试析混凝土U型渠道在旧灌区改造中的运用

杨建辉

（榆中县三角城电灌工程水利管理处 甘肃省榆中县 730100）

0 引言

我们灌区地处榆中县川区，距离榆中县城15km，是高扬程提灌工程、干支渠以预制板衬砌梯形渠与钢筋混凝土矩形渠为主，但斗农渠部分为U形渠现已老化、渗漏系数较大。区域内地势呈阶梯状分布，土地肥沃，农业水源主要是黄河水，是我县的主要农作物生产区。近年来，为了提高当地农业的生产条件，改善人们的生活水平，我们灌区对斗农渠进行了相关改造工作。

1 混凝土U型渠道的工程技术优势

一方面，通过U形渠道可以显著提高防渗漏效果，进一步提高改造的效率，创造比较好的社会效益、经济效益和生态环保效益。采用这种渠道进行衬砌，可以减少混凝土的用量，进一步降低成本。另一方面，运用这种渠道进行早期施工，可以减少土地占用率，提高工期的实际施工效果，降低人员的消耗和土地的占用，避免由于当地交通不便利、施工分散等原因，影响实际施工的质量和水平，甚至造成后期返修、窝工，影响防渗漏效果[1]。

2 混凝土U型渠道在灌区改造中应用的工程案例分析

2.1 防渗漏设计

我们灌区改造前渠道水利用系数为0.65，由于系数较低，在实际改造的过程当中可能会出现人为破坏，造成渗漏的水平上升。因而为了提高改造的效果，采用实测方法对灌区水的损失比率进行优化计算，可以显著提高防身效果。

首先，我们技术人员按照总体比例损失82%的系数，对于农区进行设计。混凝土U型渠道制作之后，渗水系数可以降低20%～30%，原有的沟渠利用系数从0.65提高到0.89。其次，在应用的过程当中，通过结构优化断面设计，探讨U渠渗漏损失，每公里可以减少34%，漏水评分可上升20%～25%。最后，在防渗漏设计的过程当中，对改造后的U型渠进行有效分析，整体的防渗漏设计效果良好。

2.2 防淤积设计

混凝土U型渠道在防淤积方面具有良好的应力效果，通过田间渠道的改造，整体防淤效果明显。U形渠道断面下部采用圆弧形设计方法，可以进一步对水流的应力进行自然消减，符合其自然特征，接近最佳水力断面的相关系数。在这样的面积设计结构之下，可以缩短水力半径，整体周期效果良好。淤积评分从原本的0.84下降到0.54，灌水周期缩短20%，减少了管理的费用。通过这种防淤积设计方法，运行成本也会进一步下降，且质量比较可靠，整体性能较好符合，规范化生产的标准。但在实际运行的过程当中，技术人员也重视施工的时间安排，通过现场安装的方法，减少耕地的占用，提高施工的整体性、美观性和实用性。

表1 混凝土U型渠道使用前后淤积系数对比

2.3 划线测量

由于U型渠整体规模较小，在搬动、安装和运输方面具有一定的优势，因而整体设计是实现U型渠设计的主要方法。

①在安装的过程当中，要对基础部分进行清理，在原有的地面通过整体性划分，将石块、杂草及其他物质清理干净，通过人工清理和机械清理的联合办法，做好夯实。②在划线测量的过程当中，要结合具体的数字结果，设计出整体高度，从而对后期需要的填土立方进行优化测算，避免由于数据的误差导致实际的施工质量受到影响。③在土方开挖以及夯实的过程当中，要根据渠道断面的相关系数，采用人工配合机械配合的整体性方式，做好深度控制和高度控制，满足U型渠底部的设计，满足高程设计要求，进行后期人工修整，达到安全应力的设计方案要求。例如，本次施工当中夯实系数就达到0.90，采用人工修整的方法，人工系数达到0.93之后，才进行后续的施工。

2.4 质量控制

U型渠的实际施工需要安装、铺设，达到连续性要求之后，才能够进行后面的施工：

首先，要检查U型渠的安装是否存在裂缝，及时对裂缝进行修补，避免由于混凝土的开裂，造成后续施工的稳定性下降，甚至出现水流泄露，影响实际的存水效果。其次，要对U型槽混凝土表面的蜂窝、麻面进行有效的检测，利用环氧树脂砂浆、丙烯砂浆等其他的工程材料，对于存在缺陷的部分进行找齐，避免底部高程不一致的现象，提高施工的平顺水平。最后，在施工控制的过程当中，要通过水泥砂浆进行勾缝抹平，每一节之间预留3～5cm的间隙，这样的方式可以进一步提高施工的稳定性，保障漏水系数下降，促进稳定性水平的提高。

2.5 断面修整

断面问题是影响整个U型渠道设计施工的显著因素，在完成夯实之后，要对断面进行进一步的施工与平整工作：

（1）按照实际设计尺寸的要求，保障两边一致，整齐大方，美观度提升，做好修整，避免出现不一致的现象，影响U型渠后续应用。

（2）采用闭水实验方法，对于U型渠的漏水现象及时的排查，逐条采取放水实验，全部堵住之后探测具体的漏水效果。在高度达到1/2、2/3、3/4，分别停滞24h，来对漏水的具体情况进行有效的检测，一旦漏水系数超过0.05%，就要查看具体的漏水地点，及时进行修补[2]。

2.6 高程控制

高程控制方法与土方夯实方法都是施工当中的关键技术节点，在高程控制的过程当中，可以通过轴线施工，对于进水口、出水口的高程进行统一性管理，避免下游高于上游，出现翘尾巴的现象，影响渠道改造的整体效果。

（1）在断面修整的施工之前做好防水处理，通过防水涂料、防水材料强化优行渠背后的填水效果，保障施工的实际质量。

（2）通过由小到大、由快到慢的实验方法逐级的开展放水，避免由于下游高于上游，更好地观测漏水、渗水的现象，提高U型渠的存水效果。

（3）采用集约化的管理模式，对于高程控制标准进行严格化管理，提高整体设计的一致性水平与技术性水平，加强人员培训，提高高程控制的科学性，进行现代化的数据管控，提高定向管理的应用效果。

2.7 工程组织

2.7.1 积极与当地政府合作

渠道施工与渠道改造离不开当地村社的支持与配合，施工企业要根据灌区的实际施工目的，为村民提供更好的水利工程。一方面，要重视整体施工的社会经济效益，调节收入水平，促进农民致富。鼓励U型渠道的全覆盖，根据本乡村、本地区的实际发展计划，支持农村承包土地向个体专业大户、农村农场的方向流转，从而建设覆盖全面的U型渠道。另一方面，整个渠道的设计要与整体农林路相结合，提高农民的接受度与满意程度，促进U型渠道的全面发展，提高渠道改造的整体性，使得改造的成果惠及所有人民。

2.7.2 施工队伍的选择

渠道的改造是一项系统性工程，只有选择专业的施工团队，制定完善的施工细节，才能够提高实际施工的效果，要制定完善的责任制度，找寻科学的实施路径，制定完善的施工标准与方案，才能够提高施工的细节程度，提高施工的质量，落实安全管理责任，避免出现安全隐患。在施工的过程当中，还要依托乡镇村社，合理的寻求支持，针对不同的灌溉区域完成网络设计，进行技术指导，做好专项检查，不断推广U型渠，并且加强U型渠道安全防护、日常维修管理、爱护的相关知识宣传，促使村民进一步加强对于渠道的爱护，树立责任意识，在日常生活与使用的过程当中不破坏U型渠，减少后期维修的成本。

2.7.3 制定细节表格

在U型渠道安装施工之后，要安排渠道施工细节图表，在各个用水接口让老百姓看到节水的潜力，从而促进优秀渠道的优化运用，使得整个渠道的安装施工可以在乡村地区普及，增强人民的保护意识与爱护意识，与乡村的农林路和在一起，打通农村发展的生命线，促进管理水平的提高。为后续施工的质量提升打下坚实的基础，从而优化施工维修与安排，促进自流灌区斗农渠的普遍应用，实现投资小、收益大的整体施工目标，响应国家振兴乡村的政策与号召[3]。

3 结论

综上所述，U型渠在灌区改造当中具有广泛的应用，可以显著提高改造的效果，降低改造的成本。从本文分析可知，研究U型渠在灌区改造当中的应用，有利于我们从发展的角度看待目前农村基础设施建设水平的提高。因而我们要加强技术设计，完善施工组织方案，获得当地政府和村民的支持，从而不断提高施工的设计水平，优化施工的技术应用，促进灌区的持续性发展。