■王繼紅 ■鄖西縣水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院,湖北 十堰 442600
農(nóng)田水利工程是保證農(nóng)業(yè)高效生產(chǎn)的重要保障,對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重大的影響意義,水利渠道的建設(shè)質(zhì)量對(duì)是水利工程好壞的直接體現(xiàn)。但是當(dāng)前我國(guó)實(shí)際的水利工程設(shè)計(jì)與施工工程,很大部分還處于土渠形式階段,極易出現(xiàn)阻塞、倒塌等現(xiàn)象,所以在水利渠道的建設(shè)過(guò)程中,水利渠道的設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié),為了保證水利工程能在起到很好的農(nóng)作物灌溉作用的同時(shí),還能保證完成洪澇期的排澇作用,水利工程建設(shè)的完善是極其重要的。
本文以某縣城的小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道建設(shè)為研究案例,對(duì)該小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的設(shè)計(jì)施工進(jìn)行詳細(xì)的探討分析。該水利工程由于建設(shè)時(shí)間久遠(yuǎn),建設(shè)與上世紀(jì)七十年代左右,當(dāng)時(shí)的建設(shè)水平有限,對(duì)工程建設(shè)的要求標(biāo)準(zhǔn)不高,但是沿用至今,已經(jīng)完全不能滿足當(dāng)前的農(nóng)田灌溉需求,由于該水利工程的建設(shè)處于土渠的階段,所以存在大量的倒塌、滲漏以及淤塞的現(xiàn)象。探測(cè)到其水源利用系數(shù)僅在0.4左右,這不僅造成了水利資源的浪費(fèi),還對(duì)農(nóng)作物經(jīng)濟(jì)效益造成直接的損失。
小型灌區(qū)農(nóng)田水利工程的建設(shè),必為了保證農(nóng)田水利渠道能夠最大限度滿足農(nóng)田灌溉用水,必須要按照水利渠道的建設(shè)施工方案來(lái)進(jìn)行工程的建設(shè)規(guī)劃,讓水利渠道不管是在經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)方面還是技術(shù)性指標(biāo)方面,都能最大限度的達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求。另外,為了使水利渠道能夠呈現(xiàn)出平順的渠線狀態(tài),對(duì)水利渠道進(jìn)行裁彎處理則是非常有必要的工序。另外只工程施工之前,要根據(jù)工程的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行U型槽的規(guī)格設(shè)計(jì)。其中該水利工程的面積、實(shí)況等方面的具體數(shù)據(jù)則是工程施工的依據(jù),另外為了保證對(duì)耗損水流量以及凈流量?jī)煞矫鏀?shù)據(jù)的掌握,要對(duì)工程中的干渠、斗渠以及支渠等渠道在施工完成之后,所能承載的流量進(jìn)行設(shè)計(jì)。然后對(duì)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,再根據(jù)該數(shù)值來(lái)進(jìn)行U型槽的具體尺寸的確定,以及以該數(shù)值對(duì)U型槽中所存在的具體水流量進(jìn)行確定,以保證U型槽斷面能夠充分滿足工程各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求。
這一環(huán)節(jié)就要以灌溉區(qū)域內(nèi)的地面高度作為水位高程確定的參考點(diǎn),并根據(jù)沿途渠道的水流損失來(lái)進(jìn)行水位高程的確定。
在進(jìn)行渠道縱、橫斷面的設(shè)計(jì)時(shí),先進(jìn)行縱、橫斷面的測(cè)量,對(duì)縱、橫斷面進(jìn)行測(cè)量,對(duì)渠道沿途的整體起伏情況進(jìn)行全面了解,以便進(jìn)行渠道的設(shè)計(jì)以及施工。在進(jìn)行水利渠道縱、橫斷面的測(cè)量時(shí),要根據(jù)渠道沿線的水準(zhǔn)線,將渠線按照與相鄰兩端水準(zhǔn)線能夠組成附和水準(zhǔn)線的標(biāo)準(zhǔn)分成小段,要注意附和水準(zhǔn)線的長(zhǎng)度要保持在2千米以內(nèi)。從渠道水準(zhǔn)線的首段開(kāi)始逐一測(cè)量,其高程閉合差不應(yīng)大于±40L■2mm(L為附和路線總長(zhǎng),以km計(jì)算)。要注意此處的閉合差是不用調(diào)整的,如果超出了范圍值,則要進(jìn)行重新測(cè)量,另外測(cè)量的標(biāo)尺到水準(zhǔn)儀的測(cè)量距離應(yīng)該在150米之內(nèi)。在測(cè)量好渠道的縱、橫斷面后,就要渠道水流量進(jìn)行觀測(cè),在流量一定時(shí),渠道地板的比降、水流速度將會(huì)影響到渠道斷面尺寸的設(shè)計(jì),而影響到渠道流量的因素有水流中的含沙量、渠道內(nèi)的土質(zhì)以及渠道面的坡度。其中,當(dāng)渠道的比降較小的時(shí)候,其水流速度就會(huì)減小,此時(shí)的渠道斷面就應(yīng)該設(shè)計(jì)得較大,避免因?yàn)槟嗌车某练e,致使渠道堵塞。反之亦然。所以,在進(jìn)行渠道縱、橫斷面的設(shè)計(jì)時(shí)不僅要通過(guò)渠道水流量、高度來(lái)進(jìn)行其頂寬的確定,還需要對(duì)渠道側(cè)墻進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算,滿足重負(fù)荷的壓力對(duì)渠道側(cè)墻的影響。
目前在灌溉渠道的斷面設(shè)計(jì)、施工進(jìn)行過(guò)程中,主要選擇的是U型的渠道斷面形式作為渠道的最終斷面形式,并在實(shí)際的應(yīng)用中取得了良好的效果,結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn),對(duì)這種施工形式的注意事項(xiàng)進(jìn)行探討。薄板U型槽斷面示意圖如圖所示。
薄板U型槽斷面示意圖
小型罐區(qū)農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)就是U型槽的預(yù)制。預(yù)制U型槽所使用的機(jī)械設(shè)備,其構(gòu)件必須是通過(guò)國(guó)家認(rèn)證成型的設(shè)備,該工程的U型槽即是用混凝土預(yù)制而成。在當(dāng)前的水利工程中,由于要考慮到設(shè)備的投入成本和制作流程的工藝復(fù)雜度,所以在混凝土U型槽的預(yù)制中比較常用的成型設(shè)備就是型號(hào)為L(zhǎng)ZYB—1的設(shè)備。一般來(lái)講,常用的U型槽有UD40、UD50以及UD60規(guī)格的,其U型槽的壁厚要求在3cm—4cm之間,每條U型槽的長(zhǎng)度要求在0.5m左右。然后對(duì)混凝土的配比設(shè)計(jì),其混凝土中的水泥、鵝卵石、砂子比例為2:4.7:3.6。水灰比在0.47左右,卵石粒徑在20mm左右,砂子細(xì)度是3左右的中粗砂。其混凝土強(qiáng)度配比等級(jí)是:C20,采用的水泥是33級(jí)的普通硅鹽酸。然后再在混凝土中加入粉煤灰和早強(qiáng)減水劑,以保證骨料級(jí)配達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
(1)U型渠基礎(chǔ)挖填。在挖填之前先放樣,然后開(kāi)挖,在開(kāi)挖過(guò)程中一定要避免出現(xiàn)超挖現(xiàn)象。然后在進(jìn)行填土的過(guò)程中,要保證填土的平整性,平整性是保證U型槽安裝精準(zhǔn)度的前提。另外,為了保證基槽自身斷面能在一個(gè)精確的設(shè)計(jì)數(shù)值范圍之內(nèi),將制造好的U型槽,準(zhǔn)確放置在土槽中,以作樣板用,各樣板之間的間距最少要保證在21m之上,以作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)線,只有保證基準(zhǔn)線的精準(zhǔn),才能保證土槽斷面能在一個(gè)較為精準(zhǔn)的范圍之內(nèi)。
(2)U型槽的安裝。在進(jìn)行安裝設(shè)計(jì)時(shí),要注意保證所澆墊層的厚度均勻,以達(dá)到較好的墊層作用。然后按照設(shè)計(jì)比降,每間隔7m左右就設(shè)置一個(gè)控制點(diǎn),按照設(shè)計(jì)要求,將U型槽自下而上安裝在控制點(diǎn)處,在U型槽的安裝過(guò)程中要注意槽底的高度必須滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。
(3)回填夯實(shí)施工。為了保證回填后,U型槽的夯實(shí),應(yīng)該對(duì)U型槽側(cè)面墻與頂部在回填土之前進(jìn)行輕微的調(diào)整,其回填土不能有大石、雜草或者樹(shù)根,要保證回填土的緊密。
綜上所述,通過(guò)對(duì)該工程的農(nóng)田水利渠道的設(shè)計(jì)施工研究,在我國(guó)的小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道中應(yīng)用U型槽這一施工技術(shù),有著重要的影響價(jià)值。U型槽在農(nóng)田水利工程中的作用不僅僅能夠切實(shí)減少水利工程的施工成本,還能大大縮短工程施工工期,也有效降低了農(nóng)田水源的損失率,提高了水源利用率,同時(shí)該技術(shù)的應(yīng)用還大大改善了施工外部環(huán)境。
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