自流灌區U型渠道襯砌應用研究

摘 要：文章對于自流灌區U型渠道的施工方法和施工質量控制進行了論述，對于自流灌區U型渠道的優勢進行了分析，以期實現灌溉的節水性。

關鍵詞：自流灌區U型渠道；施工方法；質量控制

隨著農業技術的不斷發展，在發展的過程中，很多人的河水灌溉意識也越發淡薄，部分地方甚至出現了水庫水量充足但是卻很少有人使用的情況。針對這種情況，其產生的原因是很多農灌區工程已經衰退老化，因此導致了水資源在灌溉的過程中出現了大量浪費的現象，也造成了每一個單位面積的農灌區水費被提高的現象，費用的提高使得很多群眾無法承受，很多人寧愿使用井水也不愿使用水庫的水資源，從而造成灌區的農作物敗收，使得很多農灌區經濟效益整體下滑。針對這種現象，利用節水灌溉提高農灌區的經濟效益是亟待解決的問題，而U型混凝土襯砌渠道正是迎合這個現象所構建的設施，它不僅具有施工方便、抗凍脹等優勢，而且在輸水斷面有很好的實惠作用，是一種節水灌溉的良好設施。

1 自流灌區U型渠道的優勢

1.1 U型渠道技術分析

分析自流灌區U型渠道技術的優勢，我們可以把它和梯形斷面襯砌渠道來做比較。從節水性能上比較，U型渠道斷面的面濕周短，比起梯形渠道斷面的節水性能高、流速更快，U型渠道斷面對水資源的整體利用率要比梯形渠道斷面高百分之三十五以上，據相關研究人員表明，U型渠道相較于大多渠道，其U型渠道總體節水的性能要比其它的渠道高百分之二十八左右。從渠道工藝上講，U型渠道比其他斷面形式的渠道占地要少，建造渠道的材料使用也比其它渠道少，建造渠道的混凝使用上，U型渠道的支渠相較于其他渠道要節省百分之三十以上，斗渠可以節省百分之三十七左右。從渠道的設計上講，半圓形下部渠道的設計在抗外力上有很好的作用，有很好的穩定性，上部直形的設計能使土壤對其側壓力減小，其整體的設計都有很好的抗凍脹性能，因此是一種長期適用、節水顯著的灌區設施。

1.2 U型渠道參數分析

在U型渠道的設計中，一般會對其占地情況和水力條件進行分析，要完成這兩者的良好設計，一般會對槽口寬度進行考慮，其槽口的寬度最適合保持在0.7m到0.75m之間，對于U型槽下半圓的直徑的五分之二或是二分之一的長度，這個長度可以作為圓心角以上直線段的高度原則，對于一些大斷面的圓心角以上的直線段高度考慮應遵從這個原則。對于一些小型的渠道設計考慮，其直線段高度可以適當調整到H/B直到1。對于直線的外傾角考慮，其角度應隨渠道的深度增加而加大，在通常情況下外傾角的角度一般保持在5°到20°。對于角度的設計和考慮，是為了加強渠道的穩定性，如果角度太小，可能在機械施工時會出現混凝土坍塌的現象，如果角度太大，那么也會增加渠道的側壓力和壓力面積，從而減少了渠道的壽命。因此在設計過程中，U型渠道的圓心角要保持在152°到161°，外傾角應控制在9°到14°之間，半渠的內坡比要遵從4：1到6：1這個范圍，對于支渠的水流量要進行相關測量工作，水流量在5m3/s以下可采用標準U型斷面，超過5m3/s的水流量應考慮采用復式斷面的設計。

2 U型渠道施工和質量控制

2.1 襯砌方法

U型渠道襯砌方法分為預制安裝和現場澆筑兩種。預制安裝分為分塊預制和整體預制兩種方式，其方法多使用多種U型渠道中的小型渠道。分塊預制安裝的過程中，一般對于分塊的長度進行控制，其長度在0.5到1m范圍中，方便施工人員的搬運、施工。整體預制安裝法應用U型鋼模板預制，這種方法一般使用于引渠工作，其原因是因為模板的材耗大、造價高、進度慢，因此作為引渠建筑工作。U型渠道的預制安裝法存在一定的缺點，缺點是搬動、運輸過程中預制件容易被損壞；現場安裝施工工序多，板與板接縫多，加大了糙率，并受熱脹冷縮影響，冬季砌縫處易拉開，預制板背后回填土難于夯實，增大了滲漏的可能，這就要求在施工工藝質量上下功夫。U型渠道現場澆筑法，其方法主要利用襯砌機來工作，運用這種機器可以使得在預制安裝過程中的缺陷得到彌補。U型渠道現場澆筑法要求U型土槽的設計合理標準，在澆筑工作前，對混凝土的配制應嚴格遵守比例來配制，防止混凝土配制比例失衡使澆筑凝固后的混凝土發生變形、裂縫等情況。對于U型渠道的支渠建造，要利用相關機械設備來執行工作，如利用JKU-180開挖機，其開挖機挖出的土槽面應有嚴格的要求，要遵從設計中的規格和標準，保證襯砌厚度均勻統一，這樣能從整體上提高襯砌的質量。

2.2 施工質量控制

U型渠道的施工建造一般分為三個過程，即土方工程、混凝土工程和修整工作。因此在施工質量上的控制就應從這三個方面上考慮。在土方工程的預制安裝主要是回填夯實預制塊背后土方；機械襯砌主要是按規格完成U型土槽斷面。混凝土施工主要包括拌和、運輸、澆筑、振搗幾個階段。為了確保混凝土施工質量，要求混凝土施工必須做到：“一嚴、二準、三快、四干凈、五節約”。“一嚴”即嚴格要求；“二準”是配料包括加水量要準、各工序操作要準；“三快”是拌和、運輸、澆搗速度快；“四干凈”指材料、機具、模板和施工現場保持干凈；五節約是節約水泥、砂廠和勞力。機械主砌要求施工人員熟練掌握襯砌機主要技術性能，并準確操作。混凝土型渠槽一般每隔5m到10m設置一條伸縮縫。混凝土澆筑后，要及時切制伸縮縫，凝固后灌塞填料，填料采用二油三氈，1：1：4瀝青砂漿。修整工作要注意三點：一是繼續完成襯砌部與土基結合面的防水處理。二是做好槽頂抹光，上好封頂土。三是按設計的堤修兩岸渠堤，要求面平線直，整齊劃一。

3 結束語

綜上所述，要提高農灌區的經濟效益以及節省水資源降低灌溉成本，應對建造不同的節水渠道來得以實現，而U型渠道正是迎合這種需求所建造的渠道，它不僅斷面的面濕周短、渠內水流速快，而且節水性能要優于其它大多數的渠道，通過加強U型渠道的施工工法以及質量控制，能夠增強U型渠道整體長久耐用性，能更好地提高其節水性能，提高了農灌區的經濟效益，同時也是現代化農業管理實現的重要措施。

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