農(nóng)田水利工程設(shè)計中的渠道設(shè)計與施工管理

樊平

（單縣水務(wù)局，山東 單縣 274300）

農(nóng)田水利工程建設(shè)，是一項關(guān)乎到國計民生的工程，保證農(nóng)田水利工程建設(shè)質(zhì)量至關(guān)重要。農(nóng)田水利工程建設(shè)時，做好渠道設(shè)計與施工管理工作尤為關(guān)鍵。但調(diào)查發(fā)現(xiàn)當前農(nóng)田水利工程渠道設(shè)計、施工管理工作尚存在著諸多的問題，如設(shè)計不科學(xué)、施工管理不到位等，嚴重影響農(nóng)田水利灌溉渠道穩(wěn)定使用，不利于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，因此積極采取有效措施解決現(xiàn)存問題具有重要的現(xiàn)實意義。

1 農(nóng)田水利工程渠道設(shè)計原則及要點分析

1.1 設(shè)計原則

1.1.1 安全為主

農(nóng)田灌溉渠道設(shè)計時，應(yīng)做好對周邊地質(zhì)、地形、地貌的勘查工作，同時綜合考慮自然、人為災(zāi)害等因素，科學(xué)做好防洪、泄洪規(guī)劃設(shè)計工作，選擇最佳施工位置，盡可能地遠離高填方、深挖方和施工難度大的危險地段，提高工程安全系數(shù)，避免進行施工作業(yè)時發(fā)生危險。同時保證渠道功能正常發(fā)揮[1]。

1.1.2 因地制宜

農(nóng)田水利灌溉渠道設(shè)計時，還要遵循因地制宜的原則，結(jié)合地形條件將灌溉渠道設(shè)計在地勢較高、靠近水源的位置，將排水溝設(shè)計在地勢較低的位置，便于引水灌溉。與此同時，灌溉渠道設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)最大限度地減少交叉頻率，減少對民房、農(nóng)田的占用，避免浪費土地資源，同時也防止發(fā)生危險。

1.1.3 實用性

農(nóng)田水利灌溉渠道設(shè)計的主要目的是滿足灌溉作業(yè)需求，因此在規(guī)劃設(shè)計時要遵循實用性原則，充分了解灌區(qū)水利渠道周邊環(huán)境、自然環(huán)境、現(xiàn)實需求等條件，以此為基礎(chǔ)展開灌溉渠道規(guī)劃設(shè)計工作，在確保灌溉渠道設(shè)計質(zhì)量的同時，提高其使用便利性、實用性，更好地滿足灌區(qū)灌溉作業(yè)需求，避免灌溉渠道閑置[2]。

1.1.4 節(jié)約性

農(nóng)田灌溉需要大量的水資源，然而近年來水資源短缺的問題越來越突出，甚至一度面臨枯竭。因此在灌溉渠道設(shè)計時要融入節(jié)約理念，確保灌溉渠道設(shè)計的科學(xué)合理性，最大限度地保證水資源的利用率，減少滲漏、蒸發(fā)等浪費現(xiàn)象，滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展對水資源日益增長的需求。

1.1.5 綜合利用

綜合利用原則是農(nóng)田灌溉渠道設(shè)計時必須要遵循的一項重要原則，該原則要求充分結(jié)合水、電、人文環(huán)境等因素，考慮水庫、水塘、水渠并用，由點帶面地通過水資源的不斷擴展，為農(nóng)民生活提供更大的便利。如將井水與河水、地表水與地下水相結(jié)合設(shè)計灌溉系統(tǒng)，不僅能夠節(jié)約資金，而且能夠提升灌溉渠道使用率。

1.1.6 干支結(jié)合

農(nóng)田水利灌溉渠道設(shè)計時，要重視對多方面因素的考慮，如橫斷面、渠道形式、灌溉面積、過水量、地質(zhì)地形等，以此為基礎(chǔ)科學(xué)規(guī)劃布置干渠、支渠，保證設(shè)計合理、經(jīng)濟、可行，提高農(nóng)田灌溉作業(yè)效率[3]。

1.2 設(shè)計要點

1.2.1 渠道規(guī)劃設(shè)計

渠道規(guī)劃設(shè)計工作需結(jié)合灌溉標準進行，確保符合灌區(qū)總體設(shè)計要求。首先，應(yīng)結(jié)合干渠、支渠、斗渠等順序合理設(shè)置固定渠道，若灌區(qū)面積較小，應(yīng)減少渠道級數(shù)。若灌區(qū)面積較大，可分別設(shè)計總干渠、分干渠、分斗渠。其次，各級渠道應(yīng)設(shè)計在地勢較高的位置，尤其是干渠、支渠布置時，應(yīng)沿著等高線、分水嶺展開設(shè)計。渠道線路選擇時，優(yōu)選地質(zhì)條件較好的地段，避免出現(xiàn)高填和深挖的現(xiàn)象。泄水閘、泄水渠設(shè)計時，最好將其布置在主渠道段，而且干渠、支渠末端應(yīng)設(shè)置退水設(shè)施。再次，續(xù)灌渠道設(shè)計環(huán)節(jié)，要靈活控制好渠道流量。地區(qū)干旱時，要設(shè)計為流量最大值，相反則設(shè)置為流量最小值，但最小不可小于設(shè)計流量的40%，最小水深不可小于設(shè)計水深的70%[4]。

1.2.2 渠道材料選擇

渠道材料選擇亦是渠道設(shè)計時所需要考慮的一項重要內(nèi)容。具體來說，施工企業(yè)應(yīng)結(jié)合渠道施工需求，制定相應(yīng)的選材用材方案，明確用材數(shù)量、規(guī)格、性能要求，以此為基礎(chǔ)選擇質(zhì)優(yōu)價廉的材料供應(yīng)商，在保證材料質(zhì)量的同時，減少成本支出，滿足灌溉渠道設(shè)計標準要求。同時，選材時還要考慮到季節(jié)性因素，選用耐久性好、抗老化、熱脹冷縮影響小的材料。為便于施工作業(yè)，要選擇接縫少且安裝方便的材料，降低后期施工難度，同時也降低渠道滲漏水的概率。

1.2.3 渠道跌水設(shè)計

渠道跌水設(shè)計，主要是為了減輕地面高差對渠道的沖擊，所以在設(shè)計時應(yīng)遵循位置宜上、個數(shù)宜多、跌差宜小的原則及要求，均勻挖坑，保證渠道底部平行于地面，降低土方挖掘及回填作業(yè)量，減少渠道施工作業(yè)成本。路線設(shè)計時，應(yīng)適當提升線路高差，并垂直分割線路，最大限度地降低高處流水對水渠的破壞。此外，通過設(shè)置多層跌級，有助于減少維護費用支出，節(jié)約資金。

1.2.4 渠底比降設(shè)計

農(nóng)田水利灌溉渠道設(shè)計環(huán)節(jié)，要重視對渠底比降這一設(shè)計參數(shù)的考慮分析。若渠道沒有進行襯砌，建議適當降低渠底比降。若是混凝土襯砌渠道，建議適當增大比降。灌溉渠道渠底比降設(shè)計時，要做好調(diào)查分析工作，從全局角度出發(fā)，結(jié)合各項資料科學(xué)設(shè)計渠底比降，提高設(shè)計效果，為灌溉渠道的高質(zhì)量運轉(zhuǎn)奠定有利的基礎(chǔ)。

2 農(nóng)田水利工程渠道施工管理及質(zhì)量控制措施

2.1 施工準備

2.1.1 現(xiàn)場勘察

農(nóng)田水利灌溉渠道施工前，做好現(xiàn)場勘查工作非常重要。施工企業(yè)要認真全面勘查灌溉渠道施工現(xiàn)場的地質(zhì)、地勢、地形、地下管線和周邊建筑的分布狀況，以此為基礎(chǔ)設(shè)計科學(xué)的施工方案。同時，要結(jié)合施工作業(yè)需求搭建風(fēng)、水、電系統(tǒng)及臨時設(shè)施，為施工作業(yè)的有序開展奠定有利的基礎(chǔ)[5]。

2.1.2 土方開挖準備

土方開挖作業(yè)前，應(yīng)及時將現(xiàn)場障礙物清理干凈，避免影響施工作業(yè)。若施工場地的軟土、腐殖土含水量較高，要考慮換土作業(yè)，然后碾壓夯實。同時做好排水工作，降低施工現(xiàn)場地下水位，滿足施工要求。

2.1.3 測量放樣

測量放樣是一項重要工作，技術(shù)人員要引起高度重視，積極落實測量放樣工作，并認真復(fù)核灌溉渠道高程、中心線、長度。渠道中心線復(fù)核時要使用經(jīng)緯儀，渠道長度復(fù)核時建議使用鋼卷尺，渠道高程復(fù)核時建議使用水準儀，保證準確性。

2.1.4 模板施工

模板施工前，尤其是對于特別重要的工程結(jié)構(gòu)，應(yīng)做好控制點加密工作。模板拼裝時應(yīng)確保準確、契合，防止后期施工作業(yè)時出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象，保證模板表面平整性以及牢固性，防止滑動。

2.1.5 混凝土運輸

混凝土制備前，應(yīng)做好配比試驗工作，保證配比合理，提高混凝土性能?；炷吝\輸時，應(yīng)嚴格檢驗設(shè)備，防止運輸時出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象?；炷吝\輸至現(xiàn)場后如果發(fā)現(xiàn)有離析現(xiàn)象，可加入適量水泥砂漿、減水劑進行二次攪拌，保證混凝土質(zhì)量。

2.1.6 處理棄土

農(nóng)田灌溉渠道混凝土澆筑、土方回填作業(yè)完成后，要認真做好廢棄土的處理工作，將其統(tǒng)一運輸至指定的位置堆放。運輸廢棄土?xí)r要做好清掃工作，避免對環(huán)境造成污染。

2.2 混凝土澆筑

2.2.1 澆筑準備

混凝土澆筑作業(yè)前，要做好基礎(chǔ)面、施工縫的檢查工作，確保清潔平整。同時安裝立模鋼筋及預(yù)埋件，然后進行驗收，驗收合格后再進行澆筑作業(yè)。

2.2.2 入倉鋪料

農(nóng)田灌溉渠道若是現(xiàn)澆渠道，大多應(yīng)用跳倉澆筑法，利用伸縮縫分塊。澆筑時要控制好順序，一般先澆渠底，再澆渠坡，最后澆壓頂。具體要結(jié)合設(shè)計要求、施工條件等因素靈活控制澆筑順序，保證施工效果[6]。

2.2.3 平倉、振搗、壓光、拆模

混凝土入倉之后，為避免出現(xiàn)堆積的現(xiàn)象，要及時做好平倉、振搗等工作。斜邊坡澆筑時，要從低處向上平倉。目前所使用的混凝土襯砌板厚度多為8 ～10 cm，所以在振搗時建議使用平板振動器，按照由下到上的順序進行振搗作業(yè)，防止出現(xiàn)過振、漏振的現(xiàn)象。要控制好振動次數(shù)和速度，以2 次為宜，第一次要稍慢，振動至表面泛漿即可，第二次可稍快，但要保證均勻有效。完成振動作業(yè)后要進行壓光處理，一般需壓光2 次?；炷镣耆不蟛鹉＃鹉r要先拆側(cè)擋，后拆縫子板。此外，有條件的可使用襯砌機，一次性完成布料、振動、滑模收面、壓頂、牽引、切縫等多道工序，不僅質(zhì)量高，而且能夠顯著提升施工效率。

2.2.4 混凝土養(yǎng)護

混凝土澆筑后8 小時，即可進行養(yǎng)護作業(yè)，一般以灑水養(yǎng)護為主。若遇到干燥、強光天氣，建議在混凝土初凝后及時覆蓋塑料薄膜、氈布等進行保濕，避免水分快速蒸發(fā)導(dǎo)致混凝土開裂。要控制好養(yǎng)護時間，一般需養(yǎng)護2 周。

2.2.5 伸縮縫處理

混凝土養(yǎng)護作業(yè)完成后，此時伸縮縫已基本干燥，施工人員需及時處理伸縮縫，在伸縮縫內(nèi)填充焦油塑料膠泥等材料。

2.3 質(zhì)量控制

2.3.1 土方質(zhì)量控制

土方施工時，要提高質(zhì)量控制意識，控制回填土含水量，以小于3%為宜，若土壤過干可灑水提濕，若土壤過濕可采用晾曬、換填、排水的方式除濕。澆筑混凝土前1 ～2 天，要完成人工削坡作業(yè)，若削坡量過大，建議用相同標號的混凝土將其填平，不可回填浮土。高填土方段，最好間隔3 ～5 個月且待其沉降穩(wěn)定之后再進行施工作業(yè)[7]。

2.3.2 混凝土質(zhì)量控制

水泥質(zhì)控：所使用的水泥品種、強度等級要確保符合設(shè)計要求，并且要結(jié)合配比試驗靈活確定。水泥運至施工現(xiàn)場后，要結(jié)合廠家、批次、強度、品種等多方面因素分類存儲，儲存時放置于干燥的庫房內(nèi)，做好防潮防水工作。使用時應(yīng)按照批次、時間使用。使用前做好質(zhì)檢工作，若發(fā)現(xiàn)有受潮結(jié)塊的現(xiàn)象，則禁止使用。

骨料質(zhì)控：農(nóng)田灌溉渠道施工作業(yè)對骨料的需求量巨大，骨料質(zhì)量亦可對混凝土施工質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響，所以應(yīng)高度重視骨料質(zhì)控工作。細骨料選擇時，建議優(yōu)選質(zhì)地硬、干凈、級配好的中砂，含水率要穩(wěn)定，人工砂細度模數(shù)以2.4 ～2.8 為宜，天然砂細度模數(shù)以2.2 ～3.0 為宜。粗骨料選擇時，建議優(yōu)選碎石、卵石等級配良好的材料，粒徑控制在20 ～40 mm。

外加劑質(zhì)控：灌溉渠道施工時若需要使用外加劑，要嚴格結(jié)合混凝土性能及施工需求等因素合理選用，并進行適應(yīng)性試驗，確保符合經(jīng)濟、技術(shù)指標的情況下再使用。使用外加劑時要控制好種類，最多不可超過2 種。

拌合用水質(zhì)控：灌溉渠道混凝土拌合時，需要使用大量的水，水的質(zhì)量亦會影響混凝土性能，所以要控制好水質(zhì)，選用自來水、泉水等水質(zhì)較好的流動水，禁止使用工業(yè)用水和生活污染水，避免對混凝土性能、質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

混凝土拌合質(zhì)控：混凝土攪拌作業(yè)時，要確保各類配料的配比合理，水泥、摻合料等配料的配比誤差要控制在2%～5%，骨料等配料的配比誤差要小于3%，水、外加劑的配比誤差要小于2%，粗、細骨料超徑要控制在5%、遜徑要控制在7%。若混凝土存在配比錯誤的情況，則禁止入倉使用。要認真做好混凝土拌合質(zhì)量坍落度的檢查工作，每天2 ～3 次為宜[8]。

2.3.3 澆筑質(zhì)量控制

混凝土入倉前，若渠床過于干燥，要及時灑水濕潤，避免澆筑混凝土后出現(xiàn)缺水的現(xiàn)象引發(fā)裂縫?；炷寥雮}后若粗骨料大量堆積，不可就地攤鋪，而要及時將其均勻分散至砂漿較多的位置，然后再覆蓋適量砂漿，防止后期混凝土出現(xiàn)蜂窩狀現(xiàn)象。澆筑混凝土?xí)r，要充分結(jié)合澆筑量、部位、配比等因素制作強度試塊，一般每組3 ～6 塊，試塊制作、養(yǎng)護要求要符合施工條件?；炷疗絺}后要及時進行振搗作業(yè)，控制好振搗頻率、時間，防止欠振或過振，保持混凝土表面平整?；炷翝仓跄筮M行拆模，但要避免對混凝土結(jié)構(gòu)造成影響。拆模后及時清理模板，便于后期使用[4]。

2.3.4 運行質(zhì)量控制

農(nóng)田水利灌溉渠道建成投入使用后，要認真做好后續(xù)運行管理工作，密切留意各渠道水流是否平穩(wěn)、渠道內(nèi)水位是否出現(xiàn)較大變化，然后結(jié)合實際情況予以解決。停水期要重點檢查渠道內(nèi)是否有雜物和裂縫，接頭是否脫落，伸縮縫填充物是否有效，一旦發(fā)現(xiàn)有缺陷要及時修復(fù)維護，確保灌溉渠道的正常使用。

3 結(jié)語

綜上所述，農(nóng)田水利工程建設(shè)與民生息息相關(guān)。為保證農(nóng)田水利工程建設(shè)質(zhì)量，要高度重視設(shè)計與施工管理工作，科學(xué)規(guī)劃設(shè)計農(nóng)田水利灌溉渠道，明確灌溉渠道設(shè)計原則及要點，加強施工管理，完善灌溉渠道施工管理和質(zhì)控措施，提升農(nóng)田水利灌溉渠道設(shè)計與施工管理效果，滿足抗旱防澇需求，推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。