农业水利工程设计中的渠道设计与施工研究
高元岗  
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高元岗  ,. 农业水利工程设计中的渠道设计与施工研究[J]. 农业学报,20224. DOI:10.12721/ccn.2022.157037.
摘要: 近年来农业水利事业飞速发展,渠道建设不仅服务于农田灌溉,还可节约资源,保护生态环境,提高农业综合生产能力。渠道设计与施工在确保质量的前提下,要积极引进新技术、工艺、设备、方法,少占农田和耕地、降低资源损耗、保护流域。设计人员要精准计算水流量和横纵断面,施工前原材料需准备充足并严把质量关,处理好弃渣,精准测量放线,严格按照设计要求做好U型槽预制和安装与防渗施工。
关键词: 农业水利工程;渠道设计与施工;预制U型槽安装
DOI:10.12721/ccn.2022.157037
基金资助:

农业水利工程具有灌溉排水、防洪抗涝的功能,广泛应用于现代化农业生产的服务设施建设中,是农田实现旱涝保收、高产稳定的重要保障,任何相关施工项目均需引起重视。以渠道设计与施工为例,只有深入到现场实地考察,综合分析地理位置、气候环境条件、水流量情况等,才能够为设计方案提供科学参考依据,避免设计方案不合理引发施工质量问题。

1.农业水利工程设计中的渠道设计

1.1渠道水流量设计

水流量设计是确保整个灌溉渠道设计的基础,只有正确设计水流量才能够实现对水流量的把控,使水流量满足农业水利工程的渠道实际灌溉需求,提高渠道设计的实用性与正确性。设计人员要深入到渠道施工现场实地勘察,采集水流量信息,精准计算灌水、输水损失,为流量设计提供科学参考依据。同时要综合考虑地理位置、周边情况、工程要求、特殊环境条件等因素影响,对初期流量设计方案进行及时调整和修改,使流量设计最终方案科学合理,且非必要时不随意更改。以各项精准计算的参数为科学依据对流量进行合理预估和设计,最大程度延长渠道的使用年限,并适应农业生产的不断变化。

1.2渠道防渗设计

防渗设计是确保渠道提高水资源利用率的关键,也是提高渠道强度和抗老化性能的主要措施,一旦防渗设计不科学,会严重影响渠道施工和使用质量,甚至会诱发安全事故。土壤盐碱性、施工技术、水分冻胀、维修养护等是导致渠道出现防渗问题的常见原因,防渗设计时要从该薄弱环节入手,将各类影响因素综合考虑到设计中,以提高渠道的防渗性能。要详细勘察水利工程所在区域的土壤条件、气候环境等,通过全面分析和精准计算为防渗设计提供参考。优选与之匹配的现代化节能环保施工技术,重视每一个细微问题,控制好防渗材料、工艺、结构等各环节的设计。选用复合土工膜、保护层及边坡组成的防渗结构,确保反滤、排水系统始终可正常运行。为防止复合土工膜被刺破,还可通过在膜上下分别铺10cm厚粗砂、护坡以30cm厚的干砌块石加固的设计方法进行渠道防渗。

1.3渠道横纵断面设计

渠道纵断面设计时要结合地形特征确定灌区方向,使之满足实际地理高线、灌溉等工程要求,要精准确定渠道长度和坡降同水头间的损失,先确定水位高程,再综合考虑灌区面积和实际情况,计算出斗渠、支渠等净流量总和与纵坡降等参数。渠道横断面设计运用设计流量进行计算,Q=W×C×i 公式中:i为渠道的比降,W为过水断面,R为水力半径指标,C为谢才系数。还需要考虑渠床的地质情况、渠道的深度、土壤性质,使渠道断面深度、宽度、形状等方面设计的更加合理和精准,确保横纵断面设计的安全性、科学性。要选择质量较好的原料,围绕国家对水利工程的质量要求与行业标准,规范设计横纵断面和选择施工材料。

2.农业水利工程设计中的渠道施工

2.1施工前做好充足的准备

2.1.1原材料准备

原材料质量关乎整个农业水利工程质量,在渠道施工前要将原材料准备充足,购买正规厂家生产的高质量原材料,严谨劣质原材料流入施工现场,优选质量好、抗冻裂和老化性能佳、使用年限长、接缝少、安装便捷、质优价廉的原材料。提高渠道施工质量,防止渗漏现象发生,使渠道免受热胀冷缩影响。

2.1.2弃渣处理

农业水利工程渠道施工过程中,会产生大量的弃渣,需要将多余的土方及时清运,对现场施工垃圾分类处理,以免阻碍施工和造成环境污染。应积极引进绿色环保节能施工技术,即可节约施工成本,又可减少垃圾产生量,避免水土流失和破坏环境。尽量将爆破产生的块石进行弃渣再利用,将分类后粒径小的弃渣送给相关部门进行道路建设,需要集中处理的弃渣要堆放和掩埋到指定地点。

2.1.3测量放样施工和标尺制作

严格按照设计方案要求进行现场测量放样,明确渠道开挖路线、深度、宽度、长度,要每隔20m定出中桩,开挖和固定边桩,用白灰放出控制边线,开挖后放出中线和两边渠顶线。要始终保障测量放样准确度,将误差控制在标准范围内,以确保测量放样施工质量。标尺制作是检查渠道开挖质量的依据,要严格按照相关规定和标准制作标尺,一旦发现渠道开挖存在施工质量问题,要及时采取停工、返工等措施进行处理,保障后续施工质量。

2.2预制U型槽施工

2.2.1 U型槽预制

当前农业水利工程的渠道施工中大多使用混凝土U型槽,其安装前先要做好预制施工,使用成型机设备按照设计要求对U型槽进行集中或者现场预制。U型构件的预制流程为:备齐砂石料、细粒砼拌和、成型机压制U型槽、脱模放置凝结、取垫板洒水养护。若发现U型槽表面粗糙存在平整度不佳的质量问题,甚至是蜂窝和麻面等现象,要在脱模后立即用毛刷打磨表面,若有蜂洞用水泥油抹光。尽量减少U型槽预制的施工工序,以免运输环境受交通、距离、装卸等方面影响,造成构件断裂和损坏。

2.2.2 U型槽安装

在砼垫层浇筑完成后,可将预制好的U型槽进行安装,将满足设计要求强度的混凝土浇筑到渠道的护肩上,浇筑厚度达到5cm时,将U型槽按照设计要求以间隔6~8m的间距安装到控制点处。在U型槽完整放入基槽后,仔细检查水平安装质量,在接头位置预留40mm宽的施工缝,在U型槽沉降稳定后再按照设计要求进行位置校正,最后用水泥砂浆勾缝抹面进行填平处理。勾缝施工完成后要进行养护处理,在渠道表面覆盖湿麻袋,及时洒水使其表面处于湿润状态,以免出现混凝土开裂、蜂窝麻面等质量问题。

2.3渠道防渗施工

渠道施工完成后需要进行严格的防渗处理,在渠床表面铺设土料形成防渗层,或者对基土进行夯实处理,整修坡面并反铲削坡,最后压实坡面。要想确保防渗施工质量,要针对各种常见渗漏问题采取预防性解决措施,以提高渠道防渗漏性能。基础衬砌的混凝土需完全风干,做好渠道排水系统施工,合理布置防渗支模。混凝土养护一定要规范,一旦发现混凝土出现裂缝、内部温度过高等问题,要及时采取补修、降温等措施处理。

结语:农业水利工程的渠道设计与施工相对其他项目而言技术性不强,目前设计和施工经验较为丰富,施工技术水平较高,施工流程井然有序,但仍不能忽视渠道设计的科学合理性,以及施工质量和安全。任何一个设计环节出现问题,都有可能使整个工程蒙受巨大经济损失,甚至威胁群众生命安全。要精选高品质原材料和先进施工技术,严格按照设计方案要求进行有序施工,综合考虑社会、经济、环境三方效益,尽量选择节能环保的设计方案。

参考文献:

[1]丁振刚.农业水利工程设计中的渠道设计与施工管理[J].南方农业,2021,15(12):2.

[2]孟祥宇,杨庆华.农业水利工程设计中的渠道设计与施工[J].中国高新科技,2021(15):2.