小型灌區渠道U型渠設計探討

■王繼紅 ■鄖西縣水利水電勘測設計院，湖北 十堰 442600

農田水利工程是保證農業高效生產的重要保障，對我國農業發展具有重大的影響意義，水利渠道的建設質量對是水利工程好壞的直接體現。但是當前我國實際的水利工程設計與施工工程，很大部分還處于土渠形式階段，極易出現阻塞、倒塌等現象，所以在水利渠道的建設過程中，水利渠道的設計是非常關鍵的環節，為了保證水利工程能在起到很好的農作物灌溉作用的同時，還能保證完成洪澇期的排澇作用，水利工程建設的完善是極其重要的。

1 小型灌區農田水利渠道設計

1.1 工程簡介

本文以某縣城的小型灌區農田水利渠道建設為研究案例，對該小型灌區農田水利渠道的設計施工進行詳細的探討分析。該水利工程由于建設時間久遠，建設與上世紀七十年代左右，當時的建設水平有限，對工程建設的要求標準不高，但是沿用至今，已經完全不能滿足當前的農田灌溉需求，由于該水利工程的建設處于土渠的階段，所以存在大量的倒塌、滲漏以及淤塞的現象。探測到其水源利用系數僅在0.4左右，這不僅造成了水利資源的浪費，還對農作物經濟效益造成直接的損失。

1.2 農田水利渠道設計規劃

小型灌區農田水利工程的建設，必為了保證農田水利渠道能夠最大限度滿足農田灌溉用水，必須要按照水利渠道的建設施工方案來進行工程的建設規劃，讓水利渠道不管是在經濟性指標方面還是技術性指標方面，都能最大限度的達到工程設計要求。另外，為了使水利渠道能夠呈現出平順的渠線狀態，對水利渠道進行裁彎處理則是非常有必要的工序。另外只工程施工之前，要根據工程的實際情況來進行U型槽的規格設計。其中該水利工程的面積、實況等方面的具體數據則是工程施工的依據，另外為了保證對耗損水流量以及凈流量兩方面數據的掌握，要對工程中的干渠、斗渠以及支渠等渠道在施工完成之后，所能承載的流量進行設計。然后對流量數據進行計算，再根據該數值來進行U型槽的具體尺寸的確定，以及以該數值對U型槽中所存在的具體水流量進行確定，以保證U型槽斷面能夠充分滿足工程各項標準要求。

2 小型水利渠道的設計方法

2.1 確定渠道水位高程

這一環節就要以灌溉區域內的地面高度作為水位高程確定的參考點，并根據沿途渠道的水流損失來進行水位高程的確定。

2.2 渠道縱、橫斷面的設計

在進行渠道縱、橫斷面的設計時，先進行縱、橫斷面的測量，對縱、橫斷面進行測量，對渠道沿途的整體起伏情況進行全面了解，以便進行渠道的設計以及施工。在進行水利渠道縱、橫斷面的測量時，要根據渠道沿線的水準線，將渠線按照與相鄰兩端水準線能夠組成附和水準線的標準分成小段，要注意附和水準線的長度要保持在2千米以內。從渠道水準線的首段開始逐一測量，其高程閉合差不應大于±40L■2mm(L為附和路線總長，以km計算)。要注意此處的閉合差是不用調整的，如果超出了范圍值，則要進行重新測量，另外測量的標尺到水準儀的測量距離應該在150米之內。在測量好渠道的縱、橫斷面后，就要渠道水流量進行觀測，在流量一定時，渠道地板的比降、水流速度將會影響到渠道斷面尺寸的設計，而影響到渠道流量的因素有水流中的含沙量、渠道內的土質以及渠道面的坡度。其中，當渠道的比降較小的時候，其水流速度就會減小，此時的渠道斷面就應該設計得較大，避免因為泥沙的沉積，致使渠道堵塞。反之亦然。所以，在進行渠道縱、橫斷面的設計時不僅要通過渠道水流量、高度來進行其頂寬的確定，還需要對渠道側墻進行穩定計算，滿足重負荷的壓力對渠道側墻的影響。

3 小型灌區農田水利渠道U型槽設計

目前在灌溉渠道的斷面設計、施工進行過程中，主要選擇的是U型的渠道斷面形式作為渠道的最終斷面形式，并在實際的應用中取得了良好的效果，結合實際經驗，對這種施工形式的注意事項進行探討。薄板U型槽斷面示意圖如圖所示。

薄板U型槽斷面示意圖

3.1 U型槽的預制設計

小型罐區農田水利渠道設計中的重點就是U型槽的預制。預制U型槽所使用的機械設備，其構件必須是通過國家認證成型的設備，該工程的U型槽即是用混凝土預制而成。在當前的水利工程中，由于要考慮到設備的投入成本和制作流程的工藝復雜度，所以在混凝土U型槽的預制中比較常用的成型設備就是型號為LZYB—1的設備。一般來講，常用的U型槽有UD40、UD50以及UD60規格的，其U型槽的壁厚要求在3cm—4cm之間，每條U型槽的長度要求在0.5m左右。然后對混凝土的配比設計，其混凝土中的水泥、鵝卵石、砂子比例為2:4.7:3.6。水灰比在0.47左右，卵石粒徑在20mm左右，砂子細度是3左右的中粗砂。其混凝土強度配比等級是:C20，采用的水泥是33級的普通硅鹽酸。然后再在混凝土中加入粉煤灰和早強減水劑，以保證骨料級配達到設計標準。

3.2 U型槽的安裝設計

(1)U型渠基礎挖填。在挖填之前先放樣，然后開挖，在開挖過程中一定要避免出現超挖現象。然后在進行填土的過程中，要保證填土的平整性，平整性是保證U型槽安裝精準度的前提。另外，為了保證基槽自身斷面能在一個精確的設計數值范圍之內，將制造好的U型槽，準確放置在土槽中，以作樣板用，各樣板之間的間距最少要保證在21m之上，以作為一個標準的基準線，只有保證基準線的精準，才能保證土槽斷面能在一個較為精準的范圍之內。

(2)U型槽的安裝。在進行安裝設計時，要注意保證所澆墊層的厚度均勻，以達到較好的墊層作用。然后按照設計比降，每間隔7m左右就設置一個控制點，按照設計要求，將U型槽自下而上安裝在控制點處，在U型槽的安裝過程中要注意槽底的高度必須滿足設計標準要求。

(3)回填夯實施工。為了保證回填后，U型槽的夯實，應該對U型槽側面墻與頂部在回填土之前進行輕微的調整，其回填土不能有大石、雜草或者樹根，要保證回填土的緊密。

4 總結

綜上所述，通過對該工程的農田水利渠道的設計施工研究，在我國的小型灌區農田水利渠道中應用U型槽這一施工技術，有著重要的影響價值。U型槽在農田水利工程中的作用不僅僅能夠切實減少水利工程的施工成本，還能大大縮短工程施工工期，也有效降低了農田水源的損失率，提高了水源利用率，同時該技術的應用還大大改善了施工外部環境。

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