便攜式防滲渠開槽機(jī)在農(nóng)田水利節(jié)水灌溉工程中的研究與應(yīng)用

褚宏萬(wàn) 陳曉峰

渠系防滲工程是灌區(qū)改造項(xiàng)目的重要組成部分，渠系防滲對(duì)縮短灌溉周期、提高灌溉水的利用率、節(jié)約水資源、提高供水工程的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益具有重要意義。宿遷市水利工程建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司的技術(shù)人員在灌區(qū)節(jié)水改造項(xiàng)目的施工監(jiān)理工作中對(duì)混凝土防滲渠道施工工藝進(jìn)行革新，研究推廣了便攜式防滲渠開槽施工技術(shù)，有效降低施工勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了施工成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效果。

一、渠系防滲節(jié)水工程主要類型和應(yīng)用

1.灌區(qū)的渠系節(jié)水措施

目前國(guó)家投入大量資金對(duì)灌區(qū)進(jìn)行渠系節(jié)水配套與改造，按照節(jié)水渠道使用的材料進(jìn)行分類，主要有預(yù)制面板襯砌渠道、現(xiàn)澆混凝土渠道、漿砌石渠道、PVC低壓灌溉管道；其中應(yīng)用最廣泛的兩種渠道就是漿砌石渠道和混凝土襯砌渠道。按照渠道的斷面型式分，主要有矩形斷面、梯形斷面、U型斷面、圓形斷面；其中應(yīng)用最廣泛的兩種渠道是矩形斷面和梯形斷面。漿砌石渠道多為矩形斷面結(jié)構(gòu)，但受石料產(chǎn)地影響，不利于大面積推廣；而混凝土梯形斷面渠道不受材料產(chǎn)地影響，節(jié)水效果好，施工方便，適于大面積推廣。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證，同等過(guò)水?dāng)嗝娴幕炷燎篮屯燎啾龋斔芰μ岣吡?.5～1.7倍；水利用系數(shù)提高了1.15～1.3倍。

2.梯形混凝土防滲渠道的推廣現(xiàn)狀

受土地承包責(zé)任制的影響，目前，灌區(qū)節(jié)水配套改造工程的節(jié)水渠道大多是在原老渠道的基礎(chǔ)上實(shí)施梯形混凝土防滲渠道。老渠道經(jīng)過(guò)清除樹根、雜草后，采用人工開挖培土模，再實(shí)施混凝土澆筑；由于人工開挖培土模投入的勞動(dòng)力多，施工人員的素質(zhì)和技術(shù)熟練程度不一致，施工管理困難，施工質(zhì)量難控制；隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，勞務(wù)人員工資不斷提高，施工成本不斷加大，嚴(yán)重影響施工單位的積極性，不利于梯形混凝土防滲渠道的推廣應(yīng)用。

二、便攜式挖掘機(jī)開槽施工原理和應(yīng)用

1.老渠道清障、去雜、回填土、夯實(shí)

灌區(qū)節(jié)水配套改造工程，一般都是在老渠道上施工。老渠道多為土渠，渠道斷面大，占地多，渠道上灌木、雜草較多；而防滲節(jié)水渠道斷面小，占地少，施工時(shí)需要對(duì)老渠道進(jìn)行清障，清除老渠道上雜物，分層回填土方，夯實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)高程，再采用挖槽機(jī)開挖，最終形成一個(gè)安全穩(wěn)定的土模。

2.開挖槽制作與安裝，進(jìn)行工藝試驗(yàn)

根據(jù)渠道的施工圖設(shè)計(jì)尺寸，采用角鋼、槽鋼制作開槽機(jī)模具，模具可以焊接在挖掘機(jī)鏟斗上，也可以采用螺栓連接；根據(jù)渠槽土質(zhì)和開挖的斷面尺寸選用模具鋼材，確保開槽模具的堅(jiān)固、不變形。

模具安裝后要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)開槽試驗(yàn)，選擇一段回填夯實(shí)達(dá)標(biāo)的渠段進(jìn)行開挖；檢查模具的成型效果和穩(wěn)定性，重點(diǎn)檢查土槽開挖時(shí)鏟斗收集棄土的效果，渠槽邊坡的平整穩(wěn)定，渠底齒坎的規(guī)整等。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，滿足施工效果，才可以進(jìn)行施工。

3.渠槽開挖質(zhì)量的控制

為保證渠槽開挖的質(zhì)量，施工過(guò)程中主要是做好“三線一高程”控制，即開挖渠槽的兩個(gè)邊口線，渠槽中心線。利用經(jīng)緯儀或者全站儀確定渠道中心軸線和渠槽的兩個(gè)邊口線，并用白灰溜線，以引導(dǎo)挖掘機(jī)行駛。

施工過(guò)程中挖掘機(jī)采取退行作業(yè)方式，開挖的土方存放在距離槽口1.0m以外的地方（最好在不影響混凝土澆筑的一側(cè)）。

用水準(zhǔn)儀控制開挖高程，首部渠槽開挖至設(shè)計(jì)高程，校核上口和下口寬度，并定準(zhǔn)渠底中心點(diǎn)，用白灰標(biāo)記；依次每隔5m設(shè)置渠底中心控制樁，作為挖掘機(jī)開挖時(shí)的參考標(biāo)準(zhǔn)。期間，技術(shù)員要現(xiàn)場(chǎng)指揮，隨時(shí)測(cè)量渠底高程，搞好設(shè)計(jì)比降控制。

表1 便攜式開槽機(jī)和人工開槽培模費(fèi)用比較表（流量：0.5m3/s）

表2 便攜式開槽機(jī)和人工開槽培模費(fèi)用比較表（流量：1.0m3/s）

表3 便攜式開槽機(jī)和人工開槽培模費(fèi)用比較表（流量：1.5m3/s)

在施工過(guò)程中一定要注意土模的含水量。含水量過(guò)低，要采用人工灑水，避免混凝土澆筑后因土模吸水，混凝土失水過(guò)多，坡面容易發(fā)生龜裂。開挖好后最好用塑膜或草苫子遮蓋。

三、便攜式開槽施工技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效果

便攜式開槽機(jī)施工技術(shù)每個(gè)臺(tái)班只需要1臺(tái)挖掘機(jī)，1名技術(shù)員，2名普工。在渠道開槽長(zhǎng)度等同情況下，不同過(guò)水?dāng)嗝娴那郏銛y式開槽機(jī)和人工組合開槽培模費(fèi)用比較見表1～表3。

從表1～表3可以分析，便攜式挖掘機(jī)開槽施工技術(shù)和傳統(tǒng)的人工開槽培模相比，每米可節(jié)省費(fèi)用分別為65.4元、75.23元、80.8元，比人工開槽培模節(jié)約投資分別為80.7%、74.1%、72.1%，效益非常顯著。

四、結(jié)語(yǔ)

在混凝土梯形渠道施工過(guò)程中，渠道選線最好采取半地上半地下型式。當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度、土壤類別不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，要采取挖除、換填等措施加以處理，確保土模的密實(shí)度和穩(wěn)定性。同時(shí)在實(shí)踐中不斷提高施工隊(duì)伍的技術(shù)水平，不斷改進(jìn)與完善施工工藝，積累經(jīng)驗(yàn)，探尋更好的節(jié)水渠道施工措施■