王 力

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 U型渠性能簡(jiǎn)述

U形斷面渠道采用底部為半圓或弧形、上部為一定傾角直線段的斷面形式，與梯形斷面渠道相比，具有流速分布均勻，近似最佳水力斷面，流速較快，改善了防滲襯砌渠道膨脹變形分布的不均勻性，且渠底有一定的反拱作用，可以減輕凍害，減少裂縫和錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。

山西省新絳縣作為2013年全國小農(nóng)水改造重點(diǎn)縣，廣泛應(yīng)用了U型渠進(jìn)行舊渠改造，本文以新絳縣古交灌區(qū)D600渠為例，論述U型渠襯砌的施工方法，該渠道斷面圖見圖1。

圖1 D600混凝土U型渠斷面

2 U型渠襯砌的施工方法

U型渠施工主要分為5個(gè)工序：①清基、夯實(shí)；②土方回填、夯實(shí)；③U型槽開挖；④混凝土襯砌；⑤渠道斷面整修。

2.1 清基、夯實(shí)

本工程以舊渠改造為重點(diǎn)，首先采用60型挖機(jī)把原渠道上混凝土板全部清除，農(nóng)用三輪車運(yùn)走，將開挖工程區(qū)域內(nèi)的樹根、雜草、垃圾、廢渣和其他障礙物清除掉。把原渠道里外兩側(cè)草根之類的雜物清除出去，清基20 cm，拿鏟斗夯實(shí)。

2.2 土方回填、夯實(shí)

回填的土方必須做回填碾壓試驗(yàn)，回填碾壓試驗(yàn)的主要內(nèi)容為：選擇最優(yōu)含水量下的土料最大干容重，并繪制含水量及干容重關(guān)系曲線，根據(jù)所確定的壓實(shí)度指標(biāo)再進(jìn)行工地施工現(xiàn)場(chǎng)的回填試驗(yàn)，從而選擇最終的壓實(shí)機(jī)械及相應(yīng)的壓實(shí)參數(shù)，以便在實(shí)際施工中能更好地掌握回填的施工工藝。試驗(yàn)得出最佳含水率，合格后采用，在回填土料挖運(yùn)過程中，要密切注意其含水量，含水量不合格的土料絕對(duì)不允許裝車運(yùn)輸。如果因自然降雨而導(dǎo)致土料的含水量增加而遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出最優(yōu)含水量時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)土料進(jìn)行翻曬，待其含水量達(dá)到或接近最優(yōu)含水量后，方可裝車運(yùn)輸。土場(chǎng)放置一臺(tái)30裝載機(jī)，5臺(tái)農(nóng)用三輪車進(jìn)行拉土，配合一臺(tái)60型小型反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行攤鋪，農(nóng)用三輪車從土場(chǎng)裝土直接開到需要回填的U型渠處，采用進(jìn)占的方法倒土，見挖機(jī)在渠道前面，倒完一車挖機(jī)進(jìn)行攤鋪后用鏟斗進(jìn)行夯實(shí)，依次類推，為加快施工進(jìn)度，渠道依地勢(shì)100 m左右修筑1個(gè)回車臺(tái)，D60渠深60 cm，為保證渠線順直，一般回填要比實(shí)際高出5cm，即回填65cm。為保證工程質(zhì)量，分兩層填筑，一次30～35cm，分層碾壓，分層填筑。

2.3 U型槽開挖

土方回填完成后，測(cè)量人員采用全站儀或者經(jīng)緯儀放線，為了使渠線美觀,在不影響使用的前提下渠線盡量要形成一直線，每隔25m打一木樁，灑白灰作為U型渠的邊線，測(cè)量好高程后進(jìn)行開挖，開挖分為兩步：第一步采用小挖機(jī)換小斗（斗寬60 cm）進(jìn)行開挖，挖機(jī)開挖時(shí)順著白灰線進(jìn)行開挖，挖機(jī)開挖完成后進(jìn)行下一步（每100 m為一段）；第二步開挖采用人工精修，測(cè)量人員采用水準(zhǔn)儀在邊樁上放高程,并做好記錄，告知帶班技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)開挖，首先用Ф8的圓鋼做一到三個(gè)U型渠的模型，見圖2。

圖2 D60渠模型圖

工人把兩個(gè)模型間距3m放入已開挖過的渠道內(nèi)，從高程樁上定好高程，拉好工程線依照模型修整，修整好后測(cè)量人員對(duì)高程進(jìn)行復(fù)測(cè)，防止倒坡發(fā)生，全部合格后，進(jìn)行下一段土模精修，土模精修完成后要及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，防止干裂，為下一步混凝土襯砌做準(zhǔn)備。混凝土襯砌前要保證精修土模完成200 m以上。

2.4 混凝土襯砌

2.4.1 U型機(jī)構(gòu)造

混凝土襯砌采用渠道U型機(jī)襯砌 ，U型機(jī)靠一個(gè)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)行走，自動(dòng)下料，自動(dòng)振搗，收邊壓頂一次成型。主要由以下幾部分組成前部分為料斗，地錨，鋼絲繩，中部為柴油機(jī)，偏心激振器，離合器，減速器，卷揚(yáng)機(jī)，后部為拖模，壓頂修邊器，水平儀。柴油機(jī)通過皮帶連接到偏心激振器和離合器上，離合器另一端連接減速器帶動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)實(shí)現(xiàn)行走，偏心激振器實(shí)現(xiàn)振搗，拖模和壓頂修邊器將振搗好的混凝土一次成型。U型機(jī)的外觀見圖3。

U型渠混凝土方量小，改造渠道的位置比較分散，故不能單獨(dú)建混凝土拌和站，采用小型滾筒式攪拌機(jī)，混凝土材料水泥、石子、砂子、水均要符合配合比規(guī)定的數(shù)值，混凝土拌和后應(yīng)迅速運(yùn)至澆筑地點(diǎn)，運(yùn)輸中不應(yīng)有分離、漏漿和嚴(yán)重泌水現(xiàn)象。本工程所有混凝土的運(yùn)輸全部采用農(nóng)用三輪車進(jìn)行運(yùn)輸，農(nóng)用三輪車應(yīng)時(shí)常保持清潔，以免影響混凝土拌和物質(zhì)量。混凝土入倉時(shí)應(yīng)防止離析。

圖3 U型機(jī)外型

2.4.2 U型機(jī)入位

U型機(jī)用挖機(jī)或裝載機(jī)吊入已修整好的土模內(nèi)，距前方50～100 m處打入地錨，把U型機(jī)的鋼絲繩通過掛鉤掛到地錨的滑輪掛鉤上。

2.4.3 襯砌

調(diào)整好U型機(jī)水平后踩下離合器，發(fā)動(dòng)?xùn)娪蜋C(jī)，三輪車把拌和好的混凝土運(yùn)到U型機(jī)邊上開始襯砌。U型機(jī)上配備三人，三輪車上配備三人，負(fù)責(zé)往U型機(jī)料斗內(nèi)鏟料，其中一人負(fù)責(zé)開機(jī)械和看水平儀，U型機(jī)必須保持水平，否則渠身厚度不一，兩邊壓沿不在同一高度?？梢酝ㄟ^一側(cè)壓土袋的方法解決。其余兩人一邊一人負(fù)責(zé)兩邊渠邦，U型機(jī)襯砌速度的快慢則通過油門和離合器進(jìn)行控制，大約每分鐘50～60 cm。U型渠3m要留一道伸縮縫，人工用鐵鍬垂直于渠中心線鏟一條寬為2cm、厚3cm的伸縮縫。

2.4.4 收面、壓沿

因U型機(jī)襯砌過水?dāng)嗝鏋槊?，需要水泥漿抹面，當(dāng)U型機(jī)襯砌過20 m后，進(jìn)行混凝土收面、壓沿，伸縮縫填充，用5cm寬、2cm厚、95cm長(zhǎng)的木板兩根，間距大約為6m，兩塊木板并排放置，用工程線一頭綁住兩根木板的一端，另一根工程線根據(jù)渠口寬度（71.4cm)處把兩塊木板綁在一起，兩塊木板用工程線連接，連接好后，一塊木板放入渠道一頭，另一塊放入渠道另一頭，把工程線繃緊把木板定位，重新測(cè)量木板的兩根線距離是否為渠口寬度，如不在則需要調(diào)整，調(diào)整好后把木板定位，則可以通過工程線對(duì)渠線各渠身進(jìn)行檢驗(yàn)，用兩個(gè)泥抹子垂直90°沿渠線向下游走，一手壓住上壓沿，一手輕拍。渠身調(diào)整也類似渠口線調(diào)整方法，渠口線調(diào)整完成后把木板、工程線撤掉，用不小于襯砌混凝土的砂漿進(jìn)行抹面，人工拌和好砂漿后，用鐵鍬鏟到渠口壓沿處，順渠身向下倒，人工用兩個(gè)泥抹子垂直90°，一個(gè)平放在壓沿上，另一個(gè)則垂直壓沿順著渠道下游行走，渠身則用人工用泥抹子進(jìn)行抹面，反復(fù)抹兩次，伸縮縫處用1：1：4的瀝青砂漿灌注，壓沿采用長(zhǎng)2m、寬5cm的鋁合金空心板放在壓沿上，量好尺寸，沿著外側(cè)劃線，把多余混凝土清除干凈。渠底用抹子收面后用掃帚稍微掃一下即可，完成后大概15min后用塑料薄膜覆蓋，防止水分蒸發(fā)過快引起混凝土干裂。

2.5 渠道斷面修整

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙整修渠道斷面，渠道兩側(cè)壓沿各向外回填50 cm土，根據(jù)地形條件按1:1坡采用人工修整,電夯夯實(shí)，分層回填。

3 要點(diǎn)控制

1）回填的土方必須為含水量合適的土，干則壓不實(shí)，回填的土方必須壓實(shí)，否則過水后將出現(xiàn)不均勻沉降，影響使用。

2）渠口線盡量要保持直線，但因地形所限，不能形成直線的弧度一定要平滑過度。

3）U型機(jī)襯砌時(shí)必須保持水平，否則渠身厚度不一，兩邊壓沿不在同一高度。

4）混凝土襯砌一定要振搗密實(shí)，速度不能過快，否則容易塌坍。

4 結(jié)語

U型渠占地面積少，一般較梯形斷面渠道節(jié)省渠道占地1/2左右.由于渠口窄，可節(jié)省土地，減少挖填土方量。U型渠施工簡(jiǎn)易，進(jìn)度快，采用機(jī)械施工工效高，速度快，質(zhì)量好，整體性強(qiáng)，且便于管理，投資少。