摘 要：渠道是農(nóng)田灌溉中不可缺少的建筑物，渠道又是水利工程中重要組成部分。渠道和渠系建筑物運(yùn)行的好壞，直接關(guān)系著渠道的正常輸水和灌溉效益的充分發(fā)揮。灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的設(shè)計與施工是保證水利工程灌溉效益的重要環(huán)節(jié)之一，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來說是非常重要的。
關(guān)鍵詞：小型灌區(qū)；水利渠道；設(shè)計；施工
1 小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道設(shè)計
1.1 小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道設(shè)計原則
基于農(nóng)田灌溉規(guī)劃來開展施工方案以及施工圖的編制與設(shè)計，在設(shè)計出能夠?qū)嗯殴δ苡行ПＷC的基礎(chǔ)上，最大可能使水利渠道工程占用最小的農(nóng)田且技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理、優(yōu)化，另外對于水利渠道進(jìn)行合理裁彎，使得渠線保持平順是小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計的原則。
1.2 U型槽斷面規(guī)格設(shè)計
應(yīng)以工程項目所在灌溉區(qū)域的實(shí)際情況、灌溉面積為依據(jù)，將斗渠、支渠、干渠等渠道設(shè)計流量計算出來，即損耗流量與凈流量之和。而后根據(jù)所得到的設(shè)計流量值對U型槽內(nèi)空斷面尺寸進(jìn)一步確定，而直接決定內(nèi)空斷面尺寸則是U型槽內(nèi)縱坡降與槽內(nèi)過水流量，最后就能夠計算出合理U型槽斷面規(guī)格。
2 小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道施工
2.1 混凝土預(yù)制U型槽
U型槽應(yīng)用于小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道施工的第一步，便是預(yù)制混凝土U型槽，預(yù)制所使用的機(jī)械設(shè)備應(yīng)是經(jīng)國家認(rèn)證的構(gòu)件成型設(shè)備，較為常見的就是型號為LZYB-1的成型設(shè)備。該設(shè)備制作流程簡單、成本投入低，在混凝土U型槽的預(yù)制上有著極大的優(yōu)勢。而常用的U型槽規(guī)格則包括四種，分別是UD60、UD50、UD40以及UD30，每條U型槽0.5米長，3.5至4厘米的壁厚。
其次便是實(shí)施混凝土配比的試驗(yàn)。以小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道設(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(yàn)。最后采取的混凝土配比為：C20強(qiáng)度等級，普通硅酸鹽32.5級水泥，卵石、砂、水泥比為2.06：1.55：1，0.45至0.5的水灰比，2.5至3.5的中粗砂細(xì)度，10至25毫米的卵石粒徑。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)，特別要注意的是防凍與保濕過程，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，無麻面蜂窩與變形問題。
2.2 U型槽的施工安裝
2.2.1 基礎(chǔ)挖填 應(yīng)先放樣開挖線于開挖土方之前，然后以開挖線為基準(zhǔn)實(shí)施開挖作業(yè)，防止超挖現(xiàn)象出現(xiàn)。完成挖填土方后，人工抬運(yùn)制成的U型槽于土渠中以作樣板之用，其放置間距為20米，并以這些樣塊作為基準(zhǔn)，在兩個斷面之間拉線自上而下對基槽斷面進(jìn)行修整。一般情況下，土槽上口寬相較于普通構(gòu)件要寬約2厘米。另外，決定U型槽使用壽命另一個因素就是基礎(chǔ)土的緊密程度，因此在對基礎(chǔ)土進(jìn)行處理時，應(yīng)以質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計要求為依據(jù)對緊密度進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時對其進(jìn)行實(shí)時測量從而實(shí)施比降控制，在過田地段應(yīng)加設(shè)渠底的墊層，最大限度防止因田面水位高于渠內(nèi)水位而出現(xiàn)倒流。
2.2.2 U型槽的安裝 完成基槽的開挖成型后，將C15強(qiáng)度等級的細(xì)石混凝土澆于槽內(nèi)，其厚度為5厘米，寬則為U型槽半徑的一半，以作墊層之用，要保證所澆墊層的厚度均勻。在安裝過程中，按所設(shè)計的比降，間隔5至10米便設(shè)置控制點(diǎn)一個，同時將一塊U型槽安裝于控制點(diǎn)處，其槽底高程應(yīng)符合設(shè)計要求。隨后便自下游向上游的U型槽安裝施工，U型槽相鄰間隙應(yīng)留有20毫米的寬度，以留作勾縫之用。本工程勾縫流程為，1：2.5的水泥砂漿先進(jìn)行涂刷，再使用1：2的泥漿對勾縫進(jìn)行抹光、壓平、填滿處理。除此之外，建議每間隔5米設(shè)置瀝青麻絲伸縮縫。
2.2.3 回填土 U型槽頂部與側(cè)墻的回填土施工之前應(yīng)進(jìn)行微調(diào)，并保證回填后夯實(shí)�；靥畹哪嗤帘仨毦o密，嚴(yán)禁出現(xiàn)大石、樹根與雜草。應(yīng)保證側(cè)墻填土的寬度超過30厘米，側(cè)墻頂?shù)奶钔脸?至10厘米。
2.2.4 混凝土現(xiàn)澆壓頂 U型槽的使用壽命取決于混凝土壓頂?shù)馁|(zhì)量，通常情況下使用的施工技術(shù)為現(xiàn)澆壓頂技術(shù)，這樣就能夠?qū)型槽穩(wěn)定性的問題進(jìn)行解決。本工程混凝土現(xiàn)澆壓頂所使用的是預(yù)制混凝土空心壓條，強(qiáng)度等級為C20，其尺寸為孔徑60毫米，斷面120*120毫米。
3 工程效果評估
在該工程應(yīng)用預(yù)制混凝土U型槽襯砌方式進(jìn)行小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的施工后，管理簡便、防滲效果好、美觀大方、運(yùn)行維修成本低且水源的利用率大大提高，一定程度上節(jié)約了土地資源。具體表現(xiàn)在：
3.1 該工程利用預(yù)制U型槽施工后，灌區(qū)水利渠道的外觀美觀、新穎，對周邊環(huán)境有著極大的改善作用，同時起到了景觀目的。
3.2 U型槽施工簡便，施工工期短。在施工過程中，外部環(huán)境對施工的影響極小，可有效使工程進(jìn)度加快。
3.3 管理簡便。由于利用了U型槽，使得灌溉水源的利用率得以提升，淤塞等問題就不易發(fā)生，進(jìn)而使維護(hù)成本有效減少，使得對于水利渠道的后期管理更為簡便。
3.4 水源利用。普通的現(xiàn)澆砼襯砌斷面的粗糙率為0.017，砼面不平滑，導(dǎo)致水源利用率只有0.7。而U型槽，一是U型斷面，二是U面平滑，所以其粗糙率僅為0.014，能夠有效將水源利用率提升，達(dá)0.8以上。
3.5 土地資源。在同等條件下，使用U型槽與現(xiàn)澆砼渠道相比，使用前者可在土地資源使用上節(jié)約5%左右，這是由于前者傾角為14度，而后者則為27度。傳統(tǒng)水利渠道是以人工現(xiàn)澆方式進(jìn)行的，因此不同程度存在厚薄不勻的問題，而U型槽則由于是機(jī)械預(yù)制，故薄厚均勻且接縫少、流速快，損失水量也少，因此能夠起到很好的防滲效果。
1 小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道設(shè)計
1.1 小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道設(shè)計原則
基于農(nóng)田灌溉規(guī)劃來開展施工方案以及施工圖的編制與設(shè)計，在設(shè)計出能夠?qū)嗯殴δ苡行ПＷC的基礎(chǔ)上，最大可能使水利渠道工程占用最小的農(nóng)田且技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理、優(yōu)化，另外對于水利渠道進(jìn)行合理裁彎，使得渠線保持平順是小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計的原則。
1.2 U型槽斷面規(guī)格設(shè)計
應(yīng)以工程項目所在灌溉區(qū)域的實(shí)際情況、灌溉面積為依據(jù)，將斗渠、支渠、干渠等渠道設(shè)計流量計算出來，即損耗流量與凈流量之和。而后根據(jù)所得到的設(shè)計流量值對U型槽內(nèi)空斷面尺寸進(jìn)一步確定，而直接決定內(nèi)空斷面尺寸則是U型槽內(nèi)縱坡降與槽內(nèi)過水流量，最后就能夠計算出合理U型槽斷面規(guī)格。
2 小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道施工
2.1 混凝土預(yù)制U型槽
U型槽應(yīng)用于小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道施工的第一步，便是預(yù)制混凝土U型槽，預(yù)制所使用的機(jī)械設(shè)備應(yīng)是經(jīng)國家認(rèn)證的構(gòu)件成型設(shè)備，較為常見的就是型號為LZYB-1的成型設(shè)備。該設(shè)備制作流程簡單、成本投入低，在混凝土U型槽的預(yù)制上有著極大的優(yōu)勢。而常用的U型槽規(guī)格則包括四種，分別是UD60、UD50、UD40以及UD30，每條U型槽0.5米長，3.5至4厘米的壁厚。
其次便是實(shí)施混凝土配比的試驗(yàn)。以小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道設(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(yàn)。最后采取的混凝土配比為：C20強(qiáng)度等級，普通硅酸鹽32.5級水泥，卵石、砂、水泥比為2.06：1.55：1，0.45至0.5的水灰比，2.5至3.5的中粗砂細(xì)度，10至25毫米的卵石粒徑。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)，特別要注意的是防凍與保濕過程，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，無麻面蜂窩與變形問題。
2.2 U型槽的施工安裝
2.2.1 基礎(chǔ)挖填 應(yīng)先放樣開挖線于開挖土方之前，然后以開挖線為基準(zhǔn)實(shí)施開挖作業(yè)，防止超挖現(xiàn)象出現(xiàn)。完成挖填土方后，人工抬運(yùn)制成的U型槽于土渠中以作樣板之用，其放置間距為20米，并以這些樣塊作為基準(zhǔn)，在兩個斷面之間拉線自上而下對基槽斷面進(jìn)行修整。一般情況下，土槽上口寬相較于普通構(gòu)件要寬約2厘米。另外，決定U型槽使用壽命另一個因素就是基礎(chǔ)土的緊密程度，因此在對基礎(chǔ)土進(jìn)行處理時，應(yīng)以質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計要求為依據(jù)對緊密度進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時對其進(jìn)行實(shí)時測量從而實(shí)施比降控制，在過田地段應(yīng)加設(shè)渠底的墊層，最大限度防止因田面水位高于渠內(nèi)水位而出現(xiàn)倒流。
2.2.2 U型槽的安裝 完成基槽的開挖成型后，將C15強(qiáng)度等級的細(xì)石混凝土澆于槽內(nèi)，其厚度為5厘米，寬則為U型槽半徑的一半，以作墊層之用，要保證所澆墊層的厚度均勻。在安裝過程中，按所設(shè)計的比降，間隔5至10米便設(shè)置控制點(diǎn)一個，同時將一塊U型槽安裝于控制點(diǎn)處，其槽底高程應(yīng)符合設(shè)計要求。隨后便自下游向上游的U型槽安裝施工，U型槽相鄰間隙應(yīng)留有20毫米的寬度，以留作勾縫之用。本工程勾縫流程為，1：2.5的水泥砂漿先進(jìn)行涂刷，再使用1：2的泥漿對勾縫進(jìn)行抹光、壓平、填滿處理。除此之外，建議每間隔5米設(shè)置瀝青麻絲伸縮縫。
2.2.3 回填土 U型槽頂部與側(cè)墻的回填土施工之前應(yīng)進(jìn)行微調(diào)，并保證回填后夯實(shí)�；靥畹哪嗤帘仨毦o密，嚴(yán)禁出現(xiàn)大石、樹根與雜草。應(yīng)保證側(cè)墻填土的寬度超過30厘米，側(cè)墻頂?shù)奶钔脸?至10厘米。
2.2.4 混凝土現(xiàn)澆壓頂 U型槽的使用壽命取決于混凝土壓頂?shù)馁|(zhì)量，通常情況下使用的施工技術(shù)為現(xiàn)澆壓頂技術(shù)，這樣就能夠?qū)型槽穩(wěn)定性的問題進(jìn)行解決。本工程混凝土現(xiàn)澆壓頂所使用的是預(yù)制混凝土空心壓條，強(qiáng)度等級為C20，其尺寸為孔徑60毫米，斷面120*120毫米。
3 工程效果評估
在該工程應(yīng)用預(yù)制混凝土U型槽襯砌方式進(jìn)行小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的施工后，管理簡便、防滲效果好、美觀大方、運(yùn)行維修成本低且水源的利用率大大提高，一定程度上節(jié)約了土地資源。具體表現(xiàn)在：
3.1 該工程利用預(yù)制U型槽施工后，灌區(qū)水利渠道的外觀美觀、新穎，對周邊環(huán)境有著極大的改善作用，同時起到了景觀目的。
3.2 U型槽施工簡便，施工工期短。在施工過程中，外部環(huán)境對施工的影響極小，可有效使工程進(jìn)度加快。
3.3 管理簡便。由于利用了U型槽，使得灌溉水源的利用率得以提升，淤塞等問題就不易發(fā)生，進(jìn)而使維護(hù)成本有效減少，使得對于水利渠道的后期管理更為簡便。
3.4 水源利用。普通的現(xiàn)澆砼襯砌斷面的粗糙率為0.017，砼面不平滑，導(dǎo)致水源利用率只有0.7。而U型槽，一是U型斷面，二是U面平滑，所以其粗糙率僅為0.014，能夠有效將水源利用率提升，達(dá)0.8以上。
3.5 土地資源。在同等條件下，使用U型槽與現(xiàn)澆砼渠道相比，使用前者可在土地資源使用上節(jié)約5%左右，這是由于前者傾角為14度，而后者則為27度。傳統(tǒng)水利渠道是以人工現(xiàn)澆方式進(jìn)行的，因此不同程度存在厚薄不勻的問題，而U型槽則由于是機(jī)械預(yù)制，故薄厚均勻且接縫少、流速快，損失水量也少，因此能夠起到很好的防滲效果。
