試析混凝土U型渠道在舊灌區(qū)改造中的運用

楊建輝

（榆中縣三角城電灌工程水利管理處 甘肅省榆中縣 730100）

0 引言

我們灌區(qū)地處榆中縣川區(qū)，距離榆中縣城15km，是高揚程提灌工程、干支渠以預制板襯砌梯形渠與鋼筋混凝土矩形渠為主，但斗農渠部分為U形渠現(xiàn)已老化、滲漏系數較大。區(qū)域內地勢呈階梯狀分布，土地肥沃，農業(yè)水源主要是黃河水，是我縣的主要農作物生產區(qū)。近年來，為了提高當地農業(yè)的生產條件，改善人們的生活水平，我們灌區(qū)對斗農渠進行了相關改造工作。

1 混凝土U型渠道的工程技術優(yōu)勢

一方面，通過U形渠道可以顯著提高防滲漏效果，進一步提高改造的效率，創(chuàng)造比較好的社會效益、經濟效益和生態(tài)環(huán)保效益。采用這種渠道進行襯砌，可以減少混凝土的用量，進一步降低成本。另一方面，運用這種渠道進行早期施工，可以減少土地占用率，提高工期的實際施工效果，降低人員的消耗和土地的占用，避免由于當地交通不便利、施工分散等原因，影響實際施工的質量和水平，甚至造成后期返修、窩工，影響防滲漏效果[1]。

2 混凝土U型渠道在灌區(qū)改造中應用的工程案例分析

2.1 防滲漏設計

我們灌區(qū)改造前渠道水利用系數為0.65，由于系數較低，在實際改造的過程當中可能會出現(xiàn)人為破壞，造成滲漏的水平上升。因而為了提高改造的效果，采用實測方法對灌區(qū)水的損失比率進行優(yōu)化計算，可以顯著提高防身效果。

首先，我們技術人員按照總體比例損失82%的系數，對于農區(qū)進行設計。混凝土U型渠道制作之后，滲水系數可以降低20%～30%，原有的溝渠利用系數從0.65提高到0.89。其次，在應用的過程當中，通過結構優(yōu)化斷面設計，探討U渠滲漏損失，每公里可以減少34%，漏水評分可上升20%～25%。最后，在防滲漏設計的過程當中，對改造后的U型渠進行有效分析，整體的防滲漏設計效果良好。

2.2 防淤積設計

混凝土U型渠道在防淤積方面具有良好的應力效果，通過田間渠道的改造，整體防淤效果明顯。U形渠道斷面下部采用圓弧形設計方法，可以進一步對水流的應力進行自然消減，符合其自然特征，接近最佳水力斷面的相關系數。在這樣的面積設計結構之下，可以縮短水力半徑，整體周期效果良好。淤積評分從原本的0.84下降到0.54，灌水周期縮短20%，減少了管理的費用。通過這種防淤積設計方法，運行成本也會進一步下降，且質量比較可靠，整體性能較好符合，規(guī)范化生產的標準。但在實際運行的過程當中，技術人員也重視施工的時間安排，通過現(xiàn)場安裝的方法，減少耕地的占用，提高施工的整體性、美觀性和實用性。

表1 混凝土U型渠道使用前后淤積系數對比

2.3 劃線測量

由于U型渠整體規(guī)模較小，在搬動、安裝和運輸方面具有一定的優(yōu)勢，因而整體設計是實現(xiàn)U型渠設計的主要方法。

①在安裝的過程當中，要對基礎部分進行清理，在原有的地面通過整體性劃分，將石塊、雜草及其他物質清理干凈，通過人工清理和機械清理的聯(lián)合辦法，做好夯實。②在劃線測量的過程當中，要結合具體的數字結果，設計出整體高度，從而對后期需要的填土立方進行優(yōu)化測算，避免由于數據的誤差導致實際的施工質量受到影響。③在土方開挖以及夯實的過程當中，要根據渠道斷面的相關系數，采用人工配合機械配合的整體性方式，做好深度控制和高度控制，滿足U型渠底部的設計，滿足高程設計要求，進行后期人工修整，達到安全應力的設計方案要求。例如，本次施工當中夯實系數就達到0.90，采用人工修整的方法，人工系數達到0.93之后，才進行后續(xù)的施工。

2.4 質量控制

U型渠的實際施工需要安裝、鋪設，達到連續(xù)性要求之后，才能夠進行后面的施工：

首先，要檢查U型渠的安裝是否存在裂縫，及時對裂縫進行修補，避免由于混凝土的開裂，造成后續(xù)施工的穩(wěn)定性下降，甚至出現(xiàn)水流泄露，影響實際的存水效果。其次，要對U型槽混凝土表面的蜂窩、麻面進行有效的檢測，利用環(huán)氧樹脂砂漿、丙烯砂漿等其他的工程材料，對于存在缺陷的部分進行找齊，避免底部高程不一致的現(xiàn)象，提高施工的平順水平。最后，在施工控制的過程當中，要通過水泥砂漿進行勾縫抹平，每一節(jié)之間預留3～5cm的間隙，這樣的方式可以進一步提高施工的穩(wěn)定性，保障漏水系數下降，促進穩(wěn)定性水平的提高。

2.5 斷面修整

斷面問題是影響整個U型渠道設計施工的顯著因素，在完成夯實之后，要對斷面進行進一步的施工與平整工作：

（1）按照實際設計尺寸的要求，保障兩邊一致，整齊大方，美觀度提升，做好修整，避免出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象，影響U型渠后續(xù)應用。

（2）采用閉水實驗方法，對于U型渠的漏水現(xiàn)象及時的排查，逐條采取放水實驗，全部堵住之后探測具體的漏水效果。在高度達到1/2、2/3、3/4，分別停滯24h，來對漏水的具體情況進行有效的檢測，一旦漏水系數超過0.05%，就要查看具體的漏水地點，及時進行修補[2]。

2.6 高程控制

高程控制方法與土方夯實方法都是施工當中的關鍵技術節(jié)點，在高程控制的過程當中，可以通過軸線施工，對于進水口、出水口的高程進行統(tǒng)一性管理，避免下游高于上游，出現(xiàn)翹尾巴的現(xiàn)象，影響渠道改造的整體效果。

（1）在斷面修整的施工之前做好防水處理，通過防水涂料、防水材料強化優(yōu)行渠背后的填水效果，保障施工的實際質量。

（2）通過由小到大、由快到慢的實驗方法逐級的開展放水，避免由于下游高于上游，更好地觀測漏水、滲水的現(xiàn)象，提高U型渠的存水效果。

（3）采用集約化的管理模式，對于高程控制標準進行嚴格化管理，提高整體設計的一致性水平與技術性水平，加強人員培訓，提高高程控制的科學性，進行現(xiàn)代化的數據管控，提高定向管理的應用效果。

2.7 工程組織

2.7.1 積極與當地政府合作

渠道施工與渠道改造離不開當地村社的支持與配合，施工企業(yè)要根據灌區(qū)的實際施工目的，為村民提供更好的水利工程。一方面，要重視整體施工的社會經濟效益，調節(jié)收入水平，促進農民致富。鼓勵U型渠道的全覆蓋，根據本鄉(xiāng)村、本地區(qū)的實際發(fā)展計劃，支持農村承包土地向個體專業(yè)大戶、農村農場的方向流轉，從而建設覆蓋全面的U型渠道。另一方面，整個渠道的設計要與整體農林路相結合，提高農民的接受度與滿意程度，促進U型渠道的全面發(fā)展，提高渠道改造的整體性，使得改造的成果惠及所有人民。

2.7.2 施工隊伍的選擇

渠道的改造是一項系統(tǒng)性工程，只有選擇專業(yè)的施工團隊，制定完善的施工細節(jié)，才能夠提高實際施工的效果，要制定完善的責任制度，找尋科學的實施路徑，制定完善的施工標準與方案，才能夠提高施工的細節(jié)程度，提高施工的質量，落實安全管理責任，避免出現(xiàn)安全隱患。在施工的過程當中，還要依托鄉(xiāng)鎮(zhèn)村社，合理的尋求支持，針對不同的灌溉區(qū)域完成網絡設計，進行技術指導，做好專項檢查，不斷推廣U型渠，并且加強U型渠道安全防護、日常維修管理、愛護的相關知識宣傳，促使村民進一步加強對于渠道的愛護，樹立責任意識，在日常生活與使用的過程當中不破壞U型渠，減少后期維修的成本。

2.7.3 制定細節(jié)表格

在U型渠道安裝施工之后，要安排渠道施工細節(jié)圖表，在各個用水接口讓老百姓看到節(jié)水的潛力，從而促進優(yōu)秀渠道的優(yōu)化運用，使得整個渠道的安裝施工可以在鄉(xiāng)村地區(qū)普及，增強人民的保護意識與愛護意識，與鄉(xiāng)村的農林路和在一起，打通農村發(fā)展的生命線，促進管理水平的提高。為后續(xù)施工的質量提升打下堅實的基礎，從而優(yōu)化施工維修與安排，促進自流灌區(qū)斗農渠的普遍應用，實現(xiàn)投資小、收益大的整體施工目標，響應國家振興鄉(xiāng)村的政策與號召[3]。

3 結論

綜上所述，U型渠在灌區(qū)改造當中具有廣泛的應用，可以顯著提高改造的效果，降低改造的成本。從本文分析可知，研究U型渠在灌區(qū)改造當中的應用，有利于我們從發(fā)展的角度看待目前農村基礎設施建設水平的提高。因而我們要加強技術設計，完善施工組織方案，獲得當地政府和村民的支持，從而不斷提高施工的設計水平，優(yōu)化施工的技術應用，促進灌區(qū)的持續(xù)性發(fā)展。