【摘要】在我國(guó)，農(nóng)田水利的建設(shè)是國(guó)家水利事業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵組成部分，在水利事業(yè)中占比重十分大，同時(shí)也為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了重要的生產(chǎn)支撐。鑒于此，文中首先進(jìn)行了小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的設(shè)計(jì)原則分析，其次進(jìn)行了小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)分析，包括小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的U型槽設(shè)計(jì)、橫斷面尺寸設(shè)計(jì)、渠道斷寬深壁設(shè)計(jì)三個(gè)方面，最后進(jìn)行了小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的施工探究，包括混凝土U型槽的施工流程及要點(diǎn)、現(xiàn)澆砼襯砌施工流程及要點(diǎn)以及漿砌石支砌施工流程及要點(diǎn)，旨在提升農(nóng)田水利灌溉效率。

【關(guān)鍵詞】小型灌區(qū)農(nóng)田；農(nóng)田水利；渠道設(shè)計(jì)

前言：

伴隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向自動(dòng)化靠攏已經(jīng)成為了必然趨勢(shì)。而在生產(chǎn)的過(guò)程中，灌溉就成為農(nóng)作物生長(zhǎng)期間必不可少的環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的開(kāi)展不僅提升了農(nóng)民的生產(chǎn)種植效率，同時(shí)也為我國(guó)整體農(nóng)業(yè)事業(yè)的發(fā)展水平提升奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是在現(xiàn)階段中，在諸多因素的影響下，我國(guó)農(nóng)田水利渠道的建設(shè)質(zhì)量并不理想，其中農(nóng)田水利渠道的設(shè)計(jì)工作質(zhì)量不高是影響工程建設(shè)質(zhì)量的首要問(wèn)題?；诖?，針對(duì)小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)與施工這一課題進(jìn)行深入分析具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

一、小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)原則

在型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于該項(xiàng)工程是一項(xiàng)十分繁雜的項(xiàng)目，在現(xiàn)場(chǎng)施工中，需要綜合多方面的因素進(jìn)行去推進(jìn)施工，才能確保工程竣工后的效益最大化[1]。此時(shí)，為了確保農(nóng)田灌溉功能，應(yīng)該在設(shè)計(jì)工作開(kāi)展的過(guò)程中嚴(yán)格遵守以下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)原則：其一，保障水資源利用的最大化，提升水資源的利用效益，降低水資源的浪費(fèi)，擴(kuò)大水利渠道的灌溉覆蓋面積。其二，在設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮渠道功能的多樣化。在進(jìn)行渠道的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員在確保水利項(xiàng)目滿足農(nóng)田灌溉需求之外，還應(yīng)該將其在生活用水提供、防洪排澇方面的功能考慮進(jìn)去。

二、小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)分析

（一）小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的U型槽設(shè)計(jì)

在小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的U型槽斷面的設(shè)計(jì)工作開(kāi)展過(guò)程中，為了確保工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量，作為設(shè)計(jì)人員，首先應(yīng)該將工程項(xiàng)目渠道中的縱斷面上的渠底部、渠道頂高位置以及這類工程的其他設(shè)計(jì)工作重視起來(lái)。在這一過(guò)程中水利渠道底部的高程計(jì)算方法是利用水位的高程參數(shù)計(jì)算得出工程設(shè)計(jì)水深參數(shù)值，繼而得出渠底的設(shè)計(jì)參數(shù)[2]。與此同時(shí)，渠道的頂部高程參數(shù)計(jì)算方法是利用水位的高程與水位的超高a來(lái)相加得出的。此時(shí)，水位的高程是由地面的高程與灌溉水渠的高程h，再加上各個(gè)層級(jí)渠道的坡度參數(shù)、坡長(zhǎng)度以及水頭的損失之和。另一方面，在進(jìn)行小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的斗渠、支渠和干渠的渠道流量設(shè)計(jì)時(shí)，為了確保渠道流量的設(shè)計(jì)質(zhì)量，應(yīng)將損耗流量及凈流量的相加之和作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，之后在嚴(yán)格按照小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的占地面積以及施工現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的優(yōu)化。

（二）小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的橫斷面尺寸設(shè)計(jì)

在小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道橫斷面的尺寸設(shè)計(jì)過(guò)程中，作為工程的設(shè)計(jì)人員，在具體流量的設(shè)計(jì)期間應(yīng)該嚴(yán)格按照均勻流原理開(kāi)展相應(yīng)的尺寸設(shè)計(jì)工作，此時(shí)需要應(yīng)用下列公式（1）推進(jìn)設(shè)計(jì)工作：

（1）

在公式（1）中，A指代的是渠道過(guò)水?dāng)嗝娴膶?shí)際計(jì)算面積，R指代的是水利渠道中的水力半徑參數(shù)，i指代的是水利渠道的比降參數(shù)。在這類數(shù)值的整理過(guò)程中能夠發(fā)現(xiàn)，在水利渠道工程施工的過(guò)程中，工程造價(jià)的可靠性，與渠道設(shè)計(jì)期間的各類參數(shù)值統(tǒng)計(jì)必然具有很大的聯(lián)系，同時(shí)，該類參數(shù)的設(shè)計(jì)處理，也是節(jié)省工程項(xiàng)目施工成本投入的重要方式[3]。另一方面，在小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道橫斷面的尺寸設(shè)計(jì)期間，公式（1）中各類數(shù)值的設(shè)計(jì)，也會(huì)對(duì)后續(xù)施工設(shè)計(jì)中的邊坡系數(shù)、渠道中渠床的寬度和深度、渠道自身的糙率確定產(chǎn)生重要的影響。

（三）小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的渠道斷寬深壁設(shè)計(jì)

在小型灌區(qū)農(nóng)田水利工程的渠道斷寬深壁設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先需要考量的就是工程在竣工投入使用時(shí)需要滿足的水利最優(yōu)目標(biāo)，在這一背景下，進(jìn)行水利最優(yōu)設(shè)計(jì)時(shí)，就需要保障渠道斷面的寬度和深度之間的比例。在小型灌區(qū)農(nóng)田水利項(xiàng)目類型的工程設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)按照下列公式（2）中的計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)：

β0=2（-m）

在公式（2）中，m指代的是農(nóng)田水利渠道的在垂直方向上的精確投影長(zhǎng)度參數(shù)值，該項(xiàng)參數(shù)值的確定，能夠快速確定出相應(yīng)的渠道邊坡系數(shù)的同時(shí)，由此可見(jiàn)其是渠道邊坡系數(shù)的決定性因素。另一方面，農(nóng)田水利渠道的在垂直方向上的精確投影長(zhǎng)度參數(shù)值的確定，與邊坡系數(shù)之間主要呈現(xiàn)反比例關(guān)系，那么為了保障農(nóng)田水利渠床的穩(wěn)定性，作為設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該提前確定出精確的流數(shù)參數(shù)Vd，其應(yīng)滿足如下的要求：

VCS>Vd>Vcd

在上述要求中，VCS指代的是計(jì)算中的不淤流速，而Vcd指代的則是計(jì)算過(guò)程中的不沖流速。

三、小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的施工探究

（一）混凝土U型槽的施工流程及要點(diǎn)

在進(jìn)行混凝土U型槽的施工時(shí)，應(yīng)按照：①U型槽預(yù)制質(zhì)量控制→②渠道放樣控制→③溝渠開(kāi)挖控制→④U型槽安裝技術(shù)→⑤回填土施工技術(shù)→⑥現(xiàn)澆混凝土壓頂技術(shù)。

在這一施工流程中，①中的施工要點(diǎn)在于機(jī)械設(shè)備與材料方面著手，選用最合適的施工材料，并做好U型槽的養(yǎng)護(hù)工作。②中的施工要點(diǎn)需要在于各個(gè)放樣點(diǎn)中進(jìn)行嚴(yán)格的參數(shù)比對(duì)，將參數(shù)控制在允許偏差之內(nèi)，對(duì)于渠道底部開(kāi)挖的深度要更加關(guān)注。③中的施工要點(diǎn)在于嚴(yán)格控制放樣的結(jié)果，選擇合適的渠段土方開(kāi)挖工作。④中的施工要點(diǎn)在于U型槽的安裝技術(shù)應(yīng)用，在后期的勾縫作業(yè)中，應(yīng)該采用1：2.5的水泥砂漿進(jìn)行涂刷。⑤中的施工要點(diǎn)在于禁止將含有大石塊的樹(shù)根或雜草土壤參雜到回填土中。⑥中的施工要點(diǎn)在于提升U型槽的穩(wěn)定性。

（二）現(xiàn)澆砼襯砌施工流程及要點(diǎn)

在進(jìn)行現(xiàn)澆砼襯砌施工時(shí)，應(yīng)該按照以下施工流程進(jìn)行施工：①做好施工前準(zhǔn)備→②進(jìn)行土方工程的施工→③做好相應(yīng)的材料質(zhì)量控制工作→④砼澆筑施工。

在施工流程①中，施工人員需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的組織設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行工程使用相關(guān)的用電、水、機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)備工作，同時(shí)做好相應(yīng)的臨時(shí)性、永久性排水設(shè)施。在流程②中，進(jìn)行襯砌渠道施工時(shí)，由于多數(shù)的施工任務(wù)都是新筑填方渠道，那么渠道及土方的放樣和后天工作就需要重點(diǎn)開(kāi)展。具體而言，首先需要在土方施工前完成渠道的放樣工作，利用經(jīng)緯儀將渠道中心的控制線確定出來(lái)，將中心樁在直線段距離50m設(shè)置一個(gè)，在彎道處距離5m設(shè)置一個(gè)中心樁。其次，在土方回填的過(guò)程中，清理干凈渠床，設(shè)計(jì)渠道的坡度及夯實(shí)度。在渠道的回填土質(zhì)選擇時(shí)，需要選用能夠確保土壤含水率達(dá)標(biāo)的方案。在流程③中，應(yīng)該使用水泥、碎石、外加劑，水泥一般為325、425號(hào)。碎沙石需要具有耐久性佳、質(zhì)地堅(jiān)硬的特點(diǎn)。外加劑應(yīng)該選用M型減水劑、PC-2型引氣劑，旨在優(yōu)化農(nóng)田水利渠道的抗?jié)B和抗凍能力。在流程③中，應(yīng)該在施工之前設(shè)計(jì)模板制作并安裝完成，將誤差控制在10mm以內(nèi)。在澆筑砼中，需要先潤(rùn)濕渠床，降低澆筑砼水分蒸發(fā)的速度。當(dāng)模板拆除之后，一定要確保砼具有相應(yīng)的強(qiáng)度，做好養(yǎng)護(hù)工作。

（三）漿砌石支砌施工流程及要點(diǎn)

在漿砌石支砌施工過(guò)程中，應(yīng)該按照以下施工流程進(jìn)行施工：①土方開(kāi)挖→②漿砌石施工。

在施工流程①中，需要確保整個(gè)開(kāi)挖過(guò)程與邊坡施工標(biāo)準(zhǔn)相符合，按照施工現(xiàn)場(chǎng)的區(qū)域地質(zhì)狀況去選用更為適宜的支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括打樁、支擋板等，借以降低塌方事故發(fā)生。在此期間，還應(yīng)該做好相應(yīng)的施工檢測(cè)工作，有效矯正開(kāi)挖平均標(biāo)高和尺寸設(shè)置中存在的問(wèn)題。在施工流程②中，首先需要做好石料的選擇，選用堅(jiān)實(shí)、沒(méi)有裂紋或風(fēng)化剝落層痕跡的石料，清潔好石料表面。其次，在正式砌筑之前，需要先在基礎(chǔ)面之上鋪設(shè)一層厚度在3-5cm之間的稠砂漿。正式砌筑之時(shí)，潤(rùn)濕石料提升其粘結(jié)性，運(yùn)用坐漿法進(jìn)行分層砌筑，施工推進(jìn)順序?yàn)榻鞘?面石-腹石。在具體的填筑施工開(kāi)始之前，需要將座漿鋪設(shè)完成，用灰漿將石料之間的縫隙填滿至30%-50%，再使用錘子將石片敲擊到灰縫之中。

總結(jié)：

綜上所述，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，水利渠道具有十分重要的作用。在我國(guó)內(nèi)，小型的灌區(qū)數(shù)量十分多，為了有效確保農(nóng)業(yè)的正常發(fā)展，提升對(duì)于小型灌區(qū)農(nóng)田水利渠道的設(shè)計(jì)工作重視程度已經(jīng)迫不及待。在這一基礎(chǔ)上，作為工程的設(shè)計(jì)熱源，一定要提升自身的設(shè)計(jì)水平，才能為后期的施工提供有效的保障，最終提升農(nóng)田水利事業(yè)的設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量。

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