新型裝配式渠槽在農田水利工程中的應用

劉志軍

（東港市水資源服務中心，遼寧丹東 118300）

早在1993 年，我國就將農田水利裝配式建筑物技術作為國家級科技成果重點推廣技術，表明我國開始注重水利工程領域中裝配式混凝土結構的探究與應用。經過20 多年的探索和實踐，我國在裝配式混凝土結構的應用研究方面取得了一定的進展：1）基于傳統農業農田工程裝配式建筑物，研發出了新型復合板材與高溫壓制等比較先進的技術；2）從結構優化設計、材料使用、安裝方法、質量控制等層面出發，研發了一種新型的農田裝配式涵閘等［1］。闡述新型裝配式渠槽涉及的各種材料、結構、模具、相關施工技術與質量控制策略，旨在為人們更好地將新型裝配式渠槽應用到農業農田水利工程中提供必要的參考。

1 新型裝配式渠槽的相關材料

針對材料的選用，應堅持生態節能、資源綜合利用的原則，選擇綠色環保、具備良好物理力學性能的材料。橡膠纖維混凝土是一個很好的選擇，該材料是在普通混凝土材料的基礎上，依據一定比例加入纖維、橡膠集料，待其凝結硬化以后，即可獲得的一種工程復合材料。其中橡膠顆粒的加入可改善混凝土的脆性，使之在外荷載作用下具備更佳的延展性和更強的抗沖擊能力、防滲性能等，而聚丙烯纖維則能夠顯著增強混凝土的阻裂性能和韌性［2］。橡膠集料與聚丙烯纖維的合理混合使用，可實現揚長避短，獲得更加顯著應用優勢。同時，橡膠可取代天然砂，有效減輕資源與環境壓力，實現環保節能的作用。另外，橡膠纖維混凝土能夠較好地適用于小型渠系裝配式建筑物，規范農業農田建設并推動現代農業發展。

在橡膠纖維混凝土的性能研究中，劉松岸等對其基本力學性能與耐久性進行試驗，具體涉及抗凍、抗壓強度、抗折強度及劈裂抗拉強度等試驗，了解橡膠參量、聚丙烯纖維參量、橡膠粒徑會對這一材料性能產生的影響，明確橡膠纖維混凝土的最優配合比，即165 kg·m-3的水、371 kg·m-3的水泥、747 kg·m-3的混合砂、1075 kg·m-3的碎石、6.2 kg·m-3的減水劑、10%橡膠顆粒、0.9 kg·m-3的聚丙烯纖維［3］。

2 新型裝配式渠槽的結構設計

針對新型裝配式渠槽的結構設計，主要包括以下4個方面。1）最優斷面選擇“半圓形+直線段”的形式，外傾角為12°，直線段高度是半圓形直徑的1/2，渠槽制作長度是1.5 m。2）拼接選擇新型止水連接型式，包括止水槽、渠槽、橡膠止水條、套環、拼接縫填料及尼龍銷等。該止水連接型式的結構比較簡單，造價較低，具備較強的抗變形能力，可保證渠道橫向連接的整體性。3）渠槽一端設置了承插孔與止水槽，另一端只設置承插孔，需將承插控放置到渠道端部截面底部的兩端，且內部放置套環，還需將橡膠止水條填充到止水槽內部。在渠槽建設過程中，使用2個尼龍銷分布放置到承插孔之中，以此實現各渠槽之間的連接，這一過程中需要注意銷子和兩渠槽承插孔頂部預留適當的空隙，且將拼接縫填料填充到空隙之中。4）套環端部與中后部需要安裝一個凸起薄片，以此增加與混凝土的握裹力，而將橡膠止水條填充到止水槽中，待遇水膨脹后，能有效填充拼縫之間的空隙，獲得顯著的止水效果。建筑物之間可用承插孔兩端分別插入尼龍銷進行有效連接，而渠槽承插孔與銷子必須預留適當的空隙，以此滿足渠槽的縱向變形要求，還能避免銷子與建筑物的接觸；通過將柔性拼接縫填料填充到渠槽間的空隙中，可有效改善渠槽之間由于基礎沉降而造成的豎向變形問題。

3 新型裝配式渠槽的模具生產與制作

針對新型裝配式渠槽的模具生產與制作，相關部門需結合農業農田水利工程的具體需求，對裝配式渠槽的生產模具進行合理設計與制作，其中渠槽生產工藝如圖1所示。其中關于模板清理和組裝：1）借助鋼絲刷、灰刀等工具對模板表面雜物進行清理干凈；2）在模板內部刷上脫模劑，確保均勻、無積液，模具的規格和質量必須滿足相關規范和要求；3）使用銷釘或是螺栓來進行模具的組裝，確保模具各項指標控制在合理范圍之內［4］。關于鋼筋綁扎，相關人員需嚴格按照設計圖紙開展相關工作，采用花扣或是兜口方式來對鋼筋骨架邊緣進行綁扎，其中要確保綁扎的牢固性，提高其抗變形能力等。關于混凝土澆筑與養護，要對模具、鋼筋、預埋件等進行嚴格檢查，只有確保符合澆筑條件后，才能夠進行混凝土澆筑，嚴格控制澆筑時間，待完成澆筑后，需要使用塑料抹子進行粗磨平，并運用定制養護罩來做好養護工作。關于脫模與調運，待混凝土強度大于等于設計75%時，即可進行脫模工作，然后進行吊運作業。

圖1 渠槽生產工藝

4 新型裝配式渠槽的施工方法

針對新型裝配式渠槽的施工方法，具體涉及6 個方面。

4.1 填土碾壓

在進行渠道填方作業時，需要清理干凈槽底，填土碾壓高度必須到渠道深度的3/4 處，這樣能夠確保安裝工作更加簡便；待完成安裝作業后，需要整理填平剩余的部分土方，而在填土壓平過程中，必須確保頂面的平整性，保證渠槽開挖的合理性。

4.2 基槽開挖

相關人員需要對斷面尺寸與高度進行科學把控，確保基底面的設計坡降，而在土方開挖前，需要合理放開挖線，依據開挖線進行相應的作業，注意不可出現超挖情況。

4.3 鋪設安裝

在基槽每30～50 m 處需要在其側面布置高程控制樁，各高程控制樁之間還需合理設置控制線，對U 型渠平面與側邊進行嚴格控制，規范鋪設素混凝土墊層或是碎石，在基槽內放置混凝土U 型槽，并確保混凝土U 型渠側面和控制線保持在同一水平面上。

4.4 注膠嵌縫

使用刷子、鋼絲刷等工具清理干凈縫內雜物，并通過適當的打磨與修補，確保縫面的平整性，然后將不粘紙條粘貼到縫口兩側的混凝土表面，避免后續防嵌填的密封膠涂到混凝土表面而影響到外觀。使用600 mL 的大容量施膠槍進行注膠，并用刮刀刮抹，在這一過程中，需要確保縫隙要填滿、壓平、磨光，待密封材料表面干固化7 d 后，做好靜水試驗［5］。

4.5 土方回填

待結束渠道注水試驗后，需要進行土方回填，這一過程中需要對分層厚度進行科學把控，由施工人員采用自制木進行夯實，注意回填土不可含有雜物、易碎易腐蝕物質等，且回填土的含水量必須符合最佳含水量要求，若含水量過多，需進行翻拌晾曬；若含水量較少，需灑水補充。

4.6 壓頂鋪設

即采用現澆砼、磚砌、預制混凝土條等壓頂方式，嚴格按照圖紙尺寸要求進行壓頂施工作業，壓頂鋪設必須確保勾縫飽滿、無滲漏問題、接口對齊且表面平整。

5 新型裝配式渠槽的質量控制策略

在農業農田水利工程建設過程中，為確保新型裝配式渠道施工質量符合水利工程的質量要求，必須做好質量檢測工作，即需在采用內外壓破壞試驗的同時，采用模型試驗，結合相關規范與渠槽構建施工現場檢測數據來對預制渠槽與相關構件尺寸、外觀進行嚴格檢測，確保新型裝配式渠槽中的預制薄壁混凝土構建不僅符合強度設計標準，還能夠具備良好的抗外荷載能力及防滲能力。同時，由于當前我國小型渠系水利工程裝配式建筑應用時間較短，缺乏成熟的技術體系和實踐經驗，這就導致裝配式建筑工程質量相對較低，為改變這一問題，相關專業人士需要切實做好農田水利工程項目建設工作，從農業農田水利工程的具體特征與發展需求，提出一套適合農田水利領域的裝配式評價體系，進一步規范農田水利工程中新型裝配式渠槽的應用，促進農田水利工程的現代化發展。

6 結語

面對日益嚴峻的水資源緊缺、環境污染問題，我國提出了“節能減排、綠色環保”的發展理念，并頒布了一系列的政策，要求各領域積極響應這一號召，而農業農田生產也不例外。農業農田生產過程中需要消耗大量的水資源，加上各種因素的影響，我國農業農田生產中存在較為嚴重的水資源浪費問題。為能更好地解決這一問題，我國農村各地區開始大力建設農田水利工程，新型裝配式渠槽逐步應用到農田水利領域之中，以期實現保護生態環境的目的。