預制混凝土U型槽在渠道中的應用

摘 要：黑龍江省樺川縣新河宮灌區農田水利工程多建于上世紀末，由于受當時的經濟和技術條件所限，工程建設標準低，且大部分渠道均為土渠。由于后繼建設資金不足，新河宮灌區灌溉渠道也僅完成了干渠工程和少量支渠，而斗渠、農渠等田內灌溉渠道缺乏，導致了灌區工程運行效益不高，極大浪費設施資源。在運行過程中時常發生渠道淤塞、滲漏、倒塌，運行費用高且渠系水利用系數僅為0.3-0.5。隨著農業生產的不斷發展，加強渠道工程建設，提高渠系水利用率已經成為發展灌區農業經濟的重要途徑。文章論述預制混凝土U型槽在渠道施工中的工藝流程及項目運行后的效果分析。

關鍵詞：渠道；預制混凝土；U型槽；施工效果；分析

2009年實施的黑龍江省樺川縣東河鄉興安村土地整理規模化示范項目采用節水型灌溉技術，灌水技術上實行“淺-濕-淺”的節水灌溉技術。在保證節水灌排的前提下，減少工程占用農田，確定對農渠采用預制混凝土D40U形槽襯砌進行渠道防護。根據我省已建防滲渠的運行情況看，U形槽作為襯砌材料輔加防滲膜是十分成功的，不僅施工較方便，而且能有效的防止灌溉用水的滲漏損失達50%-80%。因此，除了從灌溉技術方面實行節水型灌溉外，工程措施節水，尤其適合北方的節水灌溉模式，采用混凝土板是比較合理可行的。

1 預制混凝土U型槽的制作

1.1 機械設備

預制所用機械設備采用水利部認證產品（LZYB-1型混凝土構件成型機）。完整無損、立式養護、內光外實，構件尺寸準確，密實度高、抗凍，抗滲，抗折性能好。實踐證明采用此預制機械，預制流程簡單，預制設備投資小、機動靈活、操作簡便，并且預制混凝土U型槽具有工藝先進，造價低廉等優點。

1.2 進行混凝土配合比試驗

進場的各類材料必須有合格證書，并到具有相應資質的檢測實驗室進行復檢。根據設計提出的混凝土強度指標、生產模具的工藝條件、水及砂石料情況，進行混凝土配合比試驗。預制構件的成品，經過相關方檢驗取得合格證后才可進行施工現場。

1.3 U型槽制作

按照工程設計U型槽尺寸定制模板，并按照已批準的混凝土配合比拌制混凝土。U型槽制作過程中，嚴格按照操作規程進行制作。每班次可以制作400塊左右。生產的U型槽除強度要滿足要求外，表面應平直光滑，無變形和蜂窩麻面現象。

1.4 及時養護

制作完成12小時后開始灑水養護，保持一定濕度，連續養護14。澆水次數以保證混凝土表面濕潤為準，氣候炎熱的夏天，混凝土曬蓋草簾后澆水，以增強養護效果。

2 預制U型槽的安裝

2.1 基礎土方挖

按照設計渠道頂高程碾壓填筑渠道后，在開挖前先放開挖線，采用小型挖掘機械進行開挖，開挖過程中按開挖線進行開挖并盡量避免超挖，并用人工清理至基地高程。

土方挖填完成后，用少量U型槽由人工抬運至挖填成型的渠道中按照設計標準每距離20m左右安放一塊標準塊，并以此樣板為準，掛線在兩端面間至上而下修整基準槽斷面。基礎土壤密實度是混凝土U型槽壽命長短的重要因素，應嚴格按照設計要求及質量標準控制其密實度，按照測量數據進行比降控制。

2.2 鋪設土工膜

為了達到節水防滲的目標，在U型槽基礎底部鋪設復合土工膜一層。土工膜嚴格按照設計尺寸裁剪后，按照上游壓下游的方式搭接鋪設，搭接寬度不小于0.5m。

2.3 安裝U型槽

在開挖成型的基槽上，澆一層寬度為U型槽半徑的1/2、厚5cm的M7.5細石混凝土作為墊層，混凝土墊層的厚度要均勻。在施工中，應按照設計的比降每隔5-10m定一個控制點，并在控制點上安裝一塊U型槽，槽底高程符合比降在此高程的要求。然后將U型槽從下游向上游進行，相鄰U型槽拼接必須平順并預留寬20mm左右的間隙，以便勾縫。勾縫時，先涂1：2.5水泥砂漿一道，再用1：2的水泥砂漿勾平縫。另外，為了降低凍脹對混凝土預制件的影響，每隔5m采用瀝青麻刀灌縫（按伸縮縫處理）。

2.4 回填土

由于開挖斷面與“U”形槽斷面不十分吻合，渠槽背面有時會出現空洞，空洞填筑法通常有三種：（1）中粗沙填筑；（2）細石混凝土填筑；（3）原土人工夯實填筑。前面兩種方式，施工方便，但造價較高，采用原土夯實填筑，也能起到密實效果。泥土回填必須密實，不允許有雜草、樹根及大石，采用人工夯實方法，自下而上逐層夯實回填。回填后保證側墻頂填土高出5-10cm，側墻填土寬30cm以上。

2.5 現澆混凝土壓頂

壓頂質量的好壞直接影響到U型槽的使用年限，一般均采用現澆混凝土進行壓頂，這樣可較好的解決其穩定性的問題。澆筑過程中經常檢查模板、支架、和預留口的情況，發現模板有變形、以移位時應立即停止澆筑，并在已澆筑的混凝土終凝前修好。

3 施工中應注意的問題

3.1 土渠在“U”形槽安裝前，應對基礎土壤的穩定性進行分析，對于穩定性差的濕陷性土壤應換干粘土后，分層夯實。舊渠道改造應清除底層殘留物，再用砼或砂漿，嚴禁在原渠道基礎上直接安裝“U”形槽，以免導致舊基礎底部空洞，造成渠道失穩變形、塌陷。

3.2 根據設計選好原材料，對所有材料進行檢查，以確保質量。

3.3 現澆混凝土壓頂前保持基礎干凈，必須按照設計厚度支模澆筑施工，混凝土嚴格按設計要求配比拌和后方可澆筑，嚴禁撒水泥或用水泥砂漿代替混凝土，重視混凝土的養護及保護，避免人為破壞，影響外觀。

3.4 施工質量是防滲改造效果耐久性的重要因素。施工中要強化工序管理，加強檢測環節，確保每一道工序均達到設計及規范要求。

3.5 混凝土U型槽預制現場需平整，預制板模具采用制造尺寸合格的鋼模，要定期校模。

3.6 新渠或舊渠基礎及槽背面填土必須夯實，并將舊渠道的雜物清除干凈，避免基礎失穩，引起渠道變形。

3.7 襯砌后的“U”形槽防滲渠明確各方責任，加強運行管理。不能重建輕管，只建設不維護，造成已建成的工程達不到使用期限及效果。

4 工程效果分析

渠道采用U型槽防滲不僅接近最優輸水斷面，并且具有管理方便，美觀大方，防滲效果好，運行維修費用低，工程造價低，節約材料等優點。并且采用U型槽輸水形式比采用標準梯形斷面形式至少節省占地30%左右，在節約土地方面有良好的效果。項目運行2年來，有效提高了水的利用率，渠道變形較少，受到運行單位及當地農戶的好評。

作者簡介：叢全日（1979-），男，工程師。