时间：2013年05月22日 分类：推荐论文 次数：
摘 要：在山区农田节水灌溉技术中，应用砼“U”型壳槽是近几年来推广的一项先进技术，在传统的砼“U”形槽预制件应用的基础上，为了适应山区特点，采用现浇砼“U”型壳槽进行渠道防渗具有防渗效果好、水力特性佳、适应性强、施工方便、节约投资等显著特点。
关键词：砼“U”型壳槽,山区,灌溉沟渠
1 芒市(原名潞西市)农田灌溉基本情况：
芒市位于北纬24°05′—24°39′，东经98°01′—98°44′之间，地处云南西部德宏傣族景颇族自治州东南部，是西南边境市，市界东与保山地区交界，西南与缅甸毗邻，国境线68.23公里;北与梁河县接壤，西同瑞丽市、陇川县相连，是德宏傣族景颇族自治州首府所在地，是全州的政治经济文化中心。芒市地貌属横断山系，呈现出“两山、两坝、两河”的地貌特征，全市国土总面积2987平方公里，国土面积中54%为山区，31.2%为半山区，14.8%为坝区，最高海拔2889.1米，最低海拔528米。耕地面积57.344万亩，森林覆盖率51.36%。
芒市是农业市，农田灌溉主要以渠道引水灌溉为主。多数坝区灌溉渠道主干渠基本进行了浆砌石防渗衬砌。但地处山区或半山区的大部份小型灌区(灌溉面积在100～500亩，引水流量在0.3m3/s以下)灌溉沟渠仍然是土渠，这些沟渠地处山高、坡陡、箐深，地形复杂，岩石质地差，渠道长等特点，输水损失大，如果采用传统的三面浆砌石防渗衬砌，渠基开挖断面大，工作面小，无运输条件，建筑材料运输困难，施工难度大，工程投资成本增大。为了解决地处山区或半山区这块小型农田灌区灌溉沟渠的防渗输水问题。根据芒市水利局勘测设计队近几年来采用的现浇砼“U”型壳槽在山区引水沟渠建设中成功经验与技术环节:介绍给广大的水利工程建设者，以便推广应用，它与传统的砼“U”型壳槽预制件输水沟渠有许多优点，并收到了较好的效益。现作以下介绍：
2砼“U”型壳槽预制件与现浇的利与弊
用砼“U”型壳槽衬砌灌溉沟渠有两种方法：一种是采用砼“U”型壳槽预制件成品直接安装。它适用于坝区和交通运输条件好的渠道;第二种就是采用现浇砼“U”型壳槽防渗衬砌渠道的方法。它适用于山区或半山区，受交通运输条件、施工环境条件限制的渠道。两种砼“U”型壳槽防渗渠道与传统的三面浆砌石防渗渠道有许多优点，适用于我州农业灌溉沟渠的建设。
2.1砼“U”型壳槽预制件
传统的砼“U”型壳槽是工厂化生产的成品预制件产品，也可根据“U”型壳槽横断面大小型式事先与厂家订制，无论是成品预制件还是订制的砼“U”型壳槽均为一薄壳结构，它是由矩形和半圆两部分组成的，工厂在加工时半经R在10～15cm，长度在50～100cm以内的一搬不放钢筋，是素混凝土结构的砼“U”型壳槽预制件，半经为15cm，长100cm，壳厚为12cm一块的砼“U”型壳槽预制件，其自重在180～220kg，需2人才能担走一节。在公路不通的山区或半山区的灌溉沟渠要安装这样的砼“U”型壳槽预制件，运输是一大难题，首先农用车运送到乡村路边堆放，再用人工两人搬运一节至1～3km长的渠道线上安装，在这个过程中经上车下车堆放、人工搬动等都会造成大量的砼“U”型壳槽预制件破碎，增加工程投资成本，而且人工搬动极不安全，在实际安装过程中两接头衔接不紧密，在使用过程中极易漏水。存在着一定的隐患。
2.2现浇砼“U”型壳槽
现浇砼“U”型壳槽最大的优点就是解决了砼“U”型槽预制件在运输过程中存在的种种不利问题，而且人工搬运砂子、碎石和水泥时，可用编织袋根据个人的能力，背多背少，量力而行，行走方便快捷，可根据工程的施工进度，人员可多可少，相互不影响，行走安全，作业时受环境因素影响小。
2.3砼“U”型壳槽的水力特性
砼“U”型壳槽的水力特性可根据明渠均匀流公式计算结果看出：当渠道纵坡j=0.001,糙率n=0.014一定时，UD35和 UD30 两种规格为最优的经济实用砼“U”型壳槽断面。过水流量最大，流速最佳(见表3-1)。
3砼“U”型壳槽的横断面设计
根据不同的情况和条件，采用不同的横断面型式，可保证工程建成后正常运行和减少投资，一搬山区引水沟渠流量在0.1～0.3m3/s的渠道。根据芒市边境民族贫困乡镇已建成的60多公里长的现浇砼“U”型壳槽的资料和经验，设计横断面综合起来可分为以下几种形式。当渠道纵坡j=0.001,糙率n=0.014一定时，5种规格的过水断面尺寸水力特性表，见表3-1。现以UD30规格为例，当壳槽厚10cm时，见图1。壳槽顶部两边设20cm宽，厚10cm的渠肩，以增加砼“U”型壳槽的结构力和抗沉降能力，而且渠道清洁美观，便于管理。
3.1新建渠道
新建山区灌溉沟渠时一搬是人工开挖沟渠基础，首先根据渠道的渠顶纵坡设计高程开挖出宽1m左右的渠道沟线平台，其次是根据砼“U”型壳槽横断面尺寸的设计规模进行开挖成“U”型渠道土槽。开挖时，尽可能把渠道中心线选直，弯道段用曲线衔接，弯道曲线平缓圆滑。同时，可用土槽模检查其断面尺寸是否满足要求。当“U”型渠道土槽满足设计要求后可进行浇筑砼工序。
3.2老渠道
我市山区灌溉沟渠多数为上世纪60～70年代修建的土渠，经过多年的运行，边坡倒塌，沟底淤积，过水断面大于“U”型壳槽断面。施工时，清除沟底淤积，控制好渠道底面高程，选定中线，安放好“U”型渠道土槽模后，土槽模两边人工回填土夯实。尔后，取出土槽模即可浇筑砼。
4施工工艺及方法
不论是新建沟渠还是老渠道，施工时先把“U”型渠道土槽做好，取出土槽模后，把拌制好的砼少许放入“U”型基槽底部，向半圆两边铺开，其厚度在10cm，再放入砼“U”型壳槽内模，调整好渠道中线及渠底高程后，人工把拌制好的砼少许放入“U”型槽内模外两边，边放边捣实砼，以保证质量，直到填满“U”型槽内模，铺平渠肩即可。渠道直段时可用长120cm模浇筑一次，渠道弯曲段时，可用长60cm的模浇筑一次，每10～15m放一道伸缩缝。一条渠道上，渠底高程控制好后，可分成若干组同时进行浇筑，每组2～3人即可，以加快工程进度。
4.1 现浇“U”型壳槽外型渠道土模的制作
现浇砼“U”型壳槽外型土槽模，见图2，土槽模的制作见图3。很简单，根据“U”型壳槽外型设计尺寸，选用ф12的钢筋焊一土槽模骨架，并在两端顶焊有扣件，土槽模模板，用宽4cm，厚2cm的木条用背丝扣连接后与钢筋土槽模骨架扣件相连，用厚1mm铁皮包外层即可，安装和拆散都很方便。土槽模一搬做60cm和120cm长的两种规格。渠直段时用120cm，弯曲段时用60cm长的即可。
4.2现浇砼“U”型壳槽内模的制作
内模的制作与外模的制作一样，采用砼“U”型壳槽内经尺寸即可。
4.3砼的拌制
C20砼的拌制，根据C20砼配合比的要求在拌制合内进行人工拌制3～4遍即可浇筑使用。砼拌制合的制作：一搬用木板制作，其规格为：长2m，宽1m，深0.3m。便于移动和搬动。每拌制一合砼，体积在0.3～0.4m3为宜。
4.4砼的养护
现浇砼“U”型壳槽浇筑24小时后可拆卸模板，进行覆盖庶荫，湿潮保养，7日后可放水使用。
5现浇砼“U”型壳槽衬砌渠道的优点
根据我市已完成60多km的用现浇砼“U”型壳槽衬砌渠道的成功经验。现浇砼“U”型壳槽衬砌渠道的优点可归纳如下：
5.1适用于我州山区或半山区的灌溉沟渠的建设。首先是生产工艺简单，一次成型、使用和管护比较方便，适用性、灵活性较强，局部受损后容易更换恢复;二是采用现浇砼“U”型壳槽防渗衬砌的渠道,渠系水利用系数可由土渠的0.55提高到0.85。水流特性和防渗效果都比浆砌石衬砌的好。三是质量好，强度高，永久性和可靠性能好，彻底解决了施工现场砂、石等原材料缺乏的问题，保证了工程质量;四是造价低，节约成本，社会效益高。铺设砼“U”型壳槽沟渠，在水泥、砂、石原材料及运输费、工时费等各方而比用其他材料建设的沟渠造价低;五是施工工艺简单，解决了山区缺乏施工技术人才的问题。施工作业受环境因素影小，可以大大加快工程进度。六是砼“U”型壳槽槽壁光滑，糙率小，裂缝少，水流特性好，流速快，湿周期短，防渗效果好。便于管理。
6结束语
山区灌溉沟渠采用现浇砼“U”型壳槽防渗节水技术的是一项公认的代替砌石渠道的新工艺，砼“U”型壳槽在农田节水灌溉渠道中的运用，渠道具有较强的可操作性和明显的经济性。把水资源开发利用与生态平衡和环境保护紧密结合，对山区或半山区小型农田引水灌溉工程进行防渗衬砌推广运用，将取得了显著的效益。
砼 “U”型渠道是节水灌溉中一项重要防渗工程,是提高现有水利工程的效益,提高渠系水利用系数,节约用水时效较快的重要途径。前景广阔。在德宏州的推广还刚刚起步，有望通过以上的介绍能在我州广泛推广运用，使该项技术在我州的山区或半山区农业节水灌溉中发挥巨大的作用。
参考文献：
[1] 水利部农村水利司：渠道防渗工程技术。节水灌溉技术培训教材。
[2]资料来源：《芒市勐戛镇、芒海镇、中山乡边境民族贫困乡镇水利工程建设项目初步设计报告》和《工程验收报告》。.2010
[3]《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)