农田水利渠道工程设计施工的研究分析

李桂平

【摘 要】农田渠道运行的正常与否，直接关系着渠道的正常输水和灌溉效益的充分发挥。合理规划设计水利渠道并根据设计方案付诸施工，对于提升灌溉水源利用率来说是非常重要的，所以科学地设计和合理地进行渠道施工是保证农田顺利进行的一个根本保障。结合笔者实践工作经验，本文对农田水利工程的渠道设计与施工进行了研究分析。

【关键词】农田水利；渠道工程；设计；施工；评估

农田水利渠道设计与合理施工，是保证我国农田水利工程效益的基础与前提，对我国农业经济的发展起着良好的作用。以下就农田水利渠道工程设计施工进行研究分析，以供参考。

一、农田水利渠道工程的设计

1、农田水利渠道工程设计的原则。（1）水利渠道的设计原则要将水、田等各个方面的规划设计都考虑在内，进行综合的考量。从而使得我国农业生产的经济效益与社会效益能够最大化的进行有效的结合。（2）水利渠道设计要保证灌溉用水使用的最大化效益，提高单位水量的灌溉面积与效果。（3）水利渠道的设计不仅要满足农田的用水需求，还要注意与农田的防洪、排涝以及工业、生活用水的有效结合，以使得农田对于干旱和洪涝都能具有有效的防护功能。（4）对于我国农田的水利渠道设计要以实际情况为主要的设计基础，重视实地考察的必要性与重要性，是水利渠道设计中最为关键的设计原则。

2、渠道横断面设计。农田渠道横断面设计多选用矩形和U型断面，一般情况下采用均匀流原理计算渠道横断面所用尺寸，即设计流量：假设其中A为过水断面面积，i为渠道比降，R为水力半径。设计渠道时应坚持工程量小且投资少的原则，设计最佳水利断面，而渠道比降的选择是否合理直接影响到工程造价高低与控制面积大小，当然也与渠道糙率、边坡系数、稳定渠床宽深及不冲与不淤流速有关。渠道比降是指在坡度均匀的渠段内，两端渠底高差和渠段间距离的比值，其大小取决于渠道土质、泥沙含量和灌区地面的坡度，i越大，则v越大，使A减少，容易冲刷渠床；如i越小，使得v过小，会使渠道淤积，输水能力降低；渠道比降的选择。渠道边坡系数即为边坡水平方向投影长度（用1表示）与垂直方向投影长度（用m表示）比值；m越大则边坡越缓，越小则边坡越陡值要，m为零时渠道断面为矩形；因此m值要根据渠床土壤地质与渠道深度来确定。渠道断面的宽深比的选择既要满足渠道水力最优断面宽深比：为保证渠床稳定，渠道流速应满足不冲、不淤。

3、渠道纵断面设计与水位高程的确定。渠道纵断面设计应根据灌区地形图，选和等高线平行线以确定其走向，再根据等高线走向、土质情况、灌溉要求、水的流量综合确定纵坡。按纵断面中心线确定各桩点的渠底、渠顶及水位高程，其中渠底高程为水位高程与设计水深之差，渠顶高程为水位高程与渠道水位超高a之和；重点是确定渠道纵断面水位高程为典型点地面高程、灌溉水渠高h、各级渠道的长度和坡降与水头损失之和。在确定好渠道水位高程后，再根据所在灌溉区域的面积与实际情况计算斗渠、支渠与干渠等渠道设计损耗流量与净流量之和，再计算U型槽纵坡降与槽内过水流量，进而确定U型槽空断面规格尺寸。

二、农田水利渠道现浇砼的施工

1、砼的原材料。（1）水泥。砼渠道所用水泥应符合《水工混凝土施工规范》的有关规定，由于具有抗冻要求，宜采用标号42.5的普通硅酸盐水泥。（2）砂。现浇砼所用的砂为中砂，以级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的天然河砂为好，由硬质岩石轧碎的人工砂也可以，要求质地坚硬、颗粒洁净，耐久性好，且不得包含团块、盐碱、壤土、有机物和其它有害杂质。细度模数控制在2.2～3.0内，含泥量小于3%，含水量小于4%。（3）碎石现浇砼所用碎石为1～4cm或1～3cm。须选用质地坚硬、清洁、级配良好的碎石。超径含量控制在15%以内，逊径应小于10%，针片状含量不大于10%。（4）外加剂砼现浇渠道均有抗冻、抗渗要求，宜加入一些外加剂来提高其抗冻和抗渗性能。PC-2型引气剂，其主要成份为松香皂及其热聚合物，具有引气、减水、提高砼抗渗和抗冻性能的功能，配制时按重量比，一般加入量为水泥重量的0.5～1%；M型减水剂，其主要成份为木质素和碳酸钙，具有减水、增气、提高强度和防渗防冻性能，配制时按水泥重量的0.2～0.7%加入。（5）拌制和养护用水拌制和养护混凝土，应采用饮用水；工业污水和沼泽水不得使用。（6）材料的运输和存贮拌制砼所用材料，在运输和存贮时，不得被其它材料污染，不同来源和规格的集料不能混合储存，同时这些材料应贮存在经过硬化的场地上。拌制砼所用水泥，应在适当地点建立干燥、通风良好、防风雨、防潮湿的棚或库，以保证水泥不硬化变质，不同种类的水泥，应分别存放，并按进场的先后顺序先存先用。

2、砼配合比现浇砼的配合比应满足强度、抗冻、抗渗及和易性要求。水灰比的最大允许值为0.6，砼的坍落度控制在1—3cm，须采用机械拌和。低温季节或渠床面较湿润时，坍落度宜适当减小；高温季节或渠床面较干燥时，宜适当增大。砼设计指标为：强度标号C15、抗冻F50、抗渗W4。

3、现浇施工。（1）施工准备砼浇筑前，必须作好准备工作。发电机、拌和机就位；小推车、翻斗车备齐；磨光机、振机器到位；各种模具准备就绪；供水系统、供电系统、机械系统试运行正常；场地、道路平整；人员到位后才能进行砼现浇施工。（2）模板工程采用定型槽钢按设计图纸要求制成框格，外用楔形三角铁镶入土中加以固定。模板制作和安装要具备支立牢固、板缝緊密、表面平整、线条顺直、标高一致、易支易折等特点。现浇砼模板框格安装净距沿渠道纵向的允许偏差值为±10mm，沿宽度方向的允许偏差值为±20mm，对角线允许偏差值为±10mm。砼折模时间以不损坏成品砼板来确定，并对模板及时清洁、整修以便再用。（3）浇筑砼浇筑应先坡后底，最后浇筑压沿。渠坡浇筑采用分块跳仓法施工，渠底和压沿浇筑可按一定的方向连续进行。同一块砼板浇筑不宜间歇，如因机械故障等原因间歇，时间不宜超过60—90min。具体浇筑工序如下：浇筑前：应在精削后的渠床上安放钢模板并固定闭孔泡沫塑料伸缩缝。如果渠床干燥起土应首先洒水湿润，以避免浇筑好的砼板因水分过度流失表面出现细裂纹。拌和：浇筑用砼必须采用机械拌和，搅拌机容积不得小于0.4m3，拌和好的砼须用机动三轮车及时运往浇筑现场。现场施工人员应严格控制砼水灰比和坍落度，必须保证砼标号不低于C15，保证水泥用量。浇振：砼运到浇筑现场后应及时流槽入仓，人工平仓，刮杠刮平，平板振动器振捣。振动器振动顺序应从下往上单方向振动，严禁过振、漏振。压光：用平板振动器振实后，采用磨光机磨平，直到表面泛出水泥浆为止，最后用人工压光。压光可以分两次进行，第一次在磨光机磨完后及时压光，第二次等砼初凝前再压光一次，以做到内实外光，棱角分明，表面无蜂窝、麻面、砂眼、爆皮、龟裂等现象。养护：砼拆模时间以不损坏成品砼为宜，拆模后等砼达到初凝，然后洒水及时用塑料薄膜覆盖养护，并用土埂密封。养护天数不得少于14天。

结束语

当前农田水利渠道工程的设计与施工中，受到许多因素的制约。而合理、科学的农田水利渠道工程规划与设计，以及其施工规范性与有效性的保证，对于提高农田水利灌溉效益有着积极的现实意义。

参考文献：

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