预制混凝土板与装配式混凝土矩形槽工程的设计与分析——以依安县田间渠道防渗工程示例

王吉永

(齐齐哈尔市水利勘测设计研究院，黑龙江 齐齐哈尔 161006)



预制混凝土板与装配式混凝土矩形槽工程的设计与分析
——以依安县田间渠道防渗工程示例

王吉永

(齐齐哈尔市水利勘测设计研究院，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

摘要：依安县跃进干渠上游为跃进水库供水，跃进水库的水源主要是通过位于乌裕尔河主河道上的拦河闸引水入库，该水库是以灌溉为主，水库分配给跃进灌区充足的地表水灌溉水量，满足灌区近、远期水田发展灌溉用水要求。跃进灌区土地连片，地形平坦，土质肥沃，农民种植水稻历史悠久，在灌溉技术和种植方法上经验丰富，便于推广水稻节水控制灌溉技术。灌区骨干工程已经形成，工程基础条件相对较好。文章分析为老灌区田间改造提供了可靠的科学依据。

关键词：依安；田间；矩形槽；设计；分析

1概况

依安县跃进灌区是跃进水库下游灌区配套工程。跃进水库的水源主要是通过位于乌裕尔河主河道上的拦河闸引水入库，是一座以灌溉为主的水库。跃进水库放水闸设计流量12m3/s,P=75%调节水量0.7106 亿m3，可灌溉水田6 267hm2，通过水库调节，经跃进干渠引水入本灌区。

本次选取该灌区内田间灌水渠道采用预制混凝土板梯形防渗和装配式混凝土矩形槽防渗两种防渗形式进行对比分析，从过水流量、耐用程度、占地尺寸、施工方法上进行简要分析。

2基本资料及计算结果

2.1过水流量计算情况

本次工程设计分析以选取田间小流量灌溉渠道为例， 参数如下：Q=0.10m3/s，m=1，B=0.5 m/s，n=0.018，I=1/2000。

计算条件：依据相关行业规范，确定当渠道采用预制混凝土板梯形断面结构防渗时，m=1，n=0.018；当渠道采用装配式混凝土矩形槽结构防渗时，选取矩形槽内宽0.5 m构件，n=0.015。预制混凝土板梯形断面结构防渗图见图1，装配式混凝土矩形槽结构防渗图见图2。

图1　预制混凝土板梯形断面结构防渗图

图2　装配式混凝土矩形槽结构防渗图

计算依据：明渠均匀流公式：

(1)

式中：V为流量，m/s；C为谢才系数，m，0.5/s；R为水力半径；i为比降。

渠道岸顶超高计算公式：

Fb=hb/4+0.2

(2)

式中：Fb为超高，m；hb为加大水深，m。

经计算，两种渠道防渗形式均满足设计田间渠道流量Q=0.10m3/s的需求。从二者的过流能力对比上并无明显差别。

2.2耐用程度对比分析

田间渠道用材预制混凝土板梯形结构防渗时一般采用混凝土强度等级C20，抗冻等级F150。装配式混凝土矩形槽混凝土强度等级C50，抗冻等级采用F300[1-3]。

二者从强度等级及抗冻等级上区别较大，后者的高强度等级保证了该构件的经久耐用性能；由于该项目区位于依安县境内，高抗冻等级的混凝土保证了该构件更能在当地寒冷气候的条件下使用更长时间。从耐用程度的角度上看，装配式混凝土矩形槽结构防渗相比较于预制混凝土板梯形断面结构防渗更具优势。

2.3占地尺寸对比分析

两者设计渠顶宽0.5m，预制混凝土板梯形断面结构防渗相较于装配式混凝土矩形槽结构防渗多出渠道梯形两侧边坡宽度，使之渠道占地宽度远大于后者。对于田间小流量渠道而言，装配式混凝土矩形槽结构防渗能够节约更多的土地资源。

2.4施工方法对比分析

预制混凝土板施工需要设置预制厂，进行设备购置，材料进场等一系列工作，并且还要保证施工工艺，程序相对复杂，质量保证有难度，养护难度较高。装配式混凝土矩形槽由厂家生产并出具合格证书，施工单位经过渠道土方整形即可安装，施工程序简单，并且质量有保障。对于东北地区田间防渗工程工期短的特点，装配式混凝土矩形槽更适合该地区使用。

3设计结论

通过过水流量、耐用程度、占地尺寸、施工方法4个方面的综合分析，预制混凝土板梯形防渗和装配式混凝土矩形槽防渗2种防渗形式差异较为明显[5]：

1)二者在满足过流能力要求的基础上，装配式混凝土矩形槽糙率较小，水流条件更好。

2)装配式混凝土矩形槽的高强度等级和高抗冻等级决定了该构件更适合在东北严寒地区经久耐用，适合该地区的渠道防渗工程。

3)在耕地资料较为紧张的形势下，装配式混凝土矩形槽结构防渗形式节约了更多的土地，为农民增产增收提供了助力，保证了粮食生产安全。

4)渠道使用装配式混凝土矩形槽防渗施工程序简单，施工工艺难度相对较低，质量有保障，施工工期短，对场地条件要求低，适用于该地区气候特点。

综上所诉，在依安县田间渠道防渗工程设计中，采用装配式混凝土矩形槽结构防渗是符合科学依据和客观规律的，相比较于预制混凝土板梯形断面结构防渗是更加适合的。

参考文献：

[1]中华人民共和国水利部.GB50288—99灌溉与排水渠系工程设计规范[S].北京：水利水电出版社，1999.

[2]中华人民共和国水利部.SL482—2011灌溉与排水渠系建筑物设计规范[S].北京：中国水利水电出版社，2011.

[3]中华人民共和国水利部.SL/T50363—2006节水灌溉技术规范[S].北京：中国水利水电出版社，2006.

[4]张志昌.水力学[M].北京：水利水电出版社，2011：10-27.

[5]齐齐哈尔市水利勘测设计研究院有限责任公司.黑龙江省依安县“节水增粮行动项目”(水田)2015年度实施方案 [R].齐齐哈尔：齐齐哈尔市水利勘测设计研究院有限责任公司，2012.

文章编号：1007-7596(2016)02-0077-02

[收稿日期]2015-09-28

[作者简介]王吉永(1982-)，男，黑龙江齐齐哈尔人，工程师。

中图分类号：S274.4

文献标识码：B