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摘要：由于水资源短缺，节水型灌溉工程正在蓬勃发展，在灌区中对渠道进行防渗衬砌是节水灌溉的一项重要措施。根据多年的实践经验，加之项目资金的投入有限，节水防渗措施及其选择尤为重要。U形槽预制构件渠道是渠道防渗衬砌的一种形式，具有一定的优点。本文主要通过丘北团结水库灌区以工代赈建设工程的实践介绍了U形槽预制构件在应用于渠道防渗衬砌的具体做法：
关键词：U形槽；渠道；团结灌区；应用
1、团结水库灌区基本情况
丘北县团结水库位于锦屏镇密纳村民委，属锦屏镇管辖范围，地理位置界于北纬23°55′～24°00′和东经104°07′～104°11′之间。海拔在1450—1510m之间，项目区距丘北县城12公里。属小（一）型水库，总库容为278.1万m3，兴利库容221.06万m3，年供水量为312万m3，水库正常蓄水位1572.22m，死水位1553.4m。设计灌溉面积15000亩，实际灌溉面积4500亩。
2、中低产田改造项目建设内容
项目建设主要包括排灌沟渠长6.429km、水闸等建筑物的重新规划和建设。
渠道防渗衬砌一般采用浆砌石矩形断面、砖砌体矩形断面、现浇混凝土矩形断面、预制混凝土U型槽等形式。
2003年开始，灌区借鉴了发达地区应用U形槽预制件的成功经验，开始在中低产田改造项目建设中推广使用U形槽预制件，主要在流量较小的渠道中应用。取得一定的经验后在灌区全面推广，取得了一定的成效。
下面主要介绍丘北团水库灌区中低产田改造项目建设中应用U形槽预制件进行渠道防渗的具体做法。
3、U形槽混凝土预制件在中低产田改造项目建设中的应用
3.1 U形槽渠道的设计
3.1.1 U形槽预制件设计
U形槽预制件的设计主要参考厂家提供的定型模具尺寸，下部为半园曲面，上部为与地面垂线倾角为14度的平面，与半园连接成斜壁。构件分为整体式，整体式规格根据构件下部半园弧形断面的直径分为UD40、UD50、UD60三种。为了减少预制时由于规格太多的不便，团结灌区中低产田改造项目建设中主要采用UD60规格。
3.1.2 U形槽渠道设计
团结灌区中低产田改造项目建设的渠系布置是在原有渠道基础上的更新和改造，不同于新建的工程，因此，应在原有的工程基础上进行优化设计，以尽量减少土方挖填工程量为原则，并保持设计水面线平稳衔接。渠道坡降的选取主要考虑渠道的输水能力、自流分水水位、渠道的稳定和工程造价等，在满足不冲不淤流速纵坡的前提下尽量选择较陡的纵坡，有利于增加渠道的输水流量，防止淤积，降低工程造价。经综合考虑，渠道纵坡选择为1/1000。
3.2 U形槽预制件的制作
3.2.1制作场地
U形槽的制作采用集中预制，也可以对某一工地进行现场预制。现场预制必须选择一块平整、开阔的场地，最好在施工的农田旁边，交通方便，能就地取水、取电。现场预制能减少预制件的运输环节，减少搬运过程中的损耗，降低工程造价。在团结灌区中低产田改造项目建设工程中就采取了现场预制的办法。
3.2.2 制作工艺
U型构件的预制程序为：备砂石料——→细粒砼拌合——→成型机压制U形槽——→脱模放置凝结——→取垫板洒水养护
混凝土的配合比采用过磅称重控制，用规定容积的水桶加水，用强制式搅拌机拌合为干硬性砼，人工锨倒入模具，通过试验掌握好入料分量，机械强压振动成形，脱模后由压条托住从机上取下，用专用手推车推到养护场待凝，砼终凝后，翻转U型槽取出垫板，定期洒水，常温下养护14天即可出场。
3.2.3 改善U形槽预制件表面光滑度的措施
在实际制作过程中，发现生产出来的U型预制构件表面较为粗糙，有的甚至出现麻面和蜂窝现象。原因是由于构件为一次性振动、强压浇筑成形，构件成形脱模速度快，砼振捣时间短，水泥浆不易均匀地振捣流到构件表面造成构件表面较粗糙。为了解决这一问题，在构件脱模后马上用软质毛刷对U形槽内表面来回扫抹几遍，如有蜂洞出现可以用刷子沾少量水泥油抹光。采用这一措施后，U形槽预制件表面粗糙的问题基本上得到了解决。
3.3 U形槽渠道的施工技术
U形槽渠道渠道施工工序为：确定渠道中线——清基——测量样——基槽开挖——M7.5水泥砂浆垫层——安装U型槽预制件——回填砂土——C20预制混凝土块压顶——砂浆勾缝——养护——交付使用。
3.3.1 测量放样
采用测量仪器按照设计座标放出渠道中线，每20米定出中桩、开挖边桩并固定，用白灰放出控制边线供开挖时控制，开挖完后放出中线和两边渠顶线。
各渠段开挖衬砌时，必须按各渠段已实际测算的实际比降控制各桩号渠底高程、需要水位、渠顶高程。渠槽砌筑安装时应挂线严格控制渠顶高程使之平顺美观。
3.3.2 渠槽开挖
渠槽开挖采用人工开挖，挖时要严格控制断面尺寸和高程，基槽表面务求平整，尽量避免基槽断面超挖。
3.3.3 断面修整
重新用水准仪测量槽底高程，按设计开挖断面挖修渠底、边坡的余留土方和杂物，回填不足的边坡或渠底，使渠槽平顺，满足安装U型槽预制块要求。
3.3.4 U形槽构件的工地运输
U形槽的工地运输主要采用人工装卸方法，用膠轮架子车直接运到已挖好的施工渠段，轻装轻下。由于U形槽由曲面组成，构件较薄，装卸、运输过程中构件受力不均匀，容易造成构件的断裂和损坏，因此在搬运工程中要特别注意，尽可能减少损耗。
3.3.5 U形槽预制件安装
安装时按照设计高程线间隔20m精确测放“标准块”，并在一侧通过挂线控制渠线顺直。按设计要求在渠底浇筑4～5cm的M7.5砂浆垫层，在砂浆未初凝前安放U型槽预制件，并调整至合适的位置后固定。 在实践中发现由于丘北的中砂价格较贵，达到每立方35～40元，造成渠道的成本提高。为了解决这一问题，采取了回填砂性土代替中砂的办法，由于砂性土无法象砂那样单靠用水冲填密实，需要采用分层夯填的办法，距堤顶最上一层填土在渠道U型槽衬砌完成后，采用人工铁锤夯实。
勾缝、抹面：铺砌后的渠道断面经验收合格后清理干净预制块间的接缝，用1：2的水泥砂浆勾缝，勾缝应用砂浆填满、压平、抹光，保证水泥浆的密实度和平整度。
3.3.4 工程养护
在勾缝抹面完成后，在渠道表面覆盖湿麻袋进行养护，养护过程中应及时洒水，保持砂浆表面处于湿润状态。
4、U形槽渠道的优缺点
4.1 采用U形槽预制件渠道的优点
（1）防渗效果显著：小型混凝土 U形渠道的渠道水利用系数可达0.95—0.96，由于 U形渠道比矩形的混凝土渠道湿周短，流速快，裂缝少，因而输水损失比梯形衬砌渠道小。
（2）水力条件好，流速快；U型渠道下部为半圆曲线，符合水流的自然特性，近似最佳水力端面。由于没有传统梯形断面两坡脚的死角，流速分布较均匀，无涡流、回流现象，湿周短，水力半径大。因而U形断面较梯形、矩形断面流速快，不仅提高了渠道输水能力，而且缩短灌溉周期，增大了水流挟沙能力，有利于引用高含沙水灌溉。渠道不易产生淤积现象。
（3）渠道占地少：混凝土 U形渠道的渠口窄，渠道占地面积仅为梯形渠道的 l/2-l/4，而且流量愈大，相对梯形渠道来说节省的土地愈多。
（4）抗外力性能好：，U形渠道下部的半圆土槽处于稳定状态，受力条件均匀，整体性好，利于工程稳定，其裂缝破坏现象也比梯形渠少。
（5）便于管理：渠道流速增大防止了渠道內泥沙淤积和渠内滋生杂草，使清淤除草以及整修堤岸、补修裂缝等维护渠道的工作量大为减少，运行费用比一般的渠道低。
（6）施工方便，施工周期短，施工受天气的影响较小，可以加快工程进度，不影响农时。
（7）采用U形槽建设的渠道外观新颖、美观。可以起到改善环境，营造景观的目的。
4.2 采用渠道的缺点：
（1）U形槽预制件需要专门的机械和场地制作
（2）采用U形槽预制件渠道的造价较高，和现浇混凝土渠道、浆砌石渠道等相比没有经济优势。
5、结束语
通过在丘北团结灌区中低产田改造项目建设过程推广应用U形槽预制件作为渠道的防渗衬砌形式，实践证明，U形槽渠道虽然一次性投资较大，但渗透损失较小，流速较快，水的利用率较高，渠道占地少，渠道外形美观，而且施工简单易行，工期短，使用寿命长，管理方便，具有较为特出的优点，值得在丘北灌区项目建设中大力推广。
参考文献：
[1]华东水利学院主编.水工设计手册第八卷灌区建筑物.北京：水利电力出版社
[2]GB50288—99，灌溉与排水工程设计规范，北京：中国计划出版社，1999
[3]广州市农业局、华南农业大学资源环境学院.广州市基本农田标准化建设总体规划，
关键词：U形槽；渠道；团结灌区；应用
1、团结水库灌区基本情况
丘北县团结水库位于锦屏镇密纳村民委，属锦屏镇管辖范围，地理位置界于北纬23°55′～24°00′和东经104°07′～104°11′之间。海拔在1450—1510m之间，项目区距丘北县城12公里。属小（一）型水库，总库容为278.1万m3，兴利库容221.06万m3，年供水量为312万m3，水库正常蓄水位1572.22m，死水位1553.4m。设计灌溉面积15000亩，实际灌溉面积4500亩。
2、中低产田改造项目建设内容
项目建设主要包括排灌沟渠长6.429km、水闸等建筑物的重新规划和建设。
渠道防渗衬砌一般采用浆砌石矩形断面、砖砌体矩形断面、现浇混凝土矩形断面、预制混凝土U型槽等形式。
2003年开始，灌区借鉴了发达地区应用U形槽预制件的成功经验，开始在中低产田改造项目建设中推广使用U形槽预制件，主要在流量较小的渠道中应用。取得一定的经验后在灌区全面推广，取得了一定的成效。
下面主要介绍丘北团水库灌区中低产田改造项目建设中应用U形槽预制件进行渠道防渗的具体做法。
3、U形槽混凝土预制件在中低产田改造项目建设中的应用
3.1 U形槽渠道的设计
3.1.1 U形槽预制件设计
U形槽预制件的设计主要参考厂家提供的定型模具尺寸，下部为半园曲面，上部为与地面垂线倾角为14度的平面，与半园连接成斜壁。构件分为整体式，整体式规格根据构件下部半园弧形断面的直径分为UD40、UD50、UD60三种。为了减少预制时由于规格太多的不便，团结灌区中低产田改造项目建设中主要采用UD60规格。
3.1.2 U形槽渠道设计
团结灌区中低产田改造项目建设的渠系布置是在原有渠道基础上的更新和改造，不同于新建的工程，因此，应在原有的工程基础上进行优化设计，以尽量减少土方挖填工程量为原则，并保持设计水面线平稳衔接。渠道坡降的选取主要考虑渠道的输水能力、自流分水水位、渠道的稳定和工程造价等，在满足不冲不淤流速纵坡的前提下尽量选择较陡的纵坡，有利于增加渠道的输水流量，防止淤积，降低工程造价。经综合考虑，渠道纵坡选择为1/1000。
3.2 U形槽预制件的制作
3.2.1制作场地
U形槽的制作采用集中预制，也可以对某一工地进行现场预制。现场预制必须选择一块平整、开阔的场地，最好在施工的农田旁边，交通方便，能就地取水、取电。现场预制能减少预制件的运输环节，减少搬运过程中的损耗，降低工程造价。在团结灌区中低产田改造项目建设工程中就采取了现场预制的办法。
3.2.2 制作工艺
U型构件的预制程序为：备砂石料——→细粒砼拌合——→成型机压制U形槽——→脱模放置凝结——→取垫板洒水养护
混凝土的配合比采用过磅称重控制，用规定容积的水桶加水，用强制式搅拌机拌合为干硬性砼，人工锨倒入模具，通过试验掌握好入料分量，机械强压振动成形，脱模后由压条托住从机上取下，用专用手推车推到养护场待凝，砼终凝后，翻转U型槽取出垫板，定期洒水，常温下养护14天即可出场。
3.2.3 改善U形槽预制件表面光滑度的措施
在实际制作过程中，发现生产出来的U型预制构件表面较为粗糙，有的甚至出现麻面和蜂窝现象。原因是由于构件为一次性振动、强压浇筑成形，构件成形脱模速度快，砼振捣时间短，水泥浆不易均匀地振捣流到构件表面造成构件表面较粗糙。为了解决这一问题，在构件脱模后马上用软质毛刷对U形槽内表面来回扫抹几遍，如有蜂洞出现可以用刷子沾少量水泥油抹光。采用这一措施后，U形槽预制件表面粗糙的问题基本上得到了解决。
3.3 U形槽渠道的施工技术
U形槽渠道渠道施工工序为：确定渠道中线——清基——测量样——基槽开挖——M7.5水泥砂浆垫层——安装U型槽预制件——回填砂土——C20预制混凝土块压顶——砂浆勾缝——养护——交付使用。
3.3.1 测量放样
采用测量仪器按照设计座标放出渠道中线，每20米定出中桩、开挖边桩并固定，用白灰放出控制边线供开挖时控制，开挖完后放出中线和两边渠顶线。
各渠段开挖衬砌时，必须按各渠段已实际测算的实际比降控制各桩号渠底高程、需要水位、渠顶高程。渠槽砌筑安装时应挂线严格控制渠顶高程使之平顺美观。
3.3.2 渠槽开挖
渠槽开挖采用人工开挖，挖时要严格控制断面尺寸和高程，基槽表面务求平整，尽量避免基槽断面超挖。
3.3.3 断面修整
重新用水准仪测量槽底高程，按设计开挖断面挖修渠底、边坡的余留土方和杂物，回填不足的边坡或渠底，使渠槽平顺，满足安装U型槽预制块要求。
3.3.4 U形槽构件的工地运输
U形槽的工地运输主要采用人工装卸方法，用膠轮架子车直接运到已挖好的施工渠段，轻装轻下。由于U形槽由曲面组成，构件较薄，装卸、运输过程中构件受力不均匀，容易造成构件的断裂和损坏，因此在搬运工程中要特别注意，尽可能减少损耗。
3.3.5 U形槽预制件安装
安装时按照设计高程线间隔20m精确测放“标准块”，并在一侧通过挂线控制渠线顺直。按设计要求在渠底浇筑4～5cm的M7.5砂浆垫层，在砂浆未初凝前安放U型槽预制件，并调整至合适的位置后固定。 在实践中发现由于丘北的中砂价格较贵，达到每立方35～40元，造成渠道的成本提高。为了解决这一问题，采取了回填砂性土代替中砂的办法，由于砂性土无法象砂那样单靠用水冲填密实，需要采用分层夯填的办法，距堤顶最上一层填土在渠道U型槽衬砌完成后，采用人工铁锤夯实。
勾缝、抹面：铺砌后的渠道断面经验收合格后清理干净预制块间的接缝，用1：2的水泥砂浆勾缝，勾缝应用砂浆填满、压平、抹光，保证水泥浆的密实度和平整度。
3.3.4 工程养护
在勾缝抹面完成后，在渠道表面覆盖湿麻袋进行养护，养护过程中应及时洒水，保持砂浆表面处于湿润状态。
4、U形槽渠道的优缺点
4.1 采用U形槽预制件渠道的优点
（1）防渗效果显著：小型混凝土 U形渠道的渠道水利用系数可达0.95—0.96，由于 U形渠道比矩形的混凝土渠道湿周短，流速快，裂缝少，因而输水损失比梯形衬砌渠道小。
（2）水力条件好，流速快；U型渠道下部为半圆曲线，符合水流的自然特性，近似最佳水力端面。由于没有传统梯形断面两坡脚的死角，流速分布较均匀，无涡流、回流现象，湿周短，水力半径大。因而U形断面较梯形、矩形断面流速快，不仅提高了渠道输水能力，而且缩短灌溉周期，增大了水流挟沙能力，有利于引用高含沙水灌溉。渠道不易产生淤积现象。
（3）渠道占地少：混凝土 U形渠道的渠口窄，渠道占地面积仅为梯形渠道的 l/2-l/4，而且流量愈大，相对梯形渠道来说节省的土地愈多。
（4）抗外力性能好：，U形渠道下部的半圆土槽处于稳定状态，受力条件均匀，整体性好，利于工程稳定，其裂缝破坏现象也比梯形渠少。
（5）便于管理：渠道流速增大防止了渠道內泥沙淤积和渠内滋生杂草，使清淤除草以及整修堤岸、补修裂缝等维护渠道的工作量大为减少，运行费用比一般的渠道低。
（6）施工方便，施工周期短，施工受天气的影响较小，可以加快工程进度，不影响农时。
（7）采用U形槽建设的渠道外观新颖、美观。可以起到改善环境，营造景观的目的。
4.2 采用渠道的缺点：
（1）U形槽预制件需要专门的机械和场地制作
（2）采用U形槽预制件渠道的造价较高，和现浇混凝土渠道、浆砌石渠道等相比没有经济优势。
5、结束语
通过在丘北团结灌区中低产田改造项目建设过程推广应用U形槽预制件作为渠道的防渗衬砌形式，实践证明，U形槽渠道虽然一次性投资较大，但渗透损失较小，流速较快，水的利用率较高，渠道占地少，渠道外形美观，而且施工简单易行，工期短，使用寿命长，管理方便，具有较为特出的优点，值得在丘北灌区项目建设中大力推广。
参考文献：
[1]华东水利学院主编.水工设计手册第八卷灌区建筑物.北京：水利电力出版社
[2]GB50288—99，灌溉与排水工程设计规范，北京：中国计划出版社，1999
[3]广州市农业局、华南农业大学资源环境学院.广州市基本农田标准化建设总体规划，