淺論農田水利渠道的設計與施工

馬小云

【摘 要】小型農田灌溉的水利渠道設計與合理施工，是保證我國農田水利工程效益的基礎與前提，對我國農業經濟的發展起著良好的作用，本文簡述了農田水利渠道設計的原則，對農田水利渠道的設計與農田水利渠道施工技術及現澆砼施工進行了論述分析。

【關鍵詞】農田水利渠道；設計；原則；施工；現澆砼

一、農田水利渠道設計的原則

農田水利渠道的設計原則要將水、田等各個方面的規劃設計都考慮在內，進行綜合的考量，充分利用地形條件的原則。水利渠道設計要保證灌溉用水使用的最大化效益，提高單位水量的灌溉面積與效果。水利渠道的設計不僅要滿足農田的用水需求，還要注意與農田的防洪、排澇以及工業、生活用水的有效結合，以使得農田對于干旱和洪澇都能具有有效的防護功能。對于我國農田的水利渠道設計要以實際情況為主要的設計基礎，重視實地考察的必要性與重要性，是水利渠道設計中最為關鍵的設計原則。

二、農田水利渠道的設計

1、渠道橫斷面設計。農田渠道橫斷面設計多選用矩形和U型斷面，一般情況下采用均勻流原理計算渠道橫斷面所用尺寸，即設計流量：其中A為過水斷面面積，i為渠道比降，R為水力半徑。設計渠道時應堅持工程量小且投資少的原則，設計最佳水利斷面，而渠道比降的選擇是否合理直接影響到工程造價高低與控制面積大小，當然也與渠道糙率、邊坡系數、穩定渠床寬深及不沖與不淤流速有關。渠道比降是指在坡度均勻的渠段內，兩端渠底高差和渠段間距離的比值，其大小取決于渠道土質、泥沙含量和灌區地面的坡度，i越大，則v越大，使A減少，容易沖刷渠床；如i越小，使得v過小，會使渠道淤積，輸水能力降低；渠道比降的選擇。渠道邊坡系數即為邊坡水平方向投影長度（用1表示）與垂直方向投影長度（用m表示）比值；m越大則邊坡越緩，越小則邊坡越陡值要，m為零時渠道斷面為矩形；因此m值要根據渠床土壤地質與渠道深度來確定。渠道斷面的寬深比的選擇既要滿足渠道水力最優斷面寬深比：為保證渠床穩定，渠道流速應滿足不沖、不淤。

2、渠道縱斷面設計與水位高程的確定。渠道縱斷面設計應根據灌區地形圖，確定其走向，再根據等高線走向、土質情況、灌溉要求、水的流量綜合確定縱坡。按縱斷面中心線確定各樁點的渠底、渠頂及水位高程，其中渠底高程為水位高程與設計水深之差，渠頂高程為水位高程與渠道水位超高a之和；重點是確定渠道縱斷面水位高程為典型點地面高程、灌溉水渠高h、各級渠道的長度和坡降與水頭損失之和。在確定好渠道水位高程后，再根據所在灌溉區域的面積與實際情況計算斗渠、支渠與干渠等渠道設計損耗流量與凈流量之和，再計算U型槽縱坡降與槽內過水流量，進而確定U型槽空斷面規格尺寸。

三、農田水利渠道施工技術的研究分析

1、混凝土預制U型槽。U型槽應用于農田水利渠道施工的第一步，便是預制混凝土U型槽，預制所使用的機械設備應是經國家認證的構件成型設備，較為常見的就是型號為LZYB-1的成型設備。該設備制作流程簡單、成本投入低，在混凝土U型槽的預制上有著極大的優勢。其次便是實施混凝土配比的試驗。以農田水利渠道設計的標準與要求、技術水平以及水泥砂石料為依據，進行該工程的混凝土配比試驗。最后采取合適的混凝土配比。由于工程所在地的骨料級配不能符合設計的標準要求，故適當在其中摻入早強減水劑與粉煤灰。然后就是對預制U型槽的養護工作，在其生產24小時后對其進行養護，特別要注意的是防凍與保濕過程，除了其強度應達到設計標準之外，還應保證其表面光滑平直。

2、U型槽的安裝施工技術。首先，根據設計文件提供的測量成果進行施工放線，然后進行土方的開挖和回填，回填到堤頂高程后再用挖掘機進行基槽的開挖，挖掘機開挖時預留一定的保護層，最后精確放線，人工修整成型。U型槽的運輸主要采用人工配合機械裝卸，拖拉機運輸并小心存放至已開挖好的施工渠段。由于U形槽由曲面組成，構件較薄，以致于裝卸運輸過程中受力不均勻，容易造成構件的斷裂和損壞，因此，尤其要注意減少搬運過程中的構件損耗。其次，混凝土U型槽安裝前，在檢查完溝槽開挖的成型斷面后，按設計高程從下游向上游鋪砌。在施工完好的基槽面上，在基槽一側每隔20m設置高程控制樁，兩樁之間應帶有控制線，以控制U型渠的平面與側邊，將砼U型槽置于基槽后，再以控制線為基準，水平尺橫向校正平面，以校正砼U型渠側面，經檢查符合要求后在兩側實施回填土固定，其接頭處還須留設30mm寬的縫隙，按此鋪設一段時間后，待U型槽沉降穩定后再校正，之后用水泥砂漿勾縫至灌實，抹平。勾縫后加強養護，專人負責，保持濕潤。再次，U型槽鋪設應緊貼于墊層上，自下游使接頭面向上游按正確的軸線和坡度鋪設，鋪設過程中要保持槽體受力均勻，內壁齊平、平順，當坡度較大時可取跌坎過渡；還要盡可能使軸線取直，在相鄰U型槽間預留1.5-2.0cm寬度以備勾縫，對于U型槽，可采用套接水泥砂漿填塞接縫時，以保證其穩固而不漏水。對于放水口及節制閘應按設計圖紙進行施工，嚴格控制好放水口高程以滿足排灌需要。最后的壓頂施工可采用磚砌、漿砌、現澆砼等壓頂形式，按設計尺寸要求進行施工，以保證其穩固，注意磚砌壓頂應進行水泥砂漿處理。

四、農田水利渠道工程的現澆砼施工

（1）施工準備.砼澆筑前，必須作好準備工作。發電機、拌和機就位；小推車、翻斗車備齊；磨光機、振機器到位；各種模具準備就緒；供水系統、供電系統、機械系統試運行正常；場地、道路平整；人員到位后才能進行砼現澆施工。（2）模板工程。采用定型槽鋼按設計圖紙要求制成框格，外用楔形三角鐵鑲入土中加以固定。模板制作和安裝要具備支立牢固、板縫緊密、表面平整、線條順直、標高一致、易支易折等特點?，F澆砼模板框格安裝凈距沿渠道縱向的允許偏差值為±10mm，沿寬度方向的允許偏差值為±20mm，對角線允許偏差值為±10mm。砼折模時間以不損壞成品砼板來確定，并對模板及時清潔、整修以便再用。（3）澆筑。砼澆筑應先坡后底，最后澆筑壓沿。渠坡澆筑采用分塊跳倉法施工，渠底和壓沿澆筑可按一定的方向連續進行。同一塊砼板澆筑不宜間歇，如因機械故障等原因間歇，時間不宜超過60-90min。具體澆筑工序如下：澆筑前：應在精削后的渠床上安放鋼模板并固定閉孔泡沫塑料伸縮縫。如果渠床干燥起土應首先灑水濕潤，以避免澆筑好的砼板因水分過度流失表面出現細裂紋。拌和：澆筑用砼必須采用機械拌和，攪拌機容積不得小于0.4m3，拌和好的砼須用機動三輪車及時運往澆筑現場?，F場施工人員應嚴格控制砼水灰比和坍落度，必須保證砼標號不低于C15，保證水泥用量。澆振：砼運到澆筑現場后應及時流槽入倉，人工平倉，刮杠刮平，平板振動器振搗。振動器振動順序應從下往上單方向振動，嚴禁過振、漏振。壓光：用平板振動器振實后，采用磨光機磨平，直到表面泛出水泥漿為止，最后用人工壓光。

結束語

農田水利渠道的設計與施工技術是保證水利工程灌溉效益的重要環節之一，合理規劃設計水利渠道并根據設計方案付諸施工，對于提升灌溉水源利用率來說是非常重要的。

參考文獻：

[1]胡志強.農田水利工程建設影響因素的系統分析[D].中南大學，2012

[2]覃獻基.農田水利渠道設計與施工[J].科技風，2012

[3]劉木蘭.淺談預制混凝土U型槽在重點縣工程建設中的應用[J].科協論壇，2010