□楊挺博

UU 型渠在地下水壓采治理中的應用技術

□楊挺博

U型渠結構作為最佳水力斷面，無論從技術角度、節(jié)水效果、適用范圍以及實用性方面，都是一種先進、經(jīng)濟、實用的節(jié)水技術措施，特別適用于山丘區(qū)小型渠道防滲，因此在田間工程應用中，尤其應注重U型渠優(yōu)化設計、合理施工，實現(xiàn)最大的推廣價值。

U型渠；優(yōu)化設計；合理施工；推廣價值

為推進行唐縣地下水超采綜合治理，在充分利用的地表水的基礎上，有效遏制地下水超采局面，修復地下水生態(tài)環(huán)境。行唐縣依托紅領巾水庫水源，謀劃了地下水超采綜合治理地表水節(jié)水灌溉項目，遵循“從水源到田間，開源與節(jié)流并舉”的方針，對田間工程全部采用最佳水力斷面U型渠結構。在總結行唐縣武裝村U型小渠道結構建設模式的基礎上，將從以下技術方面進行深入探討。

1.U型渠優(yōu)化設計

1.1 U型渠設計步驟

一是擬定方案：在對工程規(guī)模、建設目標、建筑物分布情況、施工地點的環(huán)境情況進行深入了解、全面分析，擬定出幾個可以相互對比的不同形式或施工工藝的U型渠方案。二是設計方案：通過對施工現(xiàn)場的建設環(huán)境以及施工要求的基礎上，參考擬定方案和資金投放情況，制定出包括建設、投資和施工等方面內容U型渠實施方案。三是對比方案：通過全面對制定出來的方案進行比較研究，從技術可行性、經(jīng)濟合理性和效益最優(yōu)性等多角度考慮，分析出不同U型渠方案存在的優(yōu)缺點。四是選取方案：在對各個不同U型渠方案進行對比分析后，權衡所有設計方案的優(yōu)缺點，改善方案設計不足之處，優(yōu)化工程設計內容，制定最適合的設計方案。

1.2 U型渠設計重點

一是田間渠道斷面。從水力條件、工程造價和田間占地3個方面綜合比較分析，一般將U型渠的深寬比控制在0.75～0.80之間，在具體田間工程和流量很小的渠道，其深寬比可增大為1.0，半徑保持在20～50cm之間，襯砌厚度控制在5～6cm。

二是伸縮縫布設。U型渠沒有縱向伸縮縫，只設置橫向伸縮縫。應用于田間小型小渠道平均每4～6m設一伸縮縫，縫寬以2.0cm左右整縫或半縫為宜，以便填筑密封材料。結構形式有矩形縫和梯形縫，矩形縫適合在施工過程中放入預制好的填料；梯形縫適合施工現(xiàn)場拌制的灌注填料。

三是建筑物連接。田間U型渠不僅要滿足灌溉需要，還要滿足機耕要求，方便于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。因此，在穿田間路段采用與之尺寸配套的預制混凝土涵管進行銜接，涵管要同時滿足過水需要和承重要求。

四是地基的處理。田間U型渠由于過水浸泡影響，容易產(chǎn)生不均勻沉降和凍脹危害。為防止地基不穩(wěn)引起破壞，一般可通過換填砂礫石等改善渠道基礎土壤條件，還可放緩直線段長度，增加傾角到10°左右，同時適當增大圓弧部分的剛度，減少斷面的深寬比。

2.U型渠合理施工

2.1 U型渠預制安裝

U型渠預制件施工工期短、材料運輸方便、材料浪費少，施工流程簡單，質量容易控制等優(yōu)點；不足之處是單位造價高、運輸易破損、整體接縫多、線形差、土基結合不穩(wěn)導致滲漏損失等。

施工中應注意事項：一是U型渠預制：預制時注意所用材料質量、混凝土配合比、水灰比及壓實成型的壓力控制，脫模成型后的養(yǎng)護期。二是鋪設安裝：在開挖好的基槽面上，設好控制樁和控制線，控制U型渠安裝平面和側邊，及時回填土進行固定，一周左右時間基本沉降穩(wěn)定后，再進行校正。最后用水泥砂漿或細石混凝土灌縫和壓頂。

2.2 U型渠現(xiàn)場澆筑

U型渠現(xiàn)場澆筑具有整體程度高、穩(wěn)定性能好，防滲能力強，抵抗外力破壞等優(yōu)點。不足之處是施工工期長，材料浪費大，工作倉面多、施工流程復雜、質量控制難度大等。

施工中應注意事項：一是土模開挖和整形：采用流水作業(yè)，用制作好的U型渠外模作標準對小渠道進行開挖，先粗挖，再細挖，后整形，一定要注意不能超挖。二是混凝土澆筑振搗：采用隔塊跳倉澆筑法，澆入倉內混凝土就隨澆隨平倉，不得推積，高度不超過10cm，并保證澆筑面水平；震動棒振搗時，以混凝土不再下沉，氣泡消失，水泥漿剛剛浮起為佳，振搗完成后，應將混凝土表面刮平、壓實。三是后期養(yǎng)護：養(yǎng)護期間應減少水分蒸發(fā)，保證混凝土表面經(jīng)常濕潤，覆膜養(yǎng)護時應保證全部敞露面覆蓋嚴密，且保持膜料內始終有凝結水存在，養(yǎng)護期不少于14天。

3.U型渠推廣價值

U型渠除具有流水斷面好、流量大、流速快、抗?jié)B漏、不易沉積泥沙等特點外，具有以下明顯優(yōu)點，值得在田間工程中大面積推廣。

一是水利條件最優(yōu)。U型渠下部為半圓曲線，符合水流的自然特性，為最佳水力斷面：濕周變短，水力半徑大，水流阻力小，輸水能力強，流速快而均勻，無泥沙淤積，不產(chǎn)生渦流和回流現(xiàn)象。行唐縣武裝村U型小渠道采用U型渠防滲后，較防滲前灌溉時間縮短了一半以上。

二是防滲效果顯著。U型渠由于整體性強，內壁光滑，裂縫少，流態(tài)好，輸水損失小，水的利用系數(shù)可達到0.97～0.98。

三是抗外力性能好。U型渠下部為半圓形，上半部兩邊為0.1～0.2m的直線段，整體性能好，受力均勻，處于穩(wěn)定狀態(tài)，有利于工程穩(wěn)定，對外力有抵抗性，使之不容易產(chǎn)生縱、橫向裂縫。

U型渠無論從技術角度、節(jié)水效果、適用范圍以及實用性方面，都是一種先進、經(jīng)濟、實用的節(jié)水技術措施，特別適用于山丘區(qū)小型渠道防滲。因此，U型渠防滲技術具有廣闊地發(fā)展前景。□

2017-10-20

楊挺博，男，漢族，行唐縣水務局，高級工程師。