有关水利渠道及渠系施工的阐述

【摘要】渠道及渠系施工是节水灌溉工程中的重要环节，必须认真分析其所存在问题，采取各种不同措施来完善渠道及渠系施工，本文主要论述渠道开挖及相关施工技术，以供参考。 
【关键词】开挖渠道；填筑渠堤；渠道衬护 
　　一、机械开挖渠道 
　　当渠道断面尺寸较大、工程量较多时，可采用机械开挖渠道。 
　　1. 推土机开挖渠道 
　　采用推土机开挖渠道，其深度一般不宜超过1.5～2.0m，填筑渠堤高度不宜超过2～3m，其边坡不宜陡于1∶2，见图3。在渠道施工中，推土机还可以平整渠底，清除植土层，修整边坡，压实渠堤等。 
　　2.铲运机开挖渠道 
　　半挖半填渠道或全挖方渠道就近弃土时，采用铲运机开挖最为有利。需要在纵向调配方的渠道，如运距不远，也可用铲运机开挖。采用铲运机工作时，应本着挖近填远，挖远填近的原则施工，即铲土时先从填土区最近的一端开始，先近后远；填土则从铲土区最远的一端开始，先远后近，依次进行。这样不仅创造了下坡铲土的有利条件，还可以在填土区内保持一定长度的自然地面，以便铲运机能高速行驶。 
　　二、人工填筑渠堤 
　　铺土前应先行清基，并将基面略加平整，然后进行刨毛，铺土厚度一般为20～30cm，并应铺平铺匀。每层铺土宽度应略大于设计宽度，以免削坡后断面不足。堤顶应作成坡度为2%～5%的坡面，以利排水。填筑高度应考虑沉陷，一般可预加5%的沉陷量。筑堤用的土料，以黏土略含砂质为宜。如果用几种土料，应将透水性小的填在迎水坡，透水性大的填在背水坡。土料中不得掺有杂质，并应保持一定的含水量，以利压实。填方渠道的取土坑与堤脚应保持一定距离，挖土深度不宜超过2m，且中间应留有土埂。取土宜先远后近，并留有斜坡道以便运土。半填半挖渠道应尽量利用挖方筑堤。 
　　三、渠道防渗衬护 
　　渠道衬护是灌溉渠道施工的重要组成部分，可以提高灌溉水有效利用系数，扩大灌溉面积，防治农田次生盐渍化。渠道衬护的类型有：灰土、砌石、混凝土、沥青材料及塑料薄膜等。在选择衬护类型时，应考虑以下原则：防渗效果好，因地制宜，就地取材，施工简易，能提高渠道输水能力和抗冲能力，减小渠道断面尺寸，造价低廉，有一定的耐久性，便于管理养护，维修费用低等。 
　　（一）灰土衬砌 
　　灰土是由石灰和土料按1∶2～1∶6 （重量比）混合而成。灰土衬护渠道，防渗效果较好，造价较低。南方地区衬砌厚度在多缝的岩石渠道上为15～20cm，在土渠上多为25～30cm；北方地区多用厚度为20～40cm 衬砌，并根据冰冻情况，加设30～50cm的砌石保护层。灰土施工时，先将过筛后的细土料与生石灰干拌均匀，再加水拌和后堆置一段时间，使石灰充分熟化，并待稍干后，即可分层夯实，并注意拍打坡面消除裂缝。灰土夯实完毕后应养护一段时间，待干后再行通水。 
　　（二）砌石衬护 
　　1. 干砌卵石衬砌 
　　卵石可就地取材，造价低廉，砌筑技术比较简单，容易养护，因此卵石砌筑施工可应用于砂质土壤或砂砾地带的渠道抗冲和一般小型水利工程的防冲，其施工工艺如下： 
　　（1）清基与垫层：1）清基，渠道砌筑前，需将基土内的杂质和局部软基清除干净；2）垫层，在卵石下铺设垫层可防止水流对基土的淘刷。基土若为一般土壤时，需自下而上铺粗砂及砾石厚15cm 各一层。若基础为砂砾石时，则只铺一层厚15cm 砾石即可。 
　　（2）砌筑：在渠道砌筑中一般先砌渠底，后砌渠坡，以确保渠底衬砌质量，便于底坡衔接，方便石料运输及减少施工干扰。推土机开挖渠道选料与砌筑要求：①选料尽量选用外形稍带扁平而且大小均匀的卵石或椭圆形、块状的卵石，圆球形的卵石不能使用；三角石或其扁长不合规格的卵石仅用于水上部分。②砌筑要求采用立砌法砌筑，砌缝要紧密、不易松动；每行卵石力求长短厚薄相近，相邻各行也应力求大体均匀，卵石的小头朝外，大头朝里，砌成整齐的梅花形，六角靠紧，只准有三角缝，不得有“四角缝”和“鸡抱蛋”（即中间一块大石，四周一圈小石）。 
　　（3）砌底：砌筑渠底时，从下游向上游将卵石较宽面垂直水流方向，逐排紧挨地立砌。同排每块卵石应略向下游倾斜，要求底面铺设平整，且最好每隔10～15m 浆砌一道卵石截墙。截墙宽约40～50cm，深约60～80cm，以增加铺底的整体稳定。 
　　（4）砌坡：干砌卵石衬砌渠道的边坡是最容易受到损坏的部位，必须严格掌握砌筑原则，即坡面整齐、石头紧密、互相错缝。砌筑时，采用立砌的方式，从坡脚石（基脚第一层石头）开始，先砌大石，逐渐往上砌小石。坡面要挂坡线，按坡线自下而上分层砌筑。 
　　（5）灌缝和卡缝：铺砌卵石时应进行灌缝和卡缝以增强密实性。灌缝即是用小石子将较大的砌缝塞紧，缝灌一半深度即可，但要求落实，不能架在中间。卡缝即是在灌缝后，将小石片用木榔头或石块轻轻砸入缝隙中。 
　　（6）养护：渠道使用前须经过适当的养护，即先将砌体普遍扬铺一层砂砾，然后放少量的水进行放淤，一边放水，一边投放砂砾和碎土，直至石缝被泥砂填实为止。 
　　2.浆砌卵石衬护 
　　适用于砂砾石地区坡度大，渗漏强的渠具有较高的抗磨能力和抗冻性。施工时应先按设计要求铺设垫层，然后再砌卵石。浆砌的卵石要立砌，并砌紧、砌平、错缝，坐落在垫层上。为了防止砌面被局部冲毁而扩大，每隔10～20m 距离用较大的卵石砌一道隔墙。渠坡隔墙可砌成平直形。渠底隔墙可砌成拱形，其拱顶迎向水流方向，以加强抗冲能力。隔墙深度可根据渠道可能冲刷深度确定。渠底卵石的砌缝最好垂直于水流方向，为提高抗冲效果，砌石缝面须用水泥砂浆勾缝。 
　　（三）混凝土衬护 
　　混凝土衬护耐久性强，糙率小，强度高，适应性强，一般能减少90%以上渗漏量，因而使用较为广泛。 
　　渠道混凝土衬砌，有现浇式和预制装配式两种。现浇式混凝土衬砌是在渠道开挖和压实处理以后，先设置排水，铺设垫层，然后再浇筑混凝土。一般先浇筑渠底，后浇筑边坡，按伸缩缝进行分块浇筑。渠底一般采用跳仓法浇筑，渠坡分块浇筑时，先立两侧模板，然后随混凝土的升高，边浇筑边安设表面模板；一般采用混凝土拌和站拌制混凝土，溜槽送混凝土入仓，平板振捣器振捣捣实，每个拌和站控制渠段长度约为150～400m。如渠坡较缓用表面振动器捣实混凝土时，则不安设表面模板。伸缩缝应按设计要求的位置，设缝子板，待混凝土凝固以后拆除，以便灌浇沥青油膏等填缝材料。 
　　装配式混凝土衬砌，是在预制场制作混凝土板，运至现场安装和灌筑填缝材料。预制板的尺寸应与起吊运输设备的能力相适应，人工安装时，一般每块为0.4～0.6m2。装配式衬砌预制板的，施工受气候条件影响较小。但装配式衬砌的接缝较多，防渗、抗冻性能差，适用于中小型渠道。 
　　参考文献 
　　[1]陈柏荣.防汛与抗旱[M].北京：中国水利水电出版社， 2005 
　　[2]信松胜.节水灌溉技术发展现状及趋势[J].食品研究与开发，2010