新型装配式渠槽在农田水利工程中的应用

刘志军

摘 要 近年来，我国相关部门提出要大力发展装配式建筑。农村地区相关部门积极响应这一号召，科学引入装配式结构，旨在为农业农田水利建设提供更加优质的服务。简单概述新型装配式渠槽的相关材料，并对新型装配式渠槽的结构设计、模具生产与制作及施工方法做具体研究。

关键词 农田水利工程;新型装配式渠槽;模具生产

中图分类号：S277 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.29.094

早在1993年，我国就将农田水利装配式建筑物技术作为国家级科技成果重点推广技术，表明我国开始注重水利工程领域中装配式混凝土结构的探究与应用。经过20多年的探索和实践，我国在装配式混凝土结构的应用研究方面取得了一定的进展：1）基于传统农业农田工程装配式建筑物，研发出了新型复合板材与高温压制等比较先进的技术;2）从结构优化设计、材料使用、安装方法、质量控制等层面出发，研发了一种新型的农田装配式涵闸等[1]。阐述新型装配式渠槽涉及的各种材料、结构、模具、相关施工技术与质量控制策略，旨在为人们更好地将新型装配式渠槽应用到农业农田水利工程中提供必要的参考。

1 新型装配式渠槽的相关材料

针对材料的选用，应坚持生态节能、资源综合利用的原则，选择绿色环保、具备良好物理力学性能的材料。橡胶纤维混凝土是一个很好的选择，该材料是在普通混凝土材料的基础上，依据一定比例加入纤维、橡胶集料，待其凝结硬化以后，即可获得的一种工程复合材料。其中橡胶颗粒的加入可改善混凝土的脆性，使之在外荷载作用下具备更佳的延展性和更强的抗冲击能力、防渗性能等，而聚丙烯纤维则能够显著增强混凝土的阻裂性能和韧性[2]。橡胶集料与聚丙烯纤维的合理混合使用，可实现扬长避短，获得更加显著应用优势。同时，橡胶可取代天然砂，有效减轻资源与环境压力，实现环保节能的作用。另外，橡胶纤维混凝土能够较好地适用于小型渠系装配式建筑物，规范农业农田建设并推动现代农业发展。

在橡胶纤维混凝土的性能研究中，刘松岸等对其基本力学性能与耐久性进行试验，具体涉及抗冻、抗压强度、抗折强度及劈裂抗拉强度等试验，了解橡胶参量、聚丙烯纤维参量、橡胶粒径会对这一材料性能产生的影响，明确橡胶纤维混凝土的最优配合比，即165 kg·m-3的水、371 kg·m-3的水泥、747 kg·m-3的混合砂、1 075 kg·m-3的碎石、6.2 kg·m-3的减水剂、10%橡胶颗粒、0.9 kg·m-3的聚丙烯纤维[3]。

2 新型装配式渠槽的结构设计

针对新型装配式渠槽的结构设计，主要包括以下4个方面。1）最优断面选择“半圆形+直线段”的形式，外倾角为12°，直线段高度是半圆形直径的1/2，渠槽制作长度是1.5 m。2）拼接选择新型止水连接型式，包括止水槽、渠槽、橡胶止水条、套环、拼接缝填料及尼龙销等。该止水连接型式的结构比较简单，造价较低，具备较强的抗变形能力，可保证渠道横向连接的整体性。3）渠槽一端设置了承插孔与止水槽，另一端只设置承插孔，需将承插控放置到渠道端部截面底部的两端，且内部放置套环，还需将橡胶止水条填充到止水槽内部。在渠槽建设过程中，使用2个尼龙销分布放置到承插孔之中，以此实现各渠槽之间的连接，这一过程中需要注意销子和两渠槽承插孔顶部预留适当的空隙，且将拼接缝填料填充到空隙之中。4）套环端部与中后部需要安装一个凸起薄片，以此增加与混凝土的握裹力，而将橡胶止水条填充到止水槽中，待遇水膨胀后，能有效填充拼缝之间的空隙，获得显著的止水效果。建筑物之间可用承插孔两端分别插入尼龙销进行有效连接，而渠槽承插孔與销子必须预留适当的空隙，以此满足渠槽的纵向变形要求，还能避免销子与建筑物的接触;通过将柔性拼接缝填料填充到渠槽间的空隙中，可有效改善渠槽之间由于基础沉降而造成的竖向变形问题。

3 新型装配式渠槽的模具生产与制作

针对新型装配式渠槽的模具生产与制作，相关部门需结合农业农田水利工程的具体需求，对装配式渠槽的生产模具进行合理设计与制作，其中渠槽生产工艺如图1所示。其中关于模板清理和组装：1）借助钢丝刷、灰刀等工具对模板表面杂物进行清理干净;2）在模板内部刷上脱模剂，确保均匀、无积液，模具的规格和质量必须满足相关规范和要求;3）使用销钉或是螺栓来进行模具的组装，确保模具各项指标控制在合理范围之内[4]。关于钢筋绑扎，相关人员需严格按照设计图纸开展相关工作，采用花扣或是兜口方式来对钢筋骨架边缘进行绑扎，其中要确保绑扎的牢固性，提高其抗变形能力等。关于混凝土浇筑与养护，要对模具、钢筋、预埋件等进行严格检查，只有确保符合浇筑条件后，才能够进行混凝土浇筑，严格控制浇筑时间，待完成浇筑后，需要使用塑料抹子进行粗磨平，并运用定制养护罩来做好养护工作。关于脱模与调运，待混凝土强度大于等于设计75%时，即可进行脱模工作，然后进行吊运作业。

4 新型装配式渠槽的施工方法

针对新型装配式渠槽的施工方法，具体涉及6个方面。

4.1 填土碾压

在进行渠道填方作业时，需要清理干净槽底，填土碾压高度必须到渠道深度的3/4处，这样能够确保安装工作更加简便;待完成安装作业后，需要整理填平剩余的部分土方，而在填土压平过程中，必须确保顶面的平整性，保证渠槽开挖的合理性。

4.2 基槽开挖

相关人员需要对断面尺寸与高度进行科学把控，确保基底面的设计坡降，而在土方开挖前，需要合理放开挖线，依据开挖线进行相应的作业，注意不可出现超挖情况。

4.3 铺设安装

在基槽每30～50 m处需要在其侧面布置高程控制桩，各高程控制桩之间还需合理设置控制线，对U型渠平面与侧边进行严格控制，规范铺设素混凝土垫层或是碎石，在基槽内放置混凝土U型槽，并确保混凝土U型渠侧面和控制线保持在同一水平面上。

4.4 注胶嵌缝

使用刷子、钢丝刷等工具清理干净缝内杂物，并通过适当的打磨与修补，确保缝面的平整性，然后将不粘纸条粘贴到缝口两侧的混凝土表面，避免后续防嵌填的密封胶涂到混凝土表面而影响到外观。使用600 mL的大容量施胶枪进行注胶，并用刮刀刮抹，在这一过程中，需要确保缝隙要填满、压平、磨光，待密封材料表面干固化7 d后，做好静水试验[5]。

4.5 土方回填

待结束渠道注水试验后，需要进行土方回填，这一过程中需要对分层厚度进行科学把控，由施工人员采用自制木进行夯实，注意回填土不可含有杂物、易碎易腐蚀物质等，且回填土的含水量必须符合最佳含水量要求，若含水量过多，需进行翻拌晾晒;若含水量较少，需洒水补充。

4.6 压顶铺设

即采用现浇砼、砖砌、预制混凝土条等压顶方式，严格按照图纸尺寸要求进行压顶施工作业，压顶铺设必须确保勾缝饱满、无渗漏问题、接口对齐且表面平整。

5 新型装配式渠槽的质量控制策略

在农业农田水利工程建设过程中，为确保新型装配式渠道施工质量符合水利工程的质量要求，必须做好质量检测工作，即需在采用内外压破坏试验的同时，采用模型试验，结合相关规范与渠槽构建施工现场检测数据来对预制渠槽与相关构件尺寸、外观进行严格检测，确保新型装配式渠槽中的预制薄壁混凝土构建不仅符合强度设计标准，还能够具备良好的抗外荷载能力及防渗能力。同时，由于当前我国小型渠系水利工程装配式建筑应用时间较短，缺乏成熟的技术体系和实践经验，这就导致装配式建筑工程质量相对较低，为改变这一问题，相关专业人士需要切实做好农田水利工程项目建设工作，从农业农田水利工程的具体特征与发展需求，提出一套适合农田水利领域的装配式评价体系，进一步规范农田水利工程中新型装配式渠槽的应用，促进农田水利工程的现代化发展。

6 结语

面对日益严峻的水资源紧缺、环境污染问题，我国提出了“节能減排、绿色环保”的发展理念，并颁布了一系列的政策，要求各领域积极响应这一号召，而农业农田生产也不例外。农业农田生产过程中需要消耗大量的水资源，加上各种因素的影响，我国农业农田生产中存在较为严重的水资源浪费问题。为能更好地解决这一问题，我国农村各地区开始大力建设农田水利工程，新型装配式渠槽逐步应用到农田水利领域之中，以期实现保护生态环境的目的。

参考文献：

[1] 肖学军.农田水利装配式混凝土渠道应用技术[J].海峡科技与产业，2019（3）：123-125.

[2] 仲崇刚.一种新型装配式涵闸在农田水利工程规划设计中的应用探讨[J].陕西水利，2020（1）：192-201.

[3] 刘松岸，刘亚飞.改性处理对橡胶混凝土力学性能及耐久性影响研究[J].混凝土，2018（7）：34-36.

[4] 刘长顺，郑磊，张景奎，等.农田水利装配式混凝土渠道应用技术研究综述[J].混凝土与水泥制品，2019（5）：40-45.

[5] 韩廷超.农田水利装配式建筑研究意义及方向[J].福建质量管理，2018（10）：123.

（责任编辑：刘宁宁）