混凝土U型渠在孝義市小型農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用

董紅日

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030060）

1 工程簡述

混凝土U型渠灌工程是孝義市2012年小型農(nóng)田水利工程中的一個片區(qū)，工程位于孝義市大孝堡鄉(xiāng)北橋頭村。該工程分為主干渠2.0 km、分干渠2.60 km、支渠8.637 km；主干渠及分干渠斷面尺寸為DN80型，支渠斷面尺寸為DN60型。該工程在村東汾河邊建一小型高灌泵站，經(jīng)DN 500 PVC管道將汾河水輸送到主干渠首進水池，通過各級渠道進行灌溉，灌溉面積約為230 hm2。

2 工程的測量及渠道底坡設(shè)計

由于是針對每個大小不等、高低也不等的地塊進行灌溉，所以在測量時，既要在渠道軸線按每50 m處打一木樁，測樁頂高程，也要對應(yīng)將每一地塊地邊的高程測量并記錄，便于綜合比較，確定渠道的底坡。將每條渠道軸線上的高程及對應(yīng)地塊的高程測量完后，進行數(shù)據(jù)處理，按支渠向分干渠、主干渠反推設(shè)計底坡的原則，確定每條渠道的不同底坡。

3 渠道的土方開挖及回填

由于每條渠道都在地塊地邊施工，所以施工前首先要將渠道軸線兩側(cè)的垃圾、磚塊、雜草等清理干凈。清理干凈后要將地表的松散土進行碾壓、達到要求后再將合格的黏土分30 cm逐層碾壓、直至回填到設(shè)計渠頂。

土方開挖采用小型挖掘機進行開挖。開挖前要進行一次軸線上的測量放線，在軸線上每隔30 cm打一木樁，并測出高程，按設(shè)計的底坡，計算出每個木樁樁頂高程的下挖深度。開挖至設(shè)計渠底高程5～10 cm處，開挖寬度兩側(cè)要比設(shè)計渠寬寬50 cm。挖機開挖完成后，在初步挖出的渠底，重新放樣中軸線，每隔30 m設(shè)中樁，并測出樁頂高程，在每兩個木樁頂拉一工程線，根據(jù)測量結(jié)果，人工清除多余的土，要比設(shè)計渠底預(yù)留出高3 cm的土，然后用小型振動碾碾壓，碾壓后，此渠底將作為標(biāo)準(zhǔn)的渠底。

4 土模的碾壓及回填

土模是用厚度為2.2 mm的鋼板彎曲，里面用加肋板和角鐵加固制作成，斷面尺寸為混凝土與土方接合部的尺寸。為便于土模移動，可分為四段或六段，每段長為1 m長。將幾段土模沿軸線方向?qū)R放置固定后，土模兩側(cè)傾角下部分由人工進行回填，用特制工具夯實，其余部分30 cm分層用小型振動碾碾壓，碾壓至設(shè)計渠頂，渠頂兩側(cè)寬度要比設(shè)計寬度有富余，便于后面人工削坡。土模完成150 m后，為防止土模渠床表面干燥，可開始進行混凝土襯砌，并始終保持前面做土模后面澆混凝土，連續(xù)作業(yè)。

5 混凝土施工

混凝土施工采用成型的襯砌機襯砌，根據(jù)渠道斷面的大小選用不同型號的襯砌機，本工程采用的是斷面為D60和D80兩種型號。

5.1 混凝土材料

1）混凝土拌和用水。本工程使用生活用水來進行混凝土的拌和和養(yǎng)護。

2）水泥的質(zhì)量控制。在施工現(xiàn)場選擇地勢較高且具有排水、通風(fēng)條件較好的庫房存儲水泥。對運到工地的水泥，應(yīng)有生產(chǎn)廠家的出廠質(zhì)量證明書。對于存儲超過3個月的水泥，應(yīng)復(fù)試并按復(fù)試結(jié)果使用。

3）砂的質(zhì)量控制。本工程使用的砂為中砂，采用級配良好、質(zhì)地堅硬、顆粒潔凈的文水天然河砂，砂的細度模數(shù)控制在3.0～2.3，含泥量不大于3%，含水量不大于6%。

4）石子質(zhì)量要求。由于本工程中的U型渠道斷面襯砌厚度為6 cm、8 cm兩種，石子應(yīng)采用二級配，粒徑為5～40 mm，并控制各級骨料的超、遜徑含量。石子含泥量小于1%，含水率小于2.5%，針片狀顆粒含量小于1.5%。

5）外加劑。本工程中U型渠道抗凍要求為F150，抗?jié)B要求為W4。PC－2型引氣劑，具有引氣、減水、提高混凝土抗?jié)B和抗凍性能的功能，引氣劑的摻量一般為水泥質(zhì)量的0.05%～0.012%；M型減水劑，其主要化學(xué)成分為木質(zhì)素磺酸酸鈣，具有減水、增氣、提高強度和防滲防凍性能，減水劑摻量一般按水泥質(zhì)量的0.2%～0.3%加入。

5.2 混凝土配合比

混凝土施工前可將施工中將要使用的水泥、砂子、石子等原材料，送到有資質(zhì)的試驗室進行檢驗，合格后再按照施工中混凝土強度C20、抗凍F150、抗?jié)BW4要求，配制合適的配合比，并經(jīng)施工監(jiān)理審批后方可使用?；炷潦┕ぶ斜仨殗?yán)格按照混凝土配合比配料，嚴(yán)禁擅自更改。

5.3 混凝土的拌和運輸

1）混凝土的拌和。在混凝土施工中，要根據(jù)渠道的分布情況及周邊環(huán)境，選擇距渠道合適的地點設(shè)立拌和站。本工程采用小型強制式攪拌機，施工中必須要根據(jù)選定配合比進行配料。混凝土的拌和物應(yīng)具有合適的和易性，以利于現(xiàn)場澆筑。部分渠道澆筑施工完畢后，如果發(fā)現(xiàn)運距遠、拌和物分離嚴(yán)重等現(xiàn)象，可考慮更換合適的拌和場地。

2）混凝土的運輸。根據(jù)工程特點和渠道周邊環(huán)境，本工程采用的是3臺小型三輪翻斗車，可方便、快捷、高效地將混凝土運輸?shù)綕仓F(xiàn)場。在運輸中要注意防止拌和物發(fā)生分離現(xiàn)象，如果發(fā)生可在現(xiàn)場入倉前進行人工拌和。施工中要根據(jù)要求調(diào)整混凝土的坍落度和和易性，以利于現(xiàn)場施工。

5.4 混凝土的澆筑

本工程采用配套的是U型渠道襯砌機襯砌，該設(shè)備由牽引部、料倉、柴油機、下部偏心塊振動器、托模、收邊器、減震帶、振動模、導(dǎo)向模等構(gòu)成，它集牽引、振搗、襯砌一體。施工時柴油機帶動鋼絲繩、牽引部和導(dǎo)向模沿提前做好的土模勻速向前移動，同時人工可將由三輪車上卸下的混凝土連續(xù)倒入托模上的進料口，并開動振動器，渠道襯砌一次成型。為確保襯砌質(zhì)量和其它工序的連續(xù)性，襯砌速度可控制在25 m/h左右，同時在渠道邊放幾張2 m×1 m的鐵皮，作為混凝土的放置物。根據(jù)襯砌速度，可將后面的一張鐵皮向前倒換，以保證混凝土傾倒的位置與襯砌機同步。

5.5 U型渠道表面收面

為更好地降低渠道表面糙率，提高渠道的輸水能力，增強渠道的防滲效果，在襯砌過后要對渠道表面進行人工壓光收面工作。收面應(yīng)在渠道襯砌機過后，用混凝土表面的原漿收面，要求做到表面平整光滑，無蜂窩麻面。

5.6 混凝土的養(yǎng)護

由于U型渠道混凝土結(jié)構(gòu)具有壁薄、外露表面積大等特點，如果養(yǎng)護不及時，表面就會出現(xiàn)干裂縫隙，影響工程質(zhì)量，必須安排專人負責(zé)。常用的養(yǎng)護方法是在混凝土的表面收面后用塑料薄膜覆蓋和灑水養(yǎng)護相結(jié)合的方法，養(yǎng)護時間不得少于28 d。

5.7 渠道伸縮縫施工

伸縮縫是渠道橫向縫，是為避免因溫度、凍脹等原因引起渠體破壞而設(shè)置的，本工程為隔每4 m設(shè)一伸縮縫，縫深為4 cm，縫寬為2 cm。工程采用的填充材料是瀝青水泥砂漿，施工時可將各種材料按照比例先后放入容器內(nèi)，待充分?jǐn)嚢桀伾恢潞蠹纯墒褂谩Ｊ┕で靶枰崆皩⑸炜s縫內(nèi)的灰土和雜物清理干凈，然后人工用灰刀將適量拌和物嵌入縫內(nèi)，并使砂漿高度和縫兩側(cè)的混凝土面高度一致。

6 結(jié)束語

該工程解決了原有土渠的布局不合理、輸水效率不高、浪費水資源、平時維護保養(yǎng)難等問題，提高了農(nóng)田灌溉的效率，為農(nóng)田增產(chǎn)增收奠定了良好的基礎(chǔ)，但在后期使用過程中，相關(guān)部門的工作人員要做好平時的維護工作，使該工程得以長久發(fā)揮效用。