“U”型渠道的設計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定性強、整體程度高的經濟實用型襯砌渠道，它可以減少渠道水滲漏現象，提高水資源利用效率，增強水利工程經濟效益，從而被廣泛應用灌區改造與田間配套。基于此，探討U型混凝土渠道的設計方法和施工策略，以期為有效建設、充分利用U型渠道提供可靠的參考依據。

關鍵詞 U型渠道；設計方法；施工策略

中圖分類號：TV543 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）18--02

結合我國當前情況來看，U型渠道是一項有利于實現節水增效的重要舉措，它不僅防滲漏性能好，還能夠抵抗凍脹破壞，在農田灌溉運輸水源中有著不可替代的作用，其結構性能甚至關系著未來農業發展方向。因此，有關U型渠道的設計方法與施工策略越來越受到社會重視[1]。

1 U型渠道的設計方法

1.1 渠道斷面的設計

一般來說，U型渠道的深寬比應當控制在0.75～0.80。但是，綜合分析比較占地面積、工程造價以及水力條件，對于流量較小的小型渠道可以適當增大深寬比到1.0。此外，據有關實踐數據可知：在田間配套方面，U型渠道的半徑應當保持在10～60 cm，襯砌厚度最好在5～6 cm。

1.2 地基凍脹的設計

地基凍脹設計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，要適量鋪設一層塑料薄膜，減少凍脹力與小槽體的抬阻力，防止滲漏[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，然后適當選取砂礫石等材料進行換填，以改善并提高渠道基礎的土壤條件。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 伸縮縫的設計

一般而言，U型混凝土渠道只設置橫向伸縮縫，而沒有縱向伸縮縫。工程實踐證明：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。梯形縫適合現場灌充填料，矩形縫則更適合在施工過程中直接放入預制好的填料，縫寬上口保留2.5 cm，下口保留1.5 cm最佳。再者，伸縮縫的填料應當具備較好的低溫拉伸性、混凝土粘結性與熱穩定性。現階段，大部分小型U型混凝土渠道都是使用三氈四油或瀝青水泥砂漿預制板條，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

首先，水泥應當舍棄小窯水泥，尤其是標號較低、因保存時間過長而結塊的水泥，而最好選擇425#酸鹽水泥。其次，砂石料不能包含樹根、雜草或泥團等任何雜物，最好選擇沒有風化侵蝕和軟弱夾層的級陪優質、質地堅硬的砂石：砂子含泥量應小于5%，石子含泥量應小于2%。

2.2 渠道施工注意事項

目前，我國U型混凝土渠道有預制安裝與現場澆筑兩種施工方法。在預制安裝時，預制件質量極好把握與控制，但其存在較為普遍的問題。例如，造價較高、運輸破損情況常見、安砌工序繁多、線型較差、難以和土基有效結合、接縫較多且處理流程復雜、土基不穩且水滲漏損失較大等。而現場澆筑可以杜絕或減少以上情況的發生，因為它穩定性強，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

較為常見的施工模具有鋼材和木材兩種，但目前國內更青睞采用鋼模進行施工。這主要是因為U型渠道表面光滑，模具周轉次數較多，而鋼模更為堅固耐用，有助于U型渠道施工過程得到質量保證，同時，能夠節約一部分木材。但在使用鋼模時，要注意以下事項：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記中點。其次，應先根據設計厚度和內模斷面形狀，在模具底部鋪設一層混凝土并壓光，再進行預澆工作，以確保底部混凝土澆搗嚴實。在正式安裝模具時，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、右四個位置完全重合，以便固定模具和安裝擋板工作順利進行，為澆搗混凝土做好萬全的準備。

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：在澆筑混凝土時，應當用夾板條緊貼

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已經澆好的一側混凝土，直到混凝土全部澆筑完畢才能取出。其次，氣溫和拆模時間有重大關系，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，拆模之后需要認真做好渠道表面的收光抹平工作，必要時還可以采用水泥漿或砂漿壓實抹光。

2.4 混凝土養護注意事項

根據《混凝土結構工程施工及驗收規范》中的要求有序開展混凝土養護工作：首先，確保養護期間準備好膜料與草簾等覆蓋物，以減緩水分蒸發，有利于混凝土表面保持濕潤；其次，養護期間使用的硅酸鹽水泥應大于或等于14 d，其它摻和料的水泥也應當大于或等于21 d。

2.5 伸縮縫施工注意事項

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”結構。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，用小木板做好按壓填實、抹光表面等相關工作，確保其是和渠道表面齊平的。

2.6 斷面整修注意事項

首先，嚴格按照堤頂高度做好土基結合面和襯砌頂的防沖處理工作。其次，要確保渠道中的雜物與堆土等雜質清除完畢，以便渠道邊坡整修工作順利進行。

3 結語

一直以來，農田灌溉都是農作物種植中的重難點環節，為了提高農作物的成活率就必須確保其具備充足的水分。而作為灌溉活動中的輸水結構，U型渠道能，夠有效加大渠系水利用系數，提升水資源的利用效率，有利于推進國家“三農”政策的實施，為我國農業經濟創造更廣闊的發展空間。

參考文獻

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

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

（責任編輯：趙中正）