“U”型渠道的设计方法及施工策略探讨

艾比布拉·依明

摘 要 U型混凝土渠道是一种稳定性强、整体程度高的经济实用型衬砌渠道，它可以减少渠道水渗漏现象，提高水资源利用效率，增强水利工程经济效益，从而被广泛应用灌区改造与田间配套。基于此，探讨U型混凝土渠道的设计方法和施工策略，以期为有效建设、充分利用U型渠道提供可靠的参考依据。

关键词 U型渠道；设计方法；施工策略

中图分类号：TV543 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）18--02

结合我国当前情况来看，U型渠道是一项有利于实现节水增效的重要举措，它不仅防渗漏性能好，还能够抵抗冻胀破坏，在农田灌溉运输水源中有着不可替代的作用，其结构性能甚至关系着未来农业发展方向。因此，有关U型渠道的设计方法与施工策略越来越受到社会重视[1]。

1 U型渠道的设计方法

1.1 渠道断面的设计

一般来说，U型渠道的深宽比应当控制在0.75～0.80。但是，综合分析比较占地面积、工程造价以及水力条件，对于流量较小的小型渠道可以适当增大深宽比到1.0。此外，据有关实践数据可知：在田间配套方面，U型渠道的半径应当保持在10～60 cm，衬砌厚度最好在5～6 cm。

1.2 地基冻胀的设计

地基冻胀设计主要是为了避免因冬季水分迁移而造成地基冻胀破坏。首先，要增加圆弧部分的刚度，使用宽浅断面以缩小断面深宽比。其次，要适量铺设一层塑料薄膜，减少冻胀力与小槽体的抬阻力，防止渗漏[2]。再者，要给渠道路基换填：通常将挖埋深度控制在易冻土壤深度的1/2～2/3，然后适当选取砂砾石等材料进行换填，以改善并提高渠道基础的土壤条件。最后，要放缓U型渠道的直线段边坡，一般情況下，可以将外倾角增加到10°左右。

1.3 伸缩缝的设计

一般而言，U型混凝土渠道只设置横向伸缩缝，而没有纵向伸缩缝。工程实践证明：首先，小型渠道伸缩缝平均间距为5～6 m，缝宽保留2 cm左右最佳，这样方便注塞填料。其次，伸缩缝缝形分为梯形缝与矩形缝两种。梯形缝适合现场灌充填料，矩形缝则更适合在施工过程中直接放入预制好的填料，缝宽上口保留2.5 cm，下口保留1.5 cm最佳。再者，伸缩缝的填料应当具备较好的低温拉伸性、混凝土粘结性与热稳定性。现阶段，大部分小型U型混凝土渠道都是使用三毡四油或沥青水泥砂浆预制板条，并要在正式施工之前给伸缩缝中的混凝土上层涂刷一层底子油。

2 U型渠道的施工策略

2.1 材料选择注意事项

首先，水泥应当舍弃小窑水泥，尤其是标号较低、因保存时间过长而结块的水泥，而最好选择425#酸盐水泥。其次，砂石料不能包含树根、杂草或泥团等任何杂物，最好选择没有风化侵蚀和软弱夹层的级陪优质、质地坚硬的砂石：砂子含泥量应小于5%，石子含泥量应小于2%。

2.2 渠道施工注意事项

目前，我国U型混凝土渠道有预制安装与现场浇筑两种施工方法。在预制安装时，预制件质量极好把握与控制，但其存在较为普遍的问题。例如，造价较高、运输破损情况常见、安砌工序繁多、线型较差、难以和土基有效结合、接缝较多且处理流程复杂、土基不稳且水渗漏损失较大等。而现场浇筑可以杜绝或减少以上情况的发生，因为它稳定性强，整体程度高，防渗漏能力较好，能在很大程度上抵抗冻胀破坏。由此可见，现场浇筑更加适合大面积推广与使用。

2.3 立模与浇筑注意事项

较为常见的施工模具有钢材和木材两种，但目前国内更青睐采用钢模进行施工。这主要是因为U型渠道表面光滑，模具周转次数较多，而钢模更为坚固耐用，有助于U型渠道施工过程得到质量保证，同时，能够节约一部分木材。但在使用钢模时，要注意以下事项：首先，要先挂好渠中线才能开始立模，并在模形两端的横梁上标记中点。其次，应先根据设计厚度和内模断面形状，在模具底部铺设一层混凝土并压光，再进行预浇工作，以确保底部混凝土浇捣严实。在正式安装模具时，先要保证模具横梁上的中线与渠道的中线两者是完全重合的，然后再用水平尺校正模具垂直度，确保模具上、下、左、右四个位置完全重合，以便固定模具和安装挡板工作顺利进行，为浇捣混凝土做好万全的准备。

通常情况下，浇筑混凝土都是使用隔块跳仓浇筑法，要注意的是：在浇筑混凝土时，应当用夹板条紧贴

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已经浇好的一侧混凝土，直到混凝土全部浇筑完毕才能取出。其次，气温和拆模时间有重大关系，且待到混凝土初凝后才可拆模。再者，混凝土表面的平整度与光滑度直接决定着U型渠道的防渗性、抗冻性以及粗糙率，因此，拆模之后需要认真做好渠道表面的收光抹平工作，必要时还可以采用水泥浆或砂浆压实抹光。

2.4 混凝土养护注意事项

根据《混凝土结构工程施工及验收规范》中的要求有序开展混凝土养护工作：首先，确保养护期间准备好膜料与草帘等覆盖物，以减缓水分蒸发，有利于混凝土表面保持湿润；其次，养护期间使用的硅酸盐水泥应大于或等于14 d，其它掺和料的水泥也应当大于或等于21 d。

2.5 伸缩缝施工注意事项

目前，我国使用较多的伸缩缝填充材料是三毡四油与沥青水泥砂浆材料。如果采用三毡四油填充伸缩缝，通常要先加入填料才能分块为混凝土浇筑，并始终维持倒“T”结构。如果采用沥青水泥砂浆材料填充伸缩缝：首先要用扒钉或小钩剔出伸缩缝中的土、石等杂物，然后用钢丝刷将伸缩缝的缝壁和缝底刷干净，并用空压机将伸缩缝中的灰尘吹干净，再用湿抹布将伸缩缝的缝壁和缝底擦干净，最后用冷底子油涂抹伸缩缝，并在其中倒入按固定比例制成的沥青水泥砂浆，同时，用小木板做好按压填实、抹光表面等相关工作，确保其是和渠道表面齐平的。

2.6 断面整修注意事项

首先，严格按照堤顶高度做好土基结合面和衬砌顶的防冲处理工作。其次，要确保渠道中的杂物与堆土等杂质清除完毕，以便渠道边坡整修工作顺利进行。

3 结语

一直以来，农田灌溉都是农作物种植中的重难点环节，为了提高农作物的成活率就必须确保其具备充足的水分。而作为灌溉活动中的输水结构，U型渠道能，够有效加大渠系水利用系数，提升水资源的利用效率，有利于推进国家“三农”政策的实施，为我国农业经济创造更广阔的发展空间。

参考文献

[1]董燕语.U型渠道现场施工要点及质量管理研究[J].黑龙江水利科技，2014（6）：149-150.

[2]韩小春.分析U型渠道施工过程质量控制[J].黑龙江水利科技，2012（2）：133-134.

（责任编辑：赵中正）