施以恒

（東至縣水利局，安徽 池州 247200）

1 研究背景概述

作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，當(dāng)前我國(guó)重點(diǎn)研究的一項(xiàng)重要課題就是如何利用新材料、新技術(shù)提高農(nóng)業(yè)灌溉水平，推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展邁向更高層次。水利渠道是農(nóng)田灌區(qū)的重要組成部分，是影響農(nóng)業(yè)灌溉效率的決定性因素，同時(shí)在一定程度上影響農(nóng)田排澇效果。但是調(diào)查研究表明，當(dāng)前我國(guó)灌區(qū)農(nóng)田水利渠道建設(shè)情況卻不夠理想，存在較大的完善與提升空間。傳統(tǒng)的水利渠道在設(shè)計(jì)上缺乏合理性，工程質(zhì)量整體偏低，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)灌溉效益受到嚴(yán)重影響。在這種情況下，將從設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)環(huán)節(jié)入手，探討我國(guó)小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的建設(shè)發(fā)展新途徑[1]。

東至縣位于八百里皖江南岸之首，跨長(zhǎng)江平原區(qū)與皖南山區(qū)。境內(nèi)山巒迭起，河系發(fā)達(dá)，丘陵、崗地、平原與湖泊交錯(cuò)分布，地形東高西低，全縣現(xiàn)有中型水庫(kù)1座、小 （1）型水庫(kù)26座，小 （2） 型水庫(kù)177座，小型灌區(qū)數(shù)量眾多，現(xiàn)階段已被大規(guī)模推廣應(yīng)用的灌溉渠道斷面形式有：U型斷面、矩形斷面、梯形斷面，通過(guò)對(duì)比分析可知，矩形混凝土防滲渠道具有斷面規(guī)則、適用范圍廣、施工工藝簡(jiǎn)單、工期短、渠道滲漏少、使用年限長(zhǎng)、便于管理等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)田水利基本建設(shè)之中，尤其適用于山區(qū)、耕地資源較緊缺的地區(qū)。主要研究矩形混凝土防滲渠道，為設(shè)計(jì)與施工提供理論支持[1]。

2 矩形混凝土渠道設(shè)計(jì)分析

2.1 設(shè)計(jì)原則

合理性、適宜性是渠道斷面設(shè)計(jì)的重要前提。在開(kāi)展渠道斷面設(shè)計(jì)前，要對(duì)灌區(qū)農(nóng)田流量情況進(jìn)行實(shí)際考察，并通過(guò)合理計(jì)算確定所需滿足的閾值。在完成目標(biāo)灌溉面積測(cè)定前，針對(duì)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐挠盟壳闆r進(jìn)行持續(xù)調(diào)查，明確相應(yīng)的灌溉用水系數(shù)，進(jìn)而確定渠道斷面設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)，計(jì)算出相對(duì)準(zhǔn)確的渠道實(shí)際流量。為保證渠道斷面設(shè)計(jì)的適用性，要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察工作力度，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮渠道承載壓力，采取有效措施確保滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。

2.2 渠道流量推算

渠道的輸水工作方式，分為續(xù)灌和輪灌兩種，一般小型灌區(qū)采用輪灌方式。

根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB 50288—2018）可知，輪灌渠道的設(shè)計(jì)流量可按以下公式計(jì)算確定：

式中：Qn——輪灌渠道設(shè)計(jì)流量（m3/s）；N——渠道的輪灌組數(shù)；qs——設(shè)計(jì)灌水率；An——渠道輪灌組平均灌溉面積（ 100 hm2）；ηn——輪灌渠道至田間灌溉水利用系數(shù)。

2.3 渠道橫斷面設(shè)計(jì)

由于灌溉渠道實(shí)際計(jì)算過(guò)程中缺乏統(tǒng)一的流量計(jì)算公式，需要借助相應(yīng)的水利系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建一個(gè)相對(duì)規(guī)范、穩(wěn)定的工程體系，為不同區(qū)域的農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的綱領(lǐng)式指導(dǎo)。為保證渠道斷面設(shè)計(jì)的適用性，要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察工作力度，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮渠道承載壓力，采取有效措施確保滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。

因此，灌溉渠道可以按照明渠均勻流進(jìn)行設(shè)計(jì)[2]。

根據(jù)《小型水利手冊(cè)》渠道橫斷面計(jì)算公式，

（1） 計(jì)算渠道水深：

式中：h——渠道水深 （m）；a—— 一般采用0.67；Q——渠道流量 （m3/s）；計(jì)算后h加0.15 m即為渠道內(nèi)凈高度。

（2） 計(jì)算寬深比：

式中：B——渠道寬深比；N——常數(shù)，一般采用0.28；

（3） 計(jì)算渠道寬度：

3 矩形混凝土渠道施工重要工序管控分析

3.1 施工準(zhǔn)備

一是施工布置。在防滲渠道工程正式施工之前，前往工地現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)詳細(xì)調(diào)查，基于工地現(xiàn)狀進(jìn)行前期的施工布置，確保施工方案及施工組織設(shè)計(jì)的適應(yīng)性。基于施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行料場(chǎng)、設(shè)備機(jī)具的選擇及水電線路布置，以此確保施工順利開(kāi)展。二是渠道放樣?；谠O(shè)計(jì)圖紙將渠道中心控制線定出，可采用經(jīng)緯儀作為設(shè)備儀器，每隔二十米設(shè)置一個(gè)中心樁，采用鋼尺進(jìn)行距離的測(cè)定與控制。對(duì)于各個(gè)樁點(diǎn)的高程則可運(yùn)用水準(zhǔn)儀測(cè)量，基于設(shè)計(jì)點(diǎn)與實(shí)測(cè)點(diǎn)高差開(kāi)展填挖作業(yè)，并做好找平工作，確保其達(dá)到圖紙的設(shè)計(jì)要求。對(duì)于渠道中心控制線要使用經(jīng)緯儀進(jìn)行復(fù)測(cè)，對(duì)于各個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)的高程要使用水準(zhǔn)儀復(fù)測(cè)。三是夯實(shí)基地。通常而言渠道多選在田間地頭等位置布設(shè)，該地區(qū)由于土質(zhì)松軟，因此需要先將其中淤泥、樹(shù)根等雜物清理干凈在進(jìn)行夯實(shí)，及時(shí)處理其中的墓穴及暗洞。使用蛙式打夯機(jī)作為夯實(shí)設(shè)備，并做好模板支護(hù)工作，合理控制土壤的含水量及壓實(shí)度[3]。

3.2 模板安裝固定

現(xiàn)澆混凝土渠道采用四面立模 （兩邊渠墻的內(nèi)外側(cè)），渠底渠墻一次澆筑成型。其模板采用木模板，需表面光潔平整，接縫密合。因渠墻和底板要求整體澆筑，現(xiàn)場(chǎng)多采用鋼制焊架來(lái)固定模板。鋼架的布設(shè)間距直接影響模板安裝是否牢固，混凝土澆筑振搗時(shí)的側(cè)向力會(huì)對(duì)模板產(chǎn)生擾動(dòng)產(chǎn)生位移，為確保渠道外形尺寸順直美觀，平整度高，減少漏漿，應(yīng)盡可能多的布置固定鋼架。

3.3 混凝土運(yùn)輸

小型灌區(qū)渠道施工因受到交通條件的限制，一般都選擇柴油三輪車(chē)從攪拌站運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，人工送料入倉(cāng)。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸期間，要避免混凝土出現(xiàn)分離、初凝、嚴(yán)重泌水等問(wèn)題，若運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，要在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行再次拌和，確保拌和均勻后才能使用。

3.4 混凝土澆筑

采取先打底、后打幫的方法開(kāi)展混凝土澆筑施工，先在渠底澆筑混凝土，這部分混凝土初凝前需澆筑渠幫混凝土，與此同時(shí)做好振搗工作。若渠幫混凝土澆筑在渠底混凝土初凝后進(jìn)行，在澆筑過(guò)程中就會(huì)擾動(dòng)渠底混凝土導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)損壞。若因施工組織不當(dāng)或技術(shù)限制無(wú)法連續(xù)澆筑混凝土，一旦混凝土澆筑間歇時(shí)間超出規(guī)范要求，先前澆筑的混凝土就會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)，后續(xù)澆筑的混凝土則會(huì)對(duì)之前澆筑的混凝土造成破壞，此時(shí)需要結(jié)合實(shí)際情況將施工縫留出，并采用瀝青麻絲作為材料填充其間。

3.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

一般混凝土澆筑完成12～18 h后要及時(shí)養(yǎng)護(hù)，若施工過(guò)程中天氣較為干燥、炎熱，需要提前對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)?？梢栽诨炷帘砻娓采w再生布、草簾等進(jìn)行遮擋，然后及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，實(shí)際養(yǎng)護(hù)時(shí)間要保持在14天以上，在氣候干燥、炎熱的時(shí)間段，混凝土養(yǎng)護(hù)要保持在28天以上，如果混凝土澆筑的溫度小于5 ℃，在現(xiàn)場(chǎng)澆筑完成后，要在澆筑面用草簾 （或麻袋） 遮蓋保溫[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

作為農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的重要組成部分，小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道建設(shè)直接影響到糧食生產(chǎn)。因此必須以嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度開(kāi)展小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的設(shè)計(jì)與施工工作，認(rèn)真做好前期實(shí)地考察工作，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的水利渠道建設(shè)方案。在此基礎(chǔ)上采取新技術(shù)、新手段、新工藝、新設(shè)備進(jìn)行施工，確保小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道建設(shè)施工質(zhì)量，以此實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展與農(nóng)民增收。