礎(chǔ)與前提，對我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展起著良好的作用，本文簡述了農(nóng)田水利渠道設(shè)計的原則，對農(nóng)田水利渠道的設(shè)計與農(nóng)田水利渠道施工技術(shù)及現(xiàn)澆砼施工進行了論述分析。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)田水利渠道；設(shè)計；原則；施工；現(xiàn)澆砼

一、農(nóng)田水利渠道設(shè)計的原則

農(nóng)田水利渠道的設(shè)計原則要將水、田等各個方面的規(guī)劃設(shè)計都考慮在內(nèi)，進行綜合的考量，充分利用地形條件的原則。水利渠道設(shè)計要保證灌溉用水使用的最大化效益，提高單位水量的灌溉面積與效果。水利渠道的設(shè)計不僅要滿足農(nóng)田的用水需求，還要注意與農(nóng)田的防洪、排澇以及工業(yè)、生活用水的有效結(jié)合，以使得農(nóng)田對于干旱和洪澇都能具有有效的防護功能。對于我國農(nóng)田的水利渠道設(shè)計要以實際情況為主要的設(shè)計基礎(chǔ)，重視實地考察的必要性與重要性，是水利渠道設(shè)計中最為關(guān)鍵的設(shè)計原則。

二、農(nóng)田水利渠道的設(shè)計

1、渠道橫斷面設(shè)計。農(nóng)田渠道橫斷面設(shè)計多選用矩形和U型斷面，一般情況下采用均勻流原理計算渠道橫斷面所用尺寸，即設(shè)計流量：其中A為過水?dāng)嗝婷娣e，i為渠道比降，R為水力半徑。設(shè)計渠道時應(yīng)堅持工程量小且投資少的原則，設(shè)計最佳水利斷面，而渠道比降的選擇是否合理直接影響到工程造價高低與控制面積大小，當(dāng)然也與渠道糙率、邊坡系數(shù)、穩(wěn)定渠床寬深及不沖與不淤流速有關(guān)。渠道比降是指在坡度均勻的渠段內(nèi)，兩端渠底高差和渠段間距離的比值，其大小取決于渠道土質(zhì)、泥沙含量和灌區(qū)地面的坡度，i越大，則v越大，使A減少，容易沖刷渠床；如i越小，使得v過小，會使渠道淤積，輸水能力降低；渠道比降的選擇。渠道邊坡系數(shù)即為邊坡水平方向投影長度（用1表示）與垂直方向投影長度（用m表示）比值；m越大則邊坡越緩，越小則邊坡越陡值要，m為零時渠道斷面為矩形；因此m值要根據(jù)渠床土壤地質(zhì)與渠道深度來確定。渠道斷面的寬深比的選擇既要滿足渠道水力最優(yōu)斷面寬深比：為保證渠床穩(wěn)定，渠道流速應(yīng)滿足不沖、不淤。

2、渠道縱斷面設(shè)計與水位高程的確定。渠道縱斷面設(shè)計應(yīng)根據(jù)灌區(qū)地形圖，確定其走向，再根據(jù)等高線走向、土質(zhì)情況、灌溉要求、水的流量綜合確定縱坡。按縱斷面中心線確定各樁點的渠底、渠頂及水位高程，其中渠底高程為水位高程與設(shè)計水深之差，渠頂高程為水位高程與渠道水位超高a之和；重點是確定渠道縱斷面水位高程為典型點地面高程、灌溉水渠高h、各級渠道的長度和坡降與水頭損失之和。在確定好渠道水位高程后，再根據(jù)所在灌溉區(qū)域的面積與實際情況計算斗渠、支渠與干渠等渠道設(shè)計損耗流量與凈流量之和，再計算U型槽縱坡降與槽內(nèi)過水流量，進而確定U型槽空斷面規(guī)格尺寸。

三、農(nóng)田水利渠道施工技術(shù)的研究分析

1、混凝土預(yù)制U型槽。U型槽應(yīng)用于農(nóng)田水利渠道施工的第一步，便是預(yù)制混凝土U型槽，預(yù)制所使用的機械設(shè)備應(yīng)是經(jīng)國家認證的構(gòu)件成型設(shè)備，較為常見的就是型號為LZYB-1的成型設(shè)備。該設(shè)備制作流程簡單、成本投入低，在混凝土U型槽的預(yù)制上有著極大的優(yōu)勢。其次便是實施混凝土配比的試驗。以農(nóng)田水利渠道設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)與要求、技術(shù)水平以及水泥砂石料為依據(jù)，進行該工程的混凝土配比試驗。最后采取合適的混凝土配比。由于工程所在地的骨料級配不能符合設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)要求，故適當(dāng)在其中摻入早強減水劑與粉煤灰。然后就是對預(yù)制U型槽的養(yǎng)護工作，在其生產(chǎn)24小時后對其進行養(yǎng)護，特別要注意的是防凍與保濕過程，除了其強度應(yīng)達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)之外，還應(yīng)保證其表面光滑平直。

2、U型槽的安裝施工技術(shù)。首先，根據(jù)設(shè)計文件提供的測量成果進行施工放線，然后進行土方的開挖和回填，回填到堤頂高程后再用挖掘機進行基槽的開挖，挖掘機開挖時預(yù)留一定的保護層，最后精確放線，人工修整成型。U型槽的運輸主要采用人工配合機械裝卸，拖拉機運輸并小心存放至已開挖好的施工渠段。由于U形槽由曲面組成，構(gòu)件較薄，以致于裝卸運輸過程中受力不均勻，容易造成構(gòu)件的斷裂和損壞，因此，尤其要注意減少搬運過程中的構(gòu)件損耗。其次，混凝土U型槽安裝前，在檢查完溝槽開挖的成型斷面后，按設(shè)計高程從下游向上游鋪砌。在施工完好的基槽面上，在基槽一側(cè)每隔20m設(shè)置高程控制樁，兩樁之間應(yīng)帶有控制線，以控制U型渠的平面與側(cè)邊，將砼U型槽置于基槽后，再以控制線為基準(zhǔn)，水平尺橫向校正平面，以校正砼U型渠側(cè)面，經(jīng)檢查符合要求后在兩側(cè)實施回填土固定，其接頭處還須留設(shè)30mm寬的縫隙，按此鋪設(shè)一段時間后，待U型槽沉降穩(wěn)定后再校正，之后用水泥砂漿勾縫至灌實，抹平。勾縫后加強養(yǎng)護，專人負責(zé)，保持濕潤。再次，U型槽鋪設(shè)應(yīng)緊貼于墊層上，自下游使接頭面向上游按正確的軸線和坡度鋪設(shè)，鋪設(shè)過程中要保持槽體受力均勻，內(nèi)壁齊平、平順，當(dāng)坡度較大時可取跌坎過渡；還要盡可能使軸線取直，在相鄰U型槽間預(yù)留1.5-2.0cm寬度以備勾縫，對于U型槽，可采用套接水泥砂漿填塞接縫時，以保證其穩(wěn)固而不漏水。對于放水口及節(jié)制閘應(yīng)按設(shè)計圖紙進行施工，嚴(yán)格控制好放水口高程以滿足排灌需要。最后的壓頂施工可采用磚砌、漿砌、現(xiàn)澆砼等壓頂形式，按設(shè)計尺寸要求進行施工，以保證其穩(wěn)固，注意磚砌壓頂應(yīng)進行水泥砂漿處理。

四、農(nóng)田水利渠道工程的現(xiàn)澆砼施工

（1）施工準(zhǔn)備.砼澆筑前，必須作好準(zhǔn)備工作。發(fā)電機、拌和機就位；小推車、翻斗車備齊；磨光機、振機器到位；各種模具準(zhǔn)備就緒；供水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、機械系統(tǒng)試運行正常；場地、道路平整；人員到位后才能進行砼現(xiàn)澆施工。（2）模板工程。采用定型槽鋼按設(shè)計圖紙要求制成框格，外用楔形三角鐵鑲?cè)胪林屑右怨潭?。模板制作和安裝要具備支立牢固、板縫緊密、表面平整、線條順直、標(biāo)高一致、易支易折等特點。現(xiàn)澆砼模板框格安裝凈距沿渠道縱向的允許偏差值為±10mm，沿寬度方向的允許偏差值為±20mm，對角線允許偏差值為±10mm。砼折模時間以不損壞成品砼板來確定，并對模板及時清潔、整修以便再用。（3）澆筑。砼澆筑應(yīng)先坡后底，最后澆筑壓沿。渠坡澆筑采用分塊跳倉法施工，渠底和壓沿澆筑可按一定的方向連續(xù)進行。同一塊砼板澆筑不宜間歇，如因機械故障等原因間歇，時間不宜超過60-90min。具體澆筑工序如下：澆筑前：應(yīng)在精削后的渠床上安放鋼模板并固定閉孔泡沫塑料伸縮縫。如果渠床干燥起土應(yīng)首先灑水濕潤，以避免澆筑好的砼板因水分過度流失表面出現(xiàn)細裂紋。拌和：澆筑用砼必須采用機械拌和，攪拌機容積不得小于0.4m3，拌和好的砼須用機動三輪車及時運往澆筑現(xiàn)場?，F(xiàn)場施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制砼水灰比和坍落度，必須保證砼標(biāo)號不低于C15，保證水泥用量。澆振：砼運到澆筑現(xiàn)場后應(yīng)及時流槽入倉，人工平倉，刮杠刮平，平板振動器振搗。振動器振動順序應(yīng)從下往上單方向振動，嚴(yán)禁過振、漏振。壓光：用平板振動器振實后，采用磨光機磨平，直到表面泛出水泥漿為止，最后用人工壓光。

結(jié)束語

農(nóng)田水利渠道的設(shè)計與施工技術(shù)是保證水利工程灌溉效益的重要環(huán)節(jié)之一，合理規(guī)劃設(shè)計水利渠道并根據(jù)設(shè)計方案付諸施工，對于提升灌溉水源利用率來說是非常重要的。

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