小型农田水利中渠道施工技术分析

李凤梅

（甘肃省金昌市永昌县金川水利管理处，甘肃金昌 737200）

1 引言

当前农田水利渠道建设正在持续推进，旨在充分展现农田水利渠道的实际应用价值。但从实际情况看，小型农田水利渠施工过程中始终面临诸多影响因素，而业内相关研究更侧重于大型农田水利工程，较少涉及小型农田水利渠道施工，一定程度上制约了小型农田水利工程的发展。基于此，有必要对其展开深入探讨。

2 小型农田水利中渠道施工的价值和原则

2.1 价值

小型农田水利渠道在农田水利工程建设中是至关重要的组成部分，直接关系到农业生产效率，其主要发挥防洪排涝和灌溉作用。而灌溉功能是其中最基本的功能，需更好地适应农业种植的灌溉需求，为农作物生长提供充足的水资源，为农业增收和长远发展创造良好的条件。在宏观层面，小型农田水利渠道是整体防洪排涝的重要环节，可满足生活用水以及工业用水的排放需求，为区域农田灌溉提供保障。

2.2 原则

相对于大型农田水利工程，小型农田水利渠道建设无论是规模还是难度都相对较小，但其施工需联系当地实际情况综合考虑多方影响因素。在施工建设过程中，施工人员应秉承认真负责的态度因地制宜地选择施工方案，确保渠道高效利用，不仅能节约水源，而且能切实体现灌溉及防洪排涝功能。小型农田水利渠道施工应遵循以下原则：首先，施工人员应着重考虑单位水量的增加，以及水资源的节约和保护；其次，施工人员应遵循因地制宜的原则，立足当地实际情况，选择与之相适应的方案，尊重基本建设规律，在此过程中还应注重农田保护，为农田种植工作的高质量开展创造良好的条件；最后，施工人员应提高施工效率，充分发挥渠道的应有功能[1]。

3 小型农田水利中渠道施工技术的应用

3.1 渠道断面形式选择和衬砌方案比选

3.1.1 渠道断面形式选择

在当前各类项目实施过程中，笔者不断总结经验，提出部分渠道断面形式设计改进方案，基于当前灌区的实际情况提出平底梯形断面形式。

3.1.2 渠道衬砌形式选择

立足现阶段灌区的具体状况，根据当前该地区农业综合开发等项目实施情况，提出两种渠道衬砌方案，分别为混凝土现浇梯形断面和M10 砂浆砌C20 混凝土预制U 形槽。在完成设计工作后，支渠设计流量为0.18 m3/s，在对纵坡1/203 方案进行比选过程中，需确保方案满足过流能力，且符合少占耕地的要求。混凝土现浇梯形断面和M10 砂浆砌C20 混凝土预制U 形槽方案图如图1、图2 所示。

图1 混凝土现浇梯形断面（单位：mm）

图2 M10 砂浆砌C20 混凝土预制U形槽方案图（单位：mm）

经方案比选，最终工程新建渠道采用衬砌形式及断面为M10 砂浆砌C20 混凝土预制U 形槽断面，设计流量为0.18 m3/s，底弧半径则为0.29 m，边坡为1∶0.27，底弧圆形角、槽深和口宽分别为15°、0.50 m 和0.72 m。本渠道使用C20 混凝土预制件砌筑，栽衬砌厚6 cm，单节长0.5 m，采用M10 水泥砂浆勾缝，缝宽为3 cm。

3.2 施工准备

本文针对某小型农田水利U 形渠道施工展开论述，在正式开展渠道施工前，施工人员需深入施工现场展开勘察，立足现场情况做好施工部署，优化施工组织设计，完成建模。

建模前需确定所使用的量钢系统，见表1。

表1 量钢系统表

在此基础上妥善安排机具设备、施工用电用水及施工场地布置等准备工作，施工人员需针对设备展开检测工作，若发现其运行不符合要求，需及时调整措施。在进入土方施工环节前，施工人员应先进行施工放样，按照图纸使用经纬仪确定渠道中心控制线，根据直线段和弯道处分别为50 m 和5 m 一个中心桩的规律，采用钢尺测量距离，在此过程中需将误差控制在1/1 000 以内，同时还要应用水准仪测量桩点高程，基于高程差判断填方或挖方。根据数据进行挖填找平，并利用经纬仪中心控制线进行复测。

3.3 原材料选择

施工人员需严格按照相关规范选择水泥，不同厂家的水泥在色泽方面存在差异，应尽可能选择同一厂家，并按照批次提供合格证。对于现浇混凝土来说，大多选择中砂，或选择硬质岩石轧碎的人工砂，确保其在耐久度、结晶性及质地方面符合要求，细读模一般应维持在2.2～3.0，含泥量应小于3%。在混凝土拌制和养护工作中应选择生活用水，经处理并通过有关部门检测后可使用工业废水和污水。

3.4 土方工程

土方开挖主要采用机械开挖方式，并预留厚10 cm 的保护层，转而采用人工开挖方式，避免扰动地基土。通常情况下需提前开展土方开挖工作，尽可能减少地基中的水分，提高土基强度，避免其在冬季出现冻胀破坏问题。测量人员需综合分析渠道纵坡设计要求并实施跟随测量。严禁沿线出现超挖或欠挖现象，一旦出现超挖问题，要采用适当的材料找平夯实。施工人员需严格按照边线桩展开施工，确保其挖断面尺寸符合相关设计要求。如果在开挖阶段涉及中线桩，应利用经纬仪移走中心线桩，施工后将其移至砌筑表面，为后续施工测量提供参考[2]。

渠道流量直接影响灌溉功能，在土方开挖中，施工人员需充分考虑渠道流量变化，基于此展开纵横断面设计工作。

续灌渠道的设计流量计算公式为：

式中，Qs为设计流量，m3/s；As为渠道的灌溉面积和m2；qs为渠道的设计灌水率，%；ηs为渠道到田间的灌溉水利用系数。

轮灌渠道的设计流量计算公式为：

式中，Qn为轮灌渠道设计流量，m3/s；N 为渠道的轮灌组数，个；An为平均灌溉面积，m2；ηn是灌溉水利用系数。

在开展土方回填工作中，应实地测量填筑区的地形，针对选择的回填物料开展填筑碾压试验，确定其含水量、压实遍数、铺土方式及铺土厚度等参数。施工人员应全方位清理填筑面基础，并开展排水工作。在夯实回填土前，施工人员应将渠床内部的砖石、垃圾和淤泥等彻底清除，并展开钎探工作，若发现墓穴或暗洞应第一时间进行处理。施工人员应合理选用夯实机械，对回填土采取分层夯实措施，并确保夯实遍数达4 遍以上，从源头杜绝橡皮土、虚土层及漏夯等质量隐患，在此过程中还要保障土壤含水量及土体压实度能有效维持在合理范围内。

3.5 侧墙结构计算

渠道侧墙底部弯矩计算见表2。

表2 渠道侧墙底部弯矩计算

渠道衬砌材料可使用钢筋混凝土及素混凝土，但上述两种计算方式所得到的侧墙厚度存在差异，这主要是受承载力安全系数取值的影响。结合钢筋混凝土耐久性要求，本文素混凝土采用C25 和C30。

3.6 混凝土浇筑

混凝土拌制需使用机械拌制方式，若部分渠段交通不便也可实施人工拌制，但需严格把控其拌制质量，确保其符合设计要求。在拌和现场，施工人员应按事先计划的配合比展开配料工作，在机械拌和中需在其中加入20%的水，并一次性加入配好的水泥、砂、石等进行拌和，当处在常温状态时，拌和时间应控制2 min 以上。若发现其拌和均匀性不足则需延长拌和时间。人工拌和应先对砂料和水泥进行3 次干拌，然后在其中加入水拌湿3 次，最后将石子和水加入其中拌湿3 次。

在正式开展混凝土浇筑工作前，施工人员需要检查渠槽开挖处理成果，明确其是否符合要求，在全面检验钢架和模板等设施基础上展开浇筑工作。在浇筑过程中应确保其连续性。通常情况下，在渠坡渠底位置应使用跳仓法进行浇筑，根据顺序采取分块浇筑的方式。调仓浇筑法在实际应用中具有较大优势，可避免新浇块浇筑对已完成浇块造成的扰动。为保障混凝土具有良好的密实度，施工人员应通过小型插入式振捣器展开振捣，加强入仓煤层厚度的控制，确保其维持在25 cm内。在钢筋预埋件及边角位置则需使用人工振捣方式[3]。

3.7 伸缩缝设计

结合行业技术以及国家标准规范要求，混凝土衬砌渠道应布置伸缩缝，根据施工方法、渠道类别的实际情况确定伸缩缝间距。本文所述U 形渠道伸缩缝间距为5 cm。伸缩缝间距见表3。

表3 伸缩缝选取参考

施工人员应综合考虑施工要求、填料性能、气温变幅及缝的间距等因素确定伸缩缝宽度，最佳应在2～3 cm。应用于伸缩缝中的填充材料需满足耐温性能高、变形性能强和黏结力好等条件，弹塑性止水材料则应结合实际有效期和伸缩缝填充需求合理进行选择，在实际应用中可采用是有沥青聚氨酯接缝材料（PTN）、高分子止水管和止水带等。

4 结语

综上所述，为更好推动农业种植活动的高效开展，实现农业科学化和现代化发展目标，应从渠道施工着手，完善施工手段，优化施工流程，掌握各项施工要点，严格落实相关要求，最大限度地提高渠道施工效率，充分发挥其在排涝和灌溉等方面的作用，推动我国农业的长效稳定发展。本文重点分析U 形渠道的施工技术应用，受现实条件制约，欠缺对于施工技术经济性和环保性等方面的论证，后续将从多维度着手持续推动施工技术的优化与完善。