簡議水利渠道工程的設(shè)計與施工

【摘要】水利渠道工程的正常運(yùn)行直接關(guān)系著渠道正常輸水和灌溉效益的充分發(fā)揮，其對我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著良好的作用。水利渠道工程設(shè)計施工需要進(jìn)行綜合考量，充分利用地形條件。合理規(guī)劃設(shè)計水利渠道并根據(jù)設(shè)計方案付諸施工，對于提升灌溉水源利用率非常重要。

本文簡述了水利渠道工程設(shè)計的原則，對水利渠道的設(shè)計與施工進(jìn)行了論述分析。

【關(guān)鍵詞】水利渠道；設(shè)計；原則；施工；U型槽；現(xiàn)澆砼

一、水利渠道工程設(shè)計的原則

水利渠道工程設(shè)計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)計要以實(shí)際情況為主要的設(shè)計基礎(chǔ)，重視實(shí)地考察的必要性與重要性，是水利渠道設(shè)計中最為關(guān)鍵的設(shè)計原則。

二、水利渠道工程的設(shè)計

1、渠道縱斷面設(shè)計與水位高程的確定。渠道縱斷面設(shè)計應(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。

2、渠道橫斷面設(shè)計。農(nóng)田渠道橫斷面設(shè)計多選用矩形和U型斷面，一般情況下采用均勻流原理計算渠道橫斷面所用尺寸，即設(shè)計流量：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)計渠道時應(yīng)堅持工程量小且投資少的原則，設(shè)計最佳水利斷面，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。

三、水利渠道工程中現(xiàn)澆砼施工

1、砼澆筑前，必須作好準(zhǔn)備工作。發(fā)電機(jī)、拌和機(jī)就位；小推車、翻斗車備齊；磨光機(jī)、振機(jī)器到位；各種模具準(zhǔn)備就緒；供水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)試運(yùn)行正常；場地、道路平整；人員到位后才能進(jìn)行砼現(xiàn)澆施工。

2、模板工程采用定型槽鋼按設(shè)計圖紙要求制成框格，外用楔形三角鐵鑲?cè)胪林屑右怨潭āＤ０逯谱骱桶惭b要具備支立牢固、板縫緊密、表面平整、線條順直、標(biāo)高一致、易支易折等特點(diǎn)。現(xiàn)澆砼模板框格安裝凈距沿渠道縱向的允許偏差值為±10mm，沿寬度方向的允許偏差值為±20mm，對角線允許偏差值為±10mm。

3、澆筑砼澆筑應(yīng)先坡后底，最后澆筑壓沿。具體澆筑工序如下：澆筑前：應(yīng)在精削后的渠床上安放鋼模板并固定閉孔泡沫塑料伸縮縫。如果渠床干燥起土應(yīng)首先灑水濕潤，以避免澆筑好的砼板因水分過度流失表面出現(xiàn)細(xì)裂紋。拌和：澆筑用砼必須采用機(jī)械拌和，攪拌機(jī)容積不得小于0.4m3，拌和好的砼須用機(jī)動三輪車及時運(yùn)往澆筑現(xiàn)場。澆振：砼運(yùn)到澆筑現(xiàn)場后應(yīng)及時流槽入倉，人工平倉，刮杠刮平，平板振動器振搗。振動器振動順序應(yīng)從下往上單方向振動，嚴(yán)禁過振、漏振。壓光：用平板振動器振實(shí)后，采用磨光機(jī)磨平，直到表面泛出水泥漿為止，最后用人工壓光。

四、水利渠道工程的預(yù)制施工

1、混凝土預(yù)制U型槽。U型槽應(yīng)用于水利渠道施工的第一步，便是預(yù)制混凝土U型槽。其次便是實(shí)施混凝土配比的試驗。以水利渠道設(shè)計的標(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。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小時后對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，除了其強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)之外，還應(yīng)保證其表面光滑平直。

2、U型槽的施工安裝。（1）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)一段時間后，待U型槽沉降穩(wěn)定后再校正。（2）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，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)時在U型槽基槽底嚴(yán)格按照設(shè)計高程開挖，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)。

五、結(jié)束語

水利渠道的合理設(shè)計施工是保證我國水利工程效益的基礎(chǔ)與前提，但是其受到許多因素的制約。因此必須合理、科學(xué)的對水利渠道工程進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計以及規(guī)范施工，從而提高水利渠道工程灌溉水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]覃獻(xiàn)基.農(nóng)田水利渠道設(shè)計與施工[J].科技風(fēng)，2012