小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的探究

張德慧

【摘 要】小型農(nóng)田水利渠道的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)是保證水利工程灌溉效益的重要環(huán)節(jié)之一，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)水利渠道并根據(jù)設(shè)計(jì)方案付諸施工，對于提升灌溉水源利用率來說是非常重要的。

本文對小型農(nóng)田水利渠道的設(shè)計(jì)以及小型農(nóng)田水利渠道的施工技術(shù)進(jìn)行了研究分析，最后論述了小型農(nóng)田水利渠道工程混凝土U型槽建設(shè)的意義，以供借鑒參考。

【關(guān)鍵詞】小型農(nóng)田水利渠道；設(shè)計(jì)；施工技術(shù)；意義

隨著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，水利渠道的重要性日益凸顯。在設(shè)計(jì)農(nóng)田水利渠道時(shí)，需要結(jié)合其使用的實(shí)際情況，合理利用施工施工技術(shù)，保障設(shè)計(jì)方案的科學(xué)合理。以下就小型農(nóng)田水利渠道的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)進(jìn)行探討分析，旨在提高小型農(nóng)田水利渠道質(zhì)量，保證其正常運(yùn)行。

一、小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)的研究分析

1、小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)的基本原則.小型農(nóng)田水利渠道的設(shè)計(jì)原則要將水、田等各個(gè)方面的規(guī)劃設(shè)計(jì)都考慮在內(nèi)，進(jìn)行綜合的考量，充分利用地形條件的原則。水利渠道設(shè)計(jì)要保證灌溉用水使用的最大化效益，提高單位水量的灌溉面積與效果。水利渠道的設(shè)計(jì)不僅要滿足農(nóng)田的用水需求，還要注意與農(nóng)田的防洪、排澇以及工業(yè)、生活用水的有效結(jié)合，以使得農(nóng)田對于干旱和洪澇都能具有有效的防護(hù)功能。對于我國農(nóng)田的水利渠道設(shè)計(jì)要以實(shí)際情況為主要的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，重視實(shí)地考察的必要性與重要性，是水利渠道設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的設(shè)計(jì)原則。

2、渠道橫斷面設(shè)計(jì)。農(nóng)田渠道橫斷面設(shè)計(jì)多選用矩形和U型斷面，一般情況下采用均勻流原理計(jì)算渠道橫斷面所用尺寸，即設(shè)計(jì)流量：其中A為過水?dāng)嗝婷娣e，i為渠道比降，R為水力半徑。設(shè)計(jì)渠道時(shí)應(yīng)堅(jiān)持工程量小且投資少的原則，設(shè)計(jì)最佳水利斷面，而渠道比降的選擇是否合理直接影響到工程造價(jià)高低與控制面積大小，當(dāng)然也與渠道糙率、邊坡系數(shù)、穩(wěn)定渠床寬深及不沖與不淤流速有關(guān)。渠道比降是指在坡度均勻的渠段內(nèi)，兩端渠底高差和渠段間距離的比值，其大小取決于渠道土質(zhì)、泥沙含量和灌區(qū)地面的坡度，i越大，則v越大，使A減少，容易沖刷渠床；如i越小，使得v過小，會(huì)使渠道淤積，輸水能力降低；渠道比降的選擇。渠道邊坡系數(shù)即為邊坡水平方向投影長度（用1表示）與垂直方向投影長度（用m表示）比值；m越大則邊坡越緩，越小則邊坡越陡值要，m為零時(shí)渠道斷面為矩形；因此m值要根據(jù)渠床土壤地質(zhì)與渠道深度來確定。渠道斷面的寬深比的選擇既要滿足渠道水力最優(yōu)斷面寬深比：為保證渠床穩(wěn)定，渠道流速應(yīng)滿足不沖、不淤。

3、渠道縱斷面設(shè)計(jì)與水位高程的確定。渠道縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)灌區(qū)地形圖，確定其走向，再根據(jù)等高線走向、土質(zhì)情況、灌溉要求、水的流量綜合確定縱坡。按縱斷面中心線確定各樁點(diǎn)的渠底、渠頂及水位高程，其中渠底高程為水位高程與設(shè)計(jì)水深之差，渠頂高程為水位高程與渠道水位超高a之和；重點(diǎn)是確定渠道縱斷面水位高程為典型點(diǎn)地面高程、灌溉水渠高h(yuǎn)、各級渠道的長度和坡降與水頭損失之和。在確定好渠道水位高程后，再根據(jù)所在灌溉區(qū)域的面積與實(shí)際情況計(jì)算斗渠、支渠與干渠等渠道設(shè)計(jì)損耗流量與凈流量之和，再計(jì)算U型槽縱坡降與槽內(nèi)過水流量，進(jìn)而確定U型槽空斷面規(guī)格尺寸。

二、小型農(nóng)田水利渠道施工技術(shù)的研究分析

1、混凝土預(yù)制U型槽。U型槽應(yīng)用于小型農(nóng)田水利渠道施工的第一步，便是預(yù)制混凝土U型槽，預(yù)制所使用的機(jī)械設(shè)備應(yīng)是經(jīng)國家認(rèn)證的構(gòu)件成型設(shè)備，較為常見的就是型號為LZYB-1的成型設(shè)備。該設(shè)備制作流程簡單、成本投入低，在混凝土U型槽的預(yù)制上有著極大的優(yōu)勢。其次便是實(shí)施混凝土配比的試驗(yàn)。以小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)與要求、技術(shù)水平以及水泥砂石料為依據(jù)，進(jìn)行該工程的混凝土配比試驗(yàn)。最后采取合適的混凝土配比。由于工程所在地的骨料級配不能符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求，故適當(dāng)在其中摻入早強(qiáng)減水劑與粉煤灰。然后就是對預(yù)制U型槽的養(yǎng)護(hù)工作，在其生產(chǎn)24小時(shí)后對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，特別要注意的是防凍與保濕過程，除了其強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之外，還應(yīng)保證其表面光滑平直。

2、U型槽的安裝施工技術(shù)。首先，根據(jù)設(shè)計(jì)文件提供的測量成果進(jìn)行施工放線，然后進(jìn)行土方的開挖和回填，回填到堤頂高程后再用挖掘機(jī)進(jìn)行基槽的開挖，挖掘機(jī)開挖時(shí)預(yù)留一定的保護(hù)層，最后精確放線，人工修整成型。U型槽的運(yùn)輸主要采用人工配合機(jī)械裝卸，拖拉機(jī)運(yùn)輸并小心存放至已開挖好的施工渠段。由于U形槽由曲面組成，構(gòu)件較薄，以致于裝卸運(yùn)輸過程中受力不均勻，容易造成構(gòu)件的斷裂和損壞，因此，尤其要注意減少搬運(yùn)過程中的構(gòu)件損耗。其次，混凝土U型槽安裝前，在檢查完溝槽開挖的成型斷面后，按設(shè)計(jì)高程從下游向上游鋪砌。在施工完好的基槽面上，在基槽一側(cè)每隔20m設(shè)置高程控制樁，兩樁之間應(yīng)帶有控制線，以控制U型渠的平面與側(cè)邊，將砼U型槽置于基槽后，再以控制線為基準(zhǔn)，水平尺橫向校正平面，以校正砼U型渠側(cè)面，經(jīng)檢查符合要求后在兩側(cè)實(shí)施回填土固定，其接頭處還須留設(shè)30mm寬的縫隙，按此鋪設(shè)一段時(shí)間后，待U型槽沉降穩(wěn)定后再校正，之后用水泥砂漿勾縫至灌實(shí)，抹平。勾縫后加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，專人負(fù)責(zé)，保持濕潤。再次，U型槽鋪設(shè)應(yīng)緊貼于墊層上，自下游使接頭面向上游按正確的軸線和坡度鋪設(shè)，鋪設(shè)過程中要保持槽體受力均勻，內(nèi)壁齊平、平順，當(dāng)坡度較大時(shí)可取跌坎過渡；還要盡可能使軸線取直，在相鄰U型槽間預(yù)留1.5-2.0cm寬度以備勾縫，對于U型槽，可采用套接水泥砂漿填塞接縫時(shí)，以保證其穩(wěn)固而不漏水。對于放水口及節(jié)制閘應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制好放水口高程以滿足排灌需要。最后的壓頂施工可采用磚砌、漿砌、現(xiàn)澆砼等壓頂形式，按設(shè)計(jì)尺寸要求進(jìn)行施工，以保證其穩(wěn)固，注意磚砌壓頂應(yīng)進(jìn)行水泥砂漿處理。最后，在養(yǎng)護(hù)時(shí)在U型槽基槽底嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)高程開挖，兩側(cè)溝槽開挖略寬于結(jié)構(gòu)尺寸，U型槽安裝后兩側(cè)同時(shí)對稱分層回填，嚴(yán)格控制分層厚度，采用自制木夯人工夯實(shí)。砂漿面上覆蓋濕草簾，在養(yǎng)護(hù)過程中勤灑水，保持砂漿面濕潤狀態(tài)。

三、小型農(nóng)田水利渠道工程混凝土U型槽建設(shè)的意義

混凝土U型水利渠道對于我國農(nóng)田的水利渠道工程建設(shè)有著良好的作用，不僅節(jié)約施工的成本，還在縮短工期的基礎(chǔ)上，提高了水利渠道工程的施工質(zhì)量，避免了某些設(shè)計(jì)上的缺陷問題，從而提高了我國小型農(nóng)田水利渠道的有效使用率。主要體現(xiàn)在：（1）混凝土U型槽的有效使用，可以使得單位用水率得到有效的提高，從而減少塌陷、堵塞問題的發(fā)生，進(jìn)而減小小型農(nóng)田水利渠道工程的成本，為水利渠道后期的養(yǎng)護(hù)工作留下較多的資金儲(chǔ)備。（2）混凝土U型的水利渠道對于實(shí)際環(huán)境具有一定的改善作用，可以起到美化景觀的作用，而且，混凝土U型槽的施工較為簡便，且施工的工期短，其在施工過程中所產(chǎn)生的影響也比較小，從而保證了環(huán)境的整體性。

結(jié)束語

當(dāng)前農(nóng)田水利渠道工程的設(shè)計(jì)與施工中，受到許多因素的制約。而合理、科學(xué)的農(nóng)田水利渠道工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)，以及其施工規(guī)范性與有效性的保證，對于提高農(nóng)田水利灌溉效益有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。隨著農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展以及社會(huì)地位的不斷提高，農(nóng)田水利工程也對人們的生產(chǎn)生活具有重要的影響。小型農(nóng)田灌溉的水利渠道設(shè)計(jì)與合理施工，是保證我國農(nóng)田水利工程效益的基礎(chǔ)與前提，對我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著良好的作用。

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