預制混凝土板與裝配式混凝土矩形槽工程的設計與分析
——以依安縣田間渠道防滲工程示例

王吉永

(齊齊哈爾市水利勘測設計研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

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預制混凝土板與裝配式混凝土矩形槽工程的設計與分析
——以依安縣田間渠道防滲工程示例

王吉永

(齊齊哈爾市水利勘測設計研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

摘要：依安縣躍進干渠上游為躍進水庫供水，躍進水庫的水源主要是通過位于烏裕爾河主河道上的攔河閘引水入庫，該水庫是以灌溉為主，水庫分配給躍進灌區(qū)充足的地表水灌溉水量，滿足灌區(qū)近、遠期水田發(fā)展灌溉用水要求。躍進灌區(qū)土地連片，地形平坦，土質肥沃，農(nóng)民種植水稻歷史悠久，在灌溉技術和種植方法上經(jīng)驗豐富，便于推廣水稻節(jié)水控制灌溉技術。灌區(qū)骨干工程已經(jīng)形成，工程基礎條件相對較好。文章分析為老灌區(qū)田間改造提供了可靠的科學依據(jù)。

關鍵詞：依安；田間；矩形槽；設計；分析

1概況

依安縣躍進灌區(qū)是躍進水庫下游灌區(qū)配套工程。躍進水庫的水源主要是通過位于烏裕爾河主河道上的攔河閘引水入庫，是一座以灌溉為主的水庫。躍進水庫放水閘設計流量12m3/s,P=75%調節(jié)水量0.7106 億m3，可灌溉水田6 267hm2，通過水庫調節(jié)，經(jīng)躍進干渠引水入本灌區(qū)。

本次選取該灌區(qū)內(nèi)田間灌水渠道采用預制混凝土板梯形防滲和裝配式混凝土矩形槽防滲兩種防滲形式進行對比分析，從過水流量、耐用程度、占地尺寸、施工方法上進行簡要分析。

2基本資料及計算結果

2.1過水流量計算情況

本次工程設計分析以選取田間小流量灌溉渠道為例， 參數(shù)如下：Q=0.10m3/s，m=1，B=0.5 m/s，n=0.018，I=1/2000。

計算條件：依據(jù)相關行業(yè)規(guī)范，確定當渠道采用預制混凝土板梯形斷面結構防滲時，m=1，n=0.018；當渠道采用裝配式混凝土矩形槽結構防滲時，選取矩形槽內(nèi)寬0.5 m構件，n=0.015。預制混凝土板梯形斷面結構防滲圖見圖1，裝配式混凝土矩形槽結構防滲圖見圖2。

圖1　預制混凝土板梯形斷面結構防滲圖

圖2　裝配式混凝土矩形槽結構防滲圖

計算依據(jù)：明渠均勻流公式：

(1)

式中：V為流量，m/s；C為謝才系數(shù)，m，0.5/s；R為水力半徑；i為比降。

渠道岸頂超高計算公式：

Fb=hb/4+0.2

(2)

式中：Fb為超高，m；hb為加大水深，m。

經(jīng)計算，兩種渠道防滲形式均滿足設計田間渠道流量Q=0.10m3/s的需求。從二者的過流能力對比上并無明顯差別。

2.2耐用程度對比分析

田間渠道用材預制混凝土板梯形結構防滲時一般采用混凝土強度等級C20，抗凍等級F150。裝配式混凝土矩形槽混凝土強度等級C50，抗凍等級采用F300[1-3]。

二者從強度等級及抗凍等級上區(qū)別較大，后者的高強度等級保證了該構件的經(jīng)久耐用性能；由于該項目區(qū)位于依安縣境內(nèi)，高抗凍等級的混凝土保證了該構件更能在當?shù)睾錃夂虻臈l件下使用更長時間。從耐用程度的角度上看，裝配式混凝土矩形槽結構防滲相比較于預制混凝土板梯形斷面結構防滲更具優(yōu)勢。

2.3占地尺寸對比分析

兩者設計渠頂寬0.5m，預制混凝土板梯形斷面結構防滲相較于裝配式混凝土矩形槽結構防滲多出渠道梯形兩側邊坡寬度，使之渠道占地寬度遠大于后者。對于田間小流量渠道而言，裝配式混凝土矩形槽結構防滲能夠節(jié)約更多的土地資源。

2.4施工方法對比分析

預制混凝土板施工需要設置預制廠，進行設備購置，材料進場等一系列工作，并且還要保證施工工藝，程序相對復雜，質量保證有難度，養(yǎng)護難度較高。裝配式混凝土矩形槽由廠家生產(chǎn)并出具合格證書，施工單位經(jīng)過渠道土方整形即可安裝，施工程序簡單，并且質量有保障。對于東北地區(qū)田間防滲工程工期短的特點，裝配式混凝土矩形槽更適合該地區(qū)使用。

3設計結論

通過過水流量、耐用程度、占地尺寸、施工方法4個方面的綜合分析，預制混凝土板梯形防滲和裝配式混凝土矩形槽防滲2種防滲形式差異較為明顯[5]：

1)二者在滿足過流能力要求的基礎上，裝配式混凝土矩形槽糙率較小，水流條件更好。

2)裝配式混凝土矩形槽的高強度等級和高抗凍等級決定了該構件更適合在東北嚴寒地區(qū)經(jīng)久耐用，適合該地區(qū)的渠道防滲工程。

3)在耕地資料較為緊張的形勢下，裝配式混凝土矩形槽結構防滲形式節(jié)約了更多的土地，為農(nóng)民增產(chǎn)增收提供了助力，保證了糧食生產(chǎn)安全。

4)渠道使用裝配式混凝土矩形槽防滲施工程序簡單，施工工藝難度相對較低，質量有保障，施工工期短，對場地條件要求低，適用于該地區(qū)氣候特點。

綜上所訴，在依安縣田間渠道防滲工程設計中，采用裝配式混凝土矩形槽結構防滲是符合科學依據(jù)和客觀規(guī)律的，相比較于預制混凝土板梯形斷面結構防滲是更加適合的。

參考文獻：

[1]中華人民共和國水利部.GB50288—99灌溉與排水渠系工程設計規(guī)范[S].北京：水利水電出版社，1999.

[2]中華人民共和國水利部.SL482—2011灌溉與排水渠系建筑物設計規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2011.

[3]中華人民共和國水利部.SL/T50363—2006節(jié)水灌溉技術規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2006.

[4]張志昌.水力學[M].北京：水利水電出版社，2011：10-27.

[5]齊齊哈爾市水利勘測設計研究院有限責任公司.黑龍江省依安縣“節(jié)水增糧行動項目”(水田)2015年度實施方案 [R].齊齊哈爾：齊齊哈爾市水利勘測設計研究院有限責任公司，2012.

文章編號：1007-7596(2016)02-0077-02

[收稿日期]2015-09-28

[作者簡介]王吉永(1982-)，男，黑龍江齊齊哈爾人，工程師。

中圖分類號：S274.4

文獻標識碼：B