渠道防滲新型U(矩)型槽施工技術探討

劉道維，孫景路，張 濱

(黑龍江省季節凍土區工程凍土重點實驗室黑龍江省水利科學研究院，哈爾濱150080)

隨著新農村建設的開展及節能、環保、提升生產力成為迫切的需要，在農田渠道體系中推廣混凝土U型防滲渠工程，可以有效發揮地農田水利設施的效益［1］。U型槽結構形式在水利工程中廣泛的被采用，尤其是中小型閘、壩、涵洞、渡槽和跌水等，進出口連接段多采用這種結構形式［2］。U型渠槽是綜合水力、工程經濟、固相輸送和占地少等因素的最佳形態［3］。隨著U型混凝土槽預制機等生產機械的開發，使其又具有了生產效率高、造價低廉、質量可靠和省工省料等優點［4］。針對土渠存在問題，在臨澤灌區節水改造工程項目實施中，斗、農、毛渠大量采用了U型混凝土預制槽防滲襯砌技術，取得了顯著的經濟效益、生態效益和社會效益。因此，應用和推廣U型混凝土預制槽防滲襯砌技術十分適宜且很有必要［5］。近年來在湖南省桃花江灌區農業綜合水價改革及節水灌溉工程建設中，末級渠系(斗渠、農渠)多采用混凝土預制U型槽渠道襯砌，在施工過程中減少了混凝土用量與損耗，取得了較好的防滲效果，提高了水資源的利用率，達到了節水灌溉的目的［6］。

混凝土U形槽預制件是20世紀90年代開發出來的一種供農業輸水溝道建設需要的特殊產品［7］。通過預制U型槽的建設及應用，使得輸水渠道自身的社會效益與經濟效益能夠得到最大限度的發揮，這從某種程度上來說也證實了預制U型槽在輸水渠道建設中的重要地位，及其所發揮的關鍵意義［8］。因為U型槽可采用預制裝配式施工，且具有良好的防滲效果、水力性能及抗外力性能等優點。因此目前在小型灌溉渠道的防滲襯砌中應用較多［9］，我國已把渠道防滲襯砌作為農業節水灌溉的一種最主要的工程措施［10］。混凝土U型渠道因比矩形和梯形等具有更多的優點而被廣泛應用。其缺點是易受氣候、地形和地質條件、地下水位、灌溉放水、能源和交通等限制，給混凝土U型現澆渠道的推廣帶來影響［11-13］。近年來，在我國的農業開發及末級渠道改造項目中得到了大規模的推廣。但混凝土預制U型槽防滲工程的質量及應用效果的優劣，很大程度上取決于混凝土U型槽施工安裝［14］。安裝U形槽渠道是機制U形砼構件應用于工程實踐的一個重要環節，安裝質量的好壞直接影響到機制混凝土U形槽構件的應用效果［15］。因此要將U型渠施工好，掌握其施工過程及施工技術，顯得十分重要［16］。

傳統的U型槽在施工過程中存在工序復雜，安裝配套不夠合理，施工速度慢，施工質量難以控制等缺點，因此，本文結合以上問題開展了相關方面的改進與完善，使其施工工藝更趨于合理。

1 新型U(矩)型槽技術參數

新型預制混凝土 U(矩)型槽混凝土指標C50F300，產品示意圖如圖1所示，技術參數見表1。

圖1 產品界面示意圖Fig．1 Product interface sketch

表1 新型U(矩)型槽技術參數Tab．1 New type U(moment)technical parameters

2 新型U(矩)型槽施工機械技術

新型U(矩)型槽所需的主要施工機械設備包括農用運輸車和挖掘機。根據工程實際情況，選用一定型號的挖掘機，將原來挖斗換裝上特制的新挖斗，新挖斗外形為三角形，挖斗寬度不小于2 200 mm。

3 新型U(矩)型槽施工流程

新型U(矩)型槽灌溉渠道防滲工程施工流程:施工準備→土方開挖、填筑→驗槽→渠底砂墊層鋪設→新型U(矩)型槽運至現場→粘接遇水膨脹止水膠條→砂墊層鋪筑高程復核→吊裝新型U(矩)型槽→回填構件兩側土方、夯實、整形→新型U(矩)型槽外觀檢測、放水檢驗→交工驗收。

4 施工方法步驟

(1)按設計要求進行施工放線如圖2所示。

(2)挖掘機開挖回填整形如圖3和圖4所示(主要控制渠地高程)，渠線開槽底寬為構件外寬g+20 cm，深度按照渠底線下底板厚度加10 cm，平均開挖深度估算為構件高度(c+f)×1/2+10 cm。

(3)水穩層處理:水穩層寬度為渠底開挖寬度，厚度為5～10 cm。如有防凍脹要求，在水穩層下鋪設10～20 cm砂礫石墊層。

(4)將混凝土構件運至安裝現場。

(5)混凝土構件單側安裝遇水膨脹止水橡膠。

(6)采用挖掘機作為吊裝機械，配合4個人工進行機械操作、定線及定位擺放拼接，如圖5～7所示，構件連接處用木方支撐，防止構件連接處錯位。

(7)采用挖掘機或鏟車回填構件兩側土方、夯實、整形。渠道兩側回填土與渠頂一平，雙側側向寬度為每側20～40 cm，外坡按1∶0．5至格田面如圖8和圖9所示。

(8)拆卸支撐木方。

(9)如有行人交通和生態通道要求，在矩型槽上鋪設蓋板。

(10)驗收竣工。

圖2 渠道施工放線Fig．2 Channel lofting

圖3 渠道整形Fig．3 Channel plastic

圖4 渠道整形Fig．4 Channel plastic

圖5 混凝土構件吊裝Fig．5 Component assembly

圖6 混凝土構件吊裝Fig．6 Component assembly

圖7 混凝土構件連接處定位Fig．7 Component joint positioning

圖8 竣工后渠道Fig．8 The completion of the channel

圖9 矩型槽安裝標準斷面圖Fig．9 Standard profile of rectangles tank installation

5 新型U(矩)型槽施工技術優勢

(1)新型U(矩)型槽長度2 000 mm，是傳統渠道防滲結構U形、梯形槽長度500 mm的4倍。型號多，配套構件三通、四通、彎頭、陡坡、變徑、取水口、蓋板和止水條等齊全，組件配套安裝方便、簡單，施工速度更加快捷。

(2)新型U(矩)型槽施工機械化程度高、速度快，施工程序簡便易行，土方開挖、回填量大量減少，質量容易控制。

(3)新型U(矩)型槽施工所需機械簡單、人力資源少，該技術省時省工，可減少工程造價。具有較高的性價比。符合現代化大水利建設發展需求。

6 結束語

為解決U型槽傳統施工技術對預制新型U(矩)型槽推廣應用的瓶頸限制，本文重點介紹了新型U(矩)型槽新的施工技術。該技術所需的主要施工機械設備包括農用運輸車和挖掘機。農用運輸車選用大馬力適合田間運輸的膠輪農用車，將U(矩)型槽運至安裝地點。根據工程實際情況，選用一定型號的挖掘機，將原來挖斗換裝上特制的新挖斗，新挖斗外形為三角形，挖斗寬度不小于2 200 mm。對應的工藝流程主要涉及施工準備、渠底砂墊層鋪設、粘接遇水膨脹止水膠條、吊裝新型U(矩)型槽、回填、檢驗及驗收等。通過本文對新型U(矩)型槽施工技術探討，為今后新型U(矩)型槽產品推廣應用提供技術參考。

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