預(yù)制混凝土板與裝配式混凝土矩形槽工程的設(shè)計(jì)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(cè)設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

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預(yù)制混凝土板與裝配式混凝土矩形槽工程的設(shè)計(jì)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(cè)設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

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

關(guān)鍵詞：依安；田間；矩形槽；設(shè)計(jì)；分析

1概況

依安縣躍進(jìn)灌區(qū)是躍進(jìn)水庫(kù)下游灌區(qū)配套工程。躍進(jìn)水庫(kù)的水源主要是通過(guò)位于烏裕爾河主河道上的攔河閘引水入庫(kù)，是一座以灌溉為主的水庫(kù)。躍進(jìn)水庫(kù)放水閘設(shè)計(jì)流量12m3/s,P=75%調(diào)節(jié)水量0.7106 億m3，可灌溉水田6 267hm2，通過(guò)水庫(kù)調(diào)節(jié)，經(jīng)躍進(jìn)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(yù)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(jìn)行對(duì)比分析，從過(guò)水流量、耐用程度、占地尺寸、施工方法上進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

2基本資料及計(jì)算結(jié)果

2.1過(guò)水流量計(jì)算情況

本次工程設(shè)計(jì)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(jì)算條件：依據(jù)相關(guān)行業(yè)規(guī)范，確定當(dāng)渠道采用預(yù)制混凝土板梯形斷面結(jié)構(gòu)防滲時(shí)，m=1，n=0.018；當(dāng)渠道采用裝配式混凝土矩形槽結(jié)構(gòu)防滲時(shí)，選取矩形槽內(nèi)寬0.5 m構(gòu)件，n=0.015。預(yù)制混凝土板梯形斷面結(jié)構(gòu)防滲圖見圖1，裝配式混凝土矩形槽結(jié)構(gòu)防滲圖見圖2。

圖1　預(yù)制混凝土板梯形斷面結(jié)構(gòu)防滲圖

圖2　裝配式混凝土矩形槽結(jié)構(gòu)防滲圖

計(jì)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(jì)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(jì)算，兩種渠道防滲形式均滿足設(shè)計(jì)田間渠道流量Q=0.10m3/s的需求。從二者的過(guò)流能力對(duì)比上并無(wú)明顯差別。

2.2耐用程度對(duì)比分析

田間渠道用材預(yù)制混凝土板梯形結(jié)構(gòu)防滲時(shí)一般采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20，抗凍等級(jí)F150。裝配式混凝土矩形槽混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50，抗凍等級(jí)采用F300[1-3]。

二者從強(qiáng)度等級(jí)及抗凍等級(jí)上區(qū)別較大，后者的高強(qiáng)度等級(jí)保證了該構(gòu)件的經(jīng)久耐用性能；由于該項(xiàng)目區(qū)位于依安縣境內(nèi)，高抗凍等級(jí)的混凝土保證了該構(gòu)件更能在當(dāng)?shù)睾錃夂虻臈l件下使用更長(zhǎng)時(shí)間。從耐用程度的角度上看，裝配式混凝土矩形槽結(jié)構(gòu)防滲相比較于預(yù)制混凝土板梯形斷面結(jié)構(gòu)防滲更具優(yōu)勢(shì)。

2.3占地尺寸對(duì)比分析

兩者設(shè)計(jì)渠頂寬0.5m，預(yù)制混凝土板梯形斷面結(jié)構(gòu)防滲相較于裝配式混凝土矩形槽結(jié)構(gòu)防滲多出渠道梯形兩側(cè)邊坡寬度，使之渠道占地寬度遠(yuǎn)大于后者。對(duì)于田間小流量渠道而言，裝配式混凝土矩形槽結(jié)構(gòu)防滲能夠節(jié)約更多的土地資源。

2.4施工方法對(duì)比分析

預(yù)制混凝土板施工需要設(shè)置預(yù)制廠，進(jìn)行設(shè)備購(gòu)置，材料進(jìn)場(chǎng)等一系列工作，并且還要保證施工工藝，程序相對(duì)復(fù)雜，質(zhì)量保證有難度，養(yǎng)護(hù)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(guò)渠道土方整形即可安裝，施工程序簡(jiǎn)單，并且質(zhì)量有保障。對(duì)于東北地區(qū)田間防滲工程工期短的特點(diǎn)，裝配式混凝土矩形槽更適合該地區(qū)使用。

3設(shè)計(jì)結(jié)論

通過(guò)過(guò)水流量、耐用程度、占地尺寸、施工方法4個(gè)方面的綜合分析，預(yù)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(guò)流能力要求的基礎(chǔ)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(qiáng)度等級(jí)和高抗凍等級(jí)決定了該構(gòu)件更適合在東北嚴(yán)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(shì)下，裝配式混凝土矩形槽結(jié)構(gòu)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(jiǎn)單，施工工藝難度相對(duì)較低，質(zhì)量有保障，施工工期短，對(duì)場(chǎng)地條件要求低，適用于該地區(qū)氣候特點(diǎn)。

綜上所訴，在依安縣田間渠道防滲工程設(shè)計(jì)中，采用裝配式混凝土矩形槽結(jié)構(gòu)防滲是符合科學(xué)依據(jù)和客觀規(guī)律的，相比較于預(yù)制混凝土板梯形斷面結(jié)構(gòu)防滲是更加適合的。

參考文獻(xiàn)：

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

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

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

[4]張志昌.水力學(xué)[M].北京：水利水電出版社，2011：10-27.

[5]齊齊哈爾市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司.黑龍江省依安縣“節(jié)水增糧行動(dòng)項(xiàng)目”(水田)2015年度實(shí)施方案 [R].齊齊哈爾：齊齊哈爾市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，2012.

文章編號(hào)：1007-7596(2016)02-0077-02

[收稿日期]2015-09-28

[作者簡(jiǎn)介]王吉永(1982-)，男，黑龍江齊齊哈爾人，工程師。

中圖分類號(hào)：S274.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B