便攜式防滲渠開槽機在農田水利節水灌溉工程中的研究與應用

褚宏萬 陳曉峰

渠系防滲工程是灌區改造項目的重要組成部分，渠系防滲對縮短灌溉周期、提高灌溉水的利用率、節約水資源、提高供水工程的經濟社會效益具有重要意義。宿遷市水利工程建設監理咨詢有限公司的技術人員在灌區節水改造項目的施工監理工作中對混凝土防滲渠道施工工藝進行革新，研究推廣了便攜式防滲渠開槽施工技術，有效降低施工勞動強度，節約了施工成本，取得了較好的經濟效果。

一、渠系防滲節水工程主要類型和應用

1.灌區的渠系節水措施

目前國家投入大量資金對灌區進行渠系節水配套與改造，按照節水渠道使用的材料進行分類，主要有預制面板襯砌渠道、現澆混凝土渠道、漿砌石渠道、PVC低壓灌溉管道；其中應用最廣泛的兩種渠道就是漿砌石渠道和混凝土襯砌渠道。按照渠道的斷面型式分，主要有矩形斷面、梯形斷面、U型斷面、圓形斷面；其中應用最廣泛的兩種渠道是矩形斷面和梯形斷面。漿砌石渠道多為矩形斷面結構，但受石料產地影響，不利于大面積推廣；而混凝土梯形斷面渠道不受材料產地影響，節水效果好，施工方便，適于大面積推廣。根據實踐經驗驗證，同等過水斷面的混凝土渠道和土渠相比，輸水能力提高了1.5～1.7倍；水利用系數提高了1.15～1.3倍。

2.梯形混凝土防滲渠道的推廣現狀

受土地承包責任制的影響，目前，灌區節水配套改造工程的節水渠道大多是在原老渠道的基礎上實施梯形混凝土防滲渠道。老渠道經過清除樹根、雜草后，采用人工開挖培土模，再實施混凝土澆筑；由于人工開挖培土模投入的勞動力多，施工人員的素質和技術熟練程度不一致，施工管理困難，施工質量難控制；隨著經濟社會的發展，勞務人員工資不斷提高，施工成本不斷加大，嚴重影響施工單位的積極性，不利于梯形混凝土防滲渠道的推廣應用。

二、便攜式挖掘機開槽施工原理和應用

1.老渠道清障、去雜、回填土、夯實

灌區節水配套改造工程，一般都是在老渠道上施工。老渠道多為土渠，渠道斷面大，占地多，渠道上灌木、雜草較多；而防滲節水渠道斷面小，占地少，施工時需要對老渠道進行清障，清除老渠道上雜物，分層回填土方，夯實達到設計高程，再采用挖槽機開挖，最終形成一個安全穩定的土模。

2.開挖槽制作與安裝，進行工藝試驗

根據渠道的施工圖設計尺寸，采用角鋼、槽鋼制作開槽機模具，模具可以焊接在挖掘機鏟斗上，也可以采用螺栓連接；根據渠槽土質和開挖的斷面尺寸選用模具鋼材，確保開槽模具的堅固、不變形。

模具安裝后要進行現場開槽試驗，選擇一段回填夯實達標的渠段進行開挖；檢查模具的成型效果和穩定性，重點檢查土槽開挖時鏟斗收集棄土的效果，渠槽邊坡的平整穩定，渠底齒坎的規整等。通過現場調整，滿足施工效果，才可以進行施工。

3.渠槽開挖質量的控制

為保證渠槽開挖的質量，施工過程中主要是做好“三線一高程”控制，即開挖渠槽的兩個邊口線，渠槽中心線。利用經緯儀或者全站儀確定渠道中心軸線和渠槽的兩個邊口線，并用白灰溜線，以引導挖掘機行駛。

施工過程中挖掘機采取退行作業方式，開挖的土方存放在距離槽口1.0m以外的地方（最好在不影響混凝土澆筑的一側）。

用水準儀控制開挖高程，首部渠槽開挖至設計高程，校核上口和下口寬度，并定準渠底中心點，用白灰標記；依次每隔5m設置渠底中心控制樁，作為挖掘機開挖時的參考標準。期間，技術員要現場指揮，隨時測量渠底高程，搞好設計比降控制。

表1 便攜式開槽機和人工開槽培模費用比較表（流量：0.5m3/s）

表2 便攜式開槽機和人工開槽培模費用比較表（流量：1.0m3/s）

表3 便攜式開槽機和人工開槽培模費用比較表（流量：1.5m3/s)

在施工過程中一定要注意土模的含水量。含水量過低，要采用人工灑水，避免混凝土澆筑后因土模吸水，混凝土失水過多，坡面容易發生龜裂。開挖好后最好用塑膜或草苫子遮蓋。

三、便攜式開槽施工技術的經濟效果

便攜式開槽機施工技術每個臺班只需要1臺挖掘機，1名技術員，2名普工。在渠道開槽長度等同情況下，不同過水斷面的渠槽，便攜式開槽機和人工組合開槽培模費用比較見表1～表3。

從表1～表3可以分析，便攜式挖掘機開槽施工技術和傳統的人工開槽培模相比，每米可節省費用分別為65.4元、75.23元、80.8元，比人工開槽培模節約投資分別為80.7%、74.1%、72.1%，效益非常顯著。

四、結語

在混凝土梯形渠道施工過程中，渠道選線最好采取半地上半地下型式。當地基強度、土壤類別不能滿足設計要求時，要采取挖除、換填等措施加以處理，確保土模的密實度和穩定性。同時在實踐中不斷提高施工隊伍的技術水平，不斷改進與完善施工工藝，積累經驗，探尋更好的節水渠道施工措施■