预制混凝土U型槽在渠道中的应用

摘 要：黑龙江省桦川县新河宫灌区农田水利工程多建于上世纪末，由于受当时的经济和技术条件所限，工程建设标准低，且大部分渠道均为土渠。由于后继建设资金不足，新河宫灌区灌溉渠道也仅完成了干渠工程和少量支渠，而斗渠、農渠等田内灌溉渠道缺乏，导致了灌区工程运行效益不高，极大浪费设施资源。在运行过程中时常发生渠道淤塞、渗漏、倒塌，运行费用高且渠系水利用系数仅为0.3-0.5。随着农业生产的不断发展，加强渠道工程建设，提高渠系水利用率已经成为发展灌区农业经济的重要途径。文章论述预制混凝土U型槽在渠道施工中的工艺流程及项目运行后的效果分析。

关键词：渠道；预制混凝土；U型槽；施工效果；分析

2009年实施的黑龙江省桦川县东河乡兴安村土地整理规模化示范项目采用节水型灌溉技术，灌水技术上实行“浅-湿-浅”的节水灌溉技术。在保证节水灌排的前提下，减少工程占用农田，确定对农渠采用预制混凝土D40U形槽衬砌进行渠道防护。根据我省已建防渗渠的运行情况看，U形槽作为衬砌材料辅加防渗膜是十分成功的，不仅施工较方便，而且能有效的防止灌溉用水的渗漏损失达50%-80%。因此，除了从灌溉技术方面实行节水型灌溉外，工程措施节水，尤其适合北方的节水灌溉模式，采用混凝土板是比较合理可行的。

1 预制混凝土U型槽的制作

1.1 机械设备

预制所用机械设备采用水利部认证产品（LZYB-1型混凝土构件成型机）。完整无损、立式养护、内光外实，构件尺寸准确，密实度高、抗冻，抗渗，抗折性能好。实践证明采用此预制机械，预制流程简单，预制设备投资小、机动灵活、操作简便，并且预制混凝土U型槽具有工艺先进，造价低廉等优点。

1.2 进行混凝土配合比试验

进场的各类材料必须有合格证书，并到具有相应资质的检测实验室进行复检。根据设计提出的混凝土强度指标、生产模具的工艺条件、水及砂石料情况，进行混凝土配合比试验。预制构件的成品，经过相关方检验取得合格证后才可进行施工现场。

1.3 U型槽制作

按照工程设计U型槽尺寸定制模板，并按照已批准的混凝土配合比拌制混凝土。U型槽制作过程中，严格按照操作规程进行制作。每班次可以制作400块左右。生产的U型槽除强度要满足要求外，表面应平直光滑，无变形和蜂窝麻面现象。

1.4 及时养护

制作完成12小时后开始洒水养护，保持一定湿度，连续养护14。浇水次数以保证混凝土表面湿润为准，气候炎热的夏天，混凝土晒盖草帘后浇水，以增强养护效果。

2 预制U型槽的安装

2.1 基础土方挖

按照设计渠道顶高程碾压填筑渠道后，在开挖前先放开挖线，采用小型挖掘机械进行开挖，开挖过程中按开挖线进行开挖并尽量避免超挖，并用人工清理至基地高程。

土方挖填完成后，用少量U型槽由人工抬运至挖填成型的渠道中按照设计标准每距离20m左右安放一块标准块，并以此样板为准，挂线在两端面间至上而下修整基准槽断面。基础土壤密实度是混凝土U型槽寿命长短的重要因素，应严格按照设计要求及质量标准控制其密实度，按照测量数据进行比降控制。

2.2 铺设土工膜

为了达到节水防渗的目标，在U型槽基础底部铺设复合土工膜一层。土工膜严格按照设计尺寸裁剪后，按照上游压下游的方式搭接铺设，搭接宽度不小于0.5m。

2.3 安装U型槽

在开挖成型的基槽上，浇一层宽度为U型槽半径的1/2、厚5cm的M7.5细石混凝土作为垫层，混凝土垫层的厚度要均匀。在施工中，应按照设计的比降每隔5-10m定一个控制点，并在控制点上安装一块U型槽，槽底高程符合比降在此高程的要求。然后将U型槽从下游向上游进行，相邻U型槽拼接必须平顺并预留宽20mm左右的间隙，以便勾缝。勾缝时，先涂1：2.5水泥砂浆一道，再用1：2的水泥砂浆勾平缝。另外，为了降低冻胀对混凝土预制件的影响，每隔5m采用沥青麻刀灌缝（按伸缩缝处理）。

2.4 回填土

由于开挖断面与“U”形槽断面不十分吻合，渠槽背面有时会出现空洞，空洞填筑法通常有三种：（1）中粗沙填筑；（2）细石混凝土填筑；（3）原土人工夯实填筑。前面两种方式，施工方便，但造价较高，采用原土夯实填筑，也能起到密实效果。泥土回填必须密实，不允许有杂草、树根及大石，采用人工夯实方法，自下而上逐层夯实回填。回填后保证侧墙顶填土高出5-10cm，侧墙填土宽30cm以上。

2.5 现浇混凝土压顶

压顶质量的好坏直接影响到U型槽的使用年限，一般均采用现浇混凝土进行压顶，这样可较好的解决其稳定性的问题。浇筑过程中经常检查模板、支架、和预留口的情况，发现模板有变形、以移位时应立即停止浇筑，并在已浇筑的混凝土终凝前修好。

3 施工中应注意的问题

3.1 土渠在“U”形槽安装前，应对基础土壤的稳定性进行分析，对于稳定性差的湿陷性土壤应换干粘土后，分层夯实。旧渠道改造应清除底层残留物，再用砼或砂浆，严禁在原渠道基础上直接安装“U”形槽，以免导致旧基础底部空洞，造成渠道失稳变形、塌陷。

3.2 根据设计选好原材料，对所有材料进行检查，以确保质量。

3.3 现浇混凝土压顶前保持基础干净，必须按照设计厚度支模浇筑施工，混凝土严格按设计要求配比拌和后方可浇筑，严禁撒水泥或用水泥砂浆代替混凝土，重视混凝土的养护及保护，避免人为破坏，影响外观。

3.4 施工质量是防渗改造效果耐久性的重要因素。施工中要强化工序管理，加强检测环节，确保每一道工序均达到设计及规范要求。

3.5 混凝土U型槽预制现场需平整，预制板模具采用制造尺寸合格的钢模，要定期校模。

3.6 新渠或旧渠基础及槽背面填土必须夯实，并将旧渠道的杂物清除干净，避免基础失稳，引起渠道变形。

3.7 衬砌后的“U”形槽防渗渠明确各方责任，加强运行管理。不能重建轻管，只建设不维护，造成已建成的工程达不到使用期限及效果。

4 工程效果分析

渠道采用U型槽防渗不仅接近最优输水断面，并且具有管理方便，美观大方，防渗效果好，运行维修费用低，工程造价低，节约材料等优点。并且采用U型槽输水形式比采用标准梯形断面形式至少节省占地30%左右，在节约土地方面有良好的效果。项目运行2年来，有效提高了水的利用率，渠道变形较少，受到运行单位及当地农户的好评。

作者简介：丛全日（1979-），男，工程师。