預(yù)制混凝土U型槽在渠道中的應(yīng)用

摘 要：黑龍江省樺川縣新河宮灌區(qū)農(nóng)田水利工程多建于上世紀(jì)末，由于受當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件所限，工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，且大部分渠道均為土渠。由于后繼建設(shè)資金不足，新河宮灌區(qū)灌溉渠道也僅完成了干渠工程和少量支渠，而斗渠、農(nóng)渠等田內(nèi)灌溉渠道缺乏，導(dǎo)致了灌區(qū)工程運(yùn)行效益不高，極大浪費(fèi)設(shè)施資源。在運(yùn)行過(guò)程中時(shí)常發(fā)生渠道淤塞、滲漏、倒塌，運(yùn)行費(fèi)用高且渠系水利用系數(shù)僅為0.3-0.5。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，加強(qiáng)渠道工程建設(shè)，提高渠系水利用率已經(jīng)成為發(fā)展灌區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要途徑。文章論述預(yù)制混凝土U型槽在渠道施工中的工藝流程及項(xiàng)目運(yùn)行后的效果分析。

關(guān)鍵詞：渠道；預(yù)制混凝土；U型槽；施工效果；分析

2009年實(shí)施的黑龍江省樺川縣東河鄉(xiāng)興安村土地整理規(guī)模化示范項(xiàng)目采用節(jié)水型灌溉技術(shù)，灌水技術(shù)上實(shí)行“淺-濕-淺”的節(jié)水灌溉技術(shù)。在保證節(jié)水灌排的前提下，減少工程占用農(nóng)田，確定對(duì)農(nóng)渠采用預(yù)制混凝土D40U形槽襯砌進(jìn)行渠道防護(hù)。根據(jù)我省已建防滲渠的運(yùn)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(dá)50%-80%。因此，除了從灌溉技術(shù)方面實(shí)行節(jié)水型灌溉外，工程措施節(jié)水，尤其適合北方的節(jié)水灌溉模式，采用混凝土板是比較合理可行的。

1 預(yù)制混凝土U型槽的制作

1.1 機(jī)械設(shè)備

預(yù)制所用機(jī)械設(shè)備采用水利部認(rèn)證產(chǎn)品（LZYB-1型混凝土構(gòu)件成型機(jī)）。完整無(wú)損、立式養(yǎng)護(hù)、內(nèi)光外實(shí)，構(gòu)件尺寸準(zhǔn)確，密實(shí)度高、抗凍，抗?jié)B，抗折性能好。實(shí)踐證明采用此預(yù)制機(jī)械，預(yù)制流程簡(jiǎn)單，預(yù)制設(shè)備投資小、機(jī)動(dòng)靈活、操作簡(jiǎn)便，并且預(yù)制混凝土U型槽具有工藝先進(jìn)，造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。

1.2 進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)

進(jìn)場(chǎng)的各類材料必須有合格證書，并到具有相應(yīng)資質(zhì)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行復(fù)檢。根據(jù)設(shè)計(jì)提出的混凝土強(qiáng)度指標(biāo)、生產(chǎn)模具的工藝條件、水及砂石料情況，進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)。預(yù)制構(gòu)件的成品，經(jīng)過(guò)相關(guān)方檢驗(yàn)取得合格證后才可進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)。

1.3 U型槽制作

按照工程設(shè)計(jì)U型槽尺寸定制模板，并按照已批準(zhǔn)的混凝土配合比拌制混凝土。U型槽制作過(guò)程中，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行制作。每班次可以制作400塊左右。生產(chǎn)的U型槽除強(qiáng)度要滿足要求外，表面應(yīng)平直光滑，無(wú)變形和蜂窩麻面現(xiàn)象。

1.4 及時(shí)養(yǎng)護(hù)

制作完成12小時(shí)后開始灑水養(yǎng)護(hù)，保持一定濕度，連續(xù)養(yǎng)護(hù)14。澆水次數(shù)以保證混凝土表面濕潤(rùn)為準(zhǔn)，氣候炎熱的夏天，混凝土?xí)裆w草簾后澆水，以增強(qiáng)養(yǎng)護(hù)效果。

2 預(yù)制U型槽的安裝

2.1 基礎(chǔ)土方挖

按照設(shè)計(jì)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(jī)械進(jìn)行開挖，開挖過(guò)程中按開挖線進(jìn)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(yùn)至挖填成型的渠道中按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)每距離20m左右安放一塊標(biāo)準(zhǔn)塊，并以此樣板為準(zhǔn)，掛線在兩端面間至上而下修整基準(zhǔn)槽斷面。基礎(chǔ)土壤密實(shí)度是混凝土U型槽壽命長(zhǎng)短的重要因素，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制其密實(shí)度，按照測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比降控制。

2.2 鋪設(shè)土工膜

為了達(dá)到節(jié)水防滲的目標(biāo)，在U型槽基礎(chǔ)底部鋪設(shè)復(fù)合土工膜一層。土工膜嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸裁剪后，按照上游壓下游的方式搭接鋪設(shè)，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(xì)石混凝土作為墊層，混凝土墊層的厚度要均勻。在施工中，應(yīng)按照設(shè)計(jì)的比降每隔5-10m定一個(gè)控制點(diǎn)，并在控制點(diǎn)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(jìn)行，相鄰U型槽拼接必須平順并預(yù)留寬20mm左右的間隙，以便勾縫。勾縫時(shí)，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(duì)混凝土預(yù)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(shí)會(huì)出現(xiàn)空洞，空洞填筑法通常有三種：（1）中粗沙填筑；（2）細(xì)石混凝土填筑；（3）原土人工夯實(shí)填筑。前面兩種方式，施工方便，但造價(jià)較高，采用原土夯實(shí)填筑，也能起到密實(shí)效果。泥土回填必須密實(shí)，不允許有雜草、樹根及大石，采用人工夯實(shí)方法，自下而上逐層夯實(shí)回填。回填后保證側(cè)墻頂填土高出5-10cm，側(cè)墻填土寬30cm以上。

2.5 現(xiàn)澆混凝土壓頂

壓頂質(zhì)量的好壞直接影響到U型槽的使用年限，一般均采用現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行壓頂，這樣可較好的解決其穩(wěn)定性的問(wèn)題。澆筑過(guò)程中經(jīng)常檢查模板、支架、和預(yù)留口的情況，發(fā)現(xiàn)模板有變形、以移位時(shí)應(yīng)立即停止?jié)仓⒃谝褲仓幕炷两K凝前修好。

3 施工中應(yīng)注意的問(wèn)題

3.1 土渠在“U”形槽安裝前，應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)土壤的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，對(duì)于穩(wěn)定性差的濕陷性土壤應(yīng)換干粘土后，分層夯實(shí)。舊渠道改造應(yīng)清除底層殘留物，再用砼或砂漿，嚴(yán)禁在原渠道基礎(chǔ)上直接安裝“U”形槽，以免導(dǎo)致舊基礎(chǔ)底部空洞，造成渠道失穩(wěn)變形、塌陷。

3.2 根據(jù)設(shè)計(jì)選好原材料，對(duì)所有材料進(jìn)行檢查，以確保質(zhì)量。

3.3 現(xiàn)澆混凝土壓頂前保持基礎(chǔ)干凈，必須按照設(shè)計(jì)厚度支模澆筑施工，混凝土嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求配比拌和后方可澆筑，嚴(yán)禁撒水泥或用水泥砂漿代替混凝土，重視混凝土的養(yǎng)護(hù)及保護(hù)，避免人為破壞，影響外觀。

3.4 施工質(zhì)量是防滲改造效果耐久性的重要因素。施工中要強(qiáng)化工序管理，加強(qiáng)檢測(cè)環(huán)節(jié)，確保每一道工序均達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3.5 混凝土U型槽預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)需平整，預(yù)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(chǔ)及槽背面填土必須夯實(shí)，并將舊渠道的雜物清除干凈，避免基礎(chǔ)失穩(wěn)，引起渠道變形。

3.7 襯砌后的“U”形槽防滲渠明確各方責(zé)任，加強(qiáng)運(yùn)行管理。不能重建輕管，只建設(shè)不維護(hù)，造成已建成的工程達(dá)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(yōu)輸水?dāng)嗝妫⑶揖哂泄芾矸奖悖烙^大方，防滲效果好，運(yùn)行維修費(fèi)用低，工程造價(jià)低，節(jié)約材料等優(yōu)點(diǎn)。并且采用U型槽輸水形式比采用標(biāo)準(zhǔn)梯形斷面形式至少節(jié)省占地30%左右，在節(jié)約土地方面有良好的效果。項(xiàng)目運(yùn)行2年來(lái)，有效提高了水的利用率，渠道變形較少，受到運(yùn)行單位及當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶的好評(píng)。

作者簡(jiǎn)介：叢全日（1979-），男，工程師。