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探讨混凝土“U”形预制渠槽在工程中的应用

2020-09-17 616 上传者：管理员

摘要：近年来，在甘谷县小型农田水利重点县项目和农业综合开发项目中，混凝土“U”形预制渠槽广泛应用于田间渠道防渗。本文结合工程实际，探讨了混凝土“U”形预制渠槽的应用。

关键词：
U形渠槽
工程实际
施工
水工建筑物
设计
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1、混凝土“U”形预制渠槽防渗渠道设计

甘谷县是一个水资源极度贫乏的地区，多年平均降水量为474mm，地表水资源仅为41060万m3，过境水资源为32650万m3，自产水资源8410万m3，可利用水资源26280万m3，可供水资源量9176万m3，地下水资源量6631万m3，最大可采储量为3355万m3，其中自产水资源人均占有量仅为141m3。

提高灌水利用系数是节约灌溉用水的主要措施，其重点工作是田间灌溉渠系的防渗设计，在西北部干旱地区显得尤为重要。

混凝土“U”形预制渠槽在田间灌溉工程中应用设计时，首先要进行合理的水利计算，在选择合理断面时，须充分考虑混凝土“U”形预制渠槽设备的定型模具尺寸。适合于甘谷县的是整体式混凝土“U”形预制渠槽，断面厚度一般为3～5cm，按照构件下部半圆弧形断面的直径分为UD30、UD40、UD50和UD60等4种规格。根据工程实际，一般在斗、农、毛渠采用UD30、UD40、UD50等3种规格。

近年来，甘谷县在小型农田水利重点县建设项目和农业综合开发项目中广泛应用了预制混凝土“U”形渠槽进行田间渠道防渗，2010年在甘谷县小型农田水利重点县建设项目中，新马灌区新建斗渠64.28km，其中：50型“U”形槽12.05km,30型“U”形槽52.23km；中渠灌区新建斗渠21.98km，其中：50型“U”形槽4.12km,30型“U”形槽17.86km。根据工程实际，按照谢才公式计算整理了不同比降时UD30、UD40、UD50型流量（见表1）。

2、混凝土“U”形预制渠槽的制作

2.1设备选择

甘谷县目前主要使用山东省高密市盛龙机械公司生产的DLZY系列混凝土构件成型机，随着该机型的不断推广更新，制造技术也是日新月异，可以结合工程实际合理选择。

2.2混凝土“U”形渠槽的预制

2.2.1混凝土原材料

混凝土“U”形渠槽的预制原材料是确保构建质量的关键。一是水泥。目前县内水泥主要是普通硅酸盐水泥，在选择水泥标号时，一般是在气温较高时采用32.5，气温较低时选用42.5，可以有效地控制预制质量，保证预制进度。二是砂石料。在混凝土拌和场内设骨料堆放场地，各类骨料分开堆放，并堆放整齐。先进行骨料粒径级配试验检测，要求超径<5%，逊径<10%，含泥量<3%。粗骨料应当选择最大粒径20mm，级配2。三是水。预制场用水必须保证干净没有杂质，条件允许的情况下尽量使用自来水。水灰比要严格控制，由于分批原材料尤其是砂石料的含水率影响，应当根据设计和实际情况进行试验调整。

表1预制混凝土“U”形渠槽流量下载原表

表1预制混凝土“U”形渠槽流量

2.2.2预制工艺需注意的问题

一是混凝土拌和，必须保证拌和场地清洁，排水畅通。原材料应当严格按照试验标准计量，砂石料搅拌均匀后，投放水泥进行搅拌，然后加水搅拌，任何情况下都不允许在已拌和好的混凝土中加水，确保混凝土干硬要求。二是向成型机投入混凝土时，人工使用铁锨将混凝土投入模具，预制工人要熟练掌握投入混凝土的总量。三是脱模后的质量保证。“U”型槽脱模后，应当严格执行工序质量检验制度，对轻微变形的及时矫正处理，严重变形甚至破损的，作为废品处理。对一般的蜂窝麻面，应当在出模后及时采用毛刷和灰铲使用水泥浆抹光。

3、混凝土“U”形预制渠槽衬砌施工

在甘谷县小型农田水利重点县项目和农业综合开发项目中，一般遵循的施工工序主要是场地平整—施工放线—土方夯填（70%）—渠槽开挖—混凝土“U”形渠槽安装—土方夯填（30%）—清缝处理—砂浆勾缝—混凝土压顶—渠道养护。

3.1施工放线

合理施放渠道中线是混凝土“U”形预制渠槽施工的重要环节，一般采用经纬仪与水平仪相结合进行放线。经纬仪主要是控制渠道中线，一般每隔20米确定1个中心桩。使用水平仪进行纵断面高程控制测量，按照设计纵坡和混凝土“U”形预制渠槽断面型式，绘制必要的横断面图和纵断面图，计算确定第一次土方夯填（70%）的高度和开挖渠槽深度，以便在第一次土方夯填后，采用白灰放出开挖边线，确保直线直、曲线顺。渠道线路应当根据地形条件裁弯取直，尽可能地减少长度和工程量。

3.2土方夯填

土方夯填是确保灌溉渠道衬砌稳定的前提条件，由于混凝土“U”形预制渠槽断面往往较小，而且在工程实际中，一般都是与农机路相配套的，所以第一次土方夯填通常采用机械压实、人工补夯的方式进行，二次夯填主要以蛙式打夯机为主。土方压实干容重应当达到设计要求以上。

3.3渠槽开挖

渠槽开挖经常在土方填筑至设计渠顶高程70%左右时进行，一般采用小型挖掘机开槽，人工修整相结合。进行渠槽开挖施工时，应当严格控制设计渠底高程，用直径10mm的钢筋制作“U”形模具骨架控制断面修整。开挖时施工机械要尽量避免超挖，挖斗要与混凝土“U”形预制渠槽宽度相配套，对超挖部分要及时进行人工补夯。

3.4混凝土“U”形渠槽安装

混凝土“U”形预制渠槽安装主要控制要素：中心线、渠底高程、缝宽。安装时，采用经纬仪进行中线控制，通过水准测量成果控制渠底高程，充分利用钢筋模具骨架每隔10米左右进行渠口挂线控制，同时根据设计的沙砾垫层或者混凝土垫层调整“U”形槽底高程。缝宽一般控制在5～10cm，要根据直线段和曲线段因地制宜，对于预制件变形不严重的，在安装时通过调整缝宽来确保线型美观。

3.5清缝处理

混凝土“U”形预制渠槽安装就位后，认真做好清缝工作是保证渠道衬砌质量的重要因素。清缝工序一定要认真彻底，完全清除预制块之间预留缝内的淤土、砂砾等杂物，清理之后应当及时进行验收，喷洒一定的清水后以便砂浆勾缝。

3.6砂浆勾缝

勾缝是混凝土“U”形预制渠槽施工的保障环节，勾缝砂浆一般采用M10水泥砂浆，填缝砂浆应当级配良好，砂浆饱满，做到密实可靠。为了减小糙率，做成平缝即可。

3.7混凝土压顶

采用5～10cm厚混凝土进行压顶，宽10～15cm，然后用M10水泥砂浆进行抹面，表面压光，既保证了混凝土“U”形预制渠槽的安装质量，又增加了渠槽的过水断面。

3.8渠道养护

混凝土“U”形预制渠槽的完工养护，主要是针对勾缝和压顶，比较经济实用的养护措施是采用塑料薄膜，在炎热季节适时洒水，确保勾缝和压顶强度。

混凝土“U”形预制渠槽在水力断面上结合了“U”形渠道的优点，同时又具备造价低、施工方便、进度快、维修简单等优点，在农田水利田间渠系防渗中的应用十分广泛。

王敏.浅谈混凝土“U”形预制渠槽的应用[J].农业科技与信息,2020(17):99-101.