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[摘 要]随着国家不断加大对水利工程的建设投入力度，我国的水利工程得以快速发展。在水利工程中混凝土U形渠道是目前公认的具有防渗效果好，输水能力强，抗冻胀，节省渠道占地等优点的一种节水灌溉设施，本文结合笔者多年来的施工经验，重点分析了U型渠道混凝土衬砌施工技术，以供同行参考与借鉴。
[关键词]U型渠道；现浇混凝土；衬砌；施工技术
中图分类号：TV93 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0144-01
1 引言
混凝土U形渠道属于一种反拱结构，主要特点包括良好的防渗效果以及输水能力，可以有效的抗冻胀，并且不容易遭到损坏，能够节省渠道的占地等，是一种良好的节水灌溉设施。采用U型断面现浇混凝土衬砌可以确保渠道具有较好的过流能力以及适当的流速，可以充分发挥出水力的最优断面，该技术在施工过程中操作简单，防渗功能较好。为了提高该施工技术防渗的耐久性，施工过程中不仅要确保设计的合理性，还应该提高施工水平，严格监督和管理混凝土本身的质量、配合比的确定以及混凝土施工的一些列工艺技术等，以此来提高施工质量和经济效益。
2 U型渠道现浇混凝土衬砌渠道施工技术
2.1 施工准备工作
在正式开始渠道混凝土衬砌的施工之前，需要做好完善的施工组织设计工作。对各个施工场地进行合理布置，针对施工中的用电、用水等情况，做好施工前的准备工作，并完成施工道路的敷设和清理工作，检测施工过程中要用到的各种机械设备，如果在试运行机械设备的时候发现不满足施工要求的，应该及时进行更换或者调整。此外为了确保衬砌渠床的施工质量符合设计要求，还要做好各种排水设施。U型渠道混凝土衬砌施工技术的具体流程为：施工准备→控制测量放样→土方回填→渠槽土方开挖→人工修土模→渠道混凝土浇筑→人工收面压光→伸缩缝处理→养护→建筑物施工→渠堤整修。
2.2 土方工程的具体施工过程
2.2.1 渠道控制的测量以及放样工作
在正式开始土方工程的施工之前，应该严格控制渠道放样。首先，可以通过使用经纬仪来找到中线控制线的实际位置。并且在中心控制线的直线段上每隔50m的位置设置一个中心桩，转弯位置处每隔5m设置一个，要求将误差控制在1/1000的范围内，并将测角误差严格控制在30″的范围内。其次，按照四等水准提出的要求，应该对高程进行严格的控制，将闭合精度有效的保持在20mm以内。并且每隔200 m的距离预留一个高程控制点。第三，基于中心控制线以及临时高程控制点的情况，做好渠口线放样施工操作。
2.2.2 土方回填工作
由于衬砌渠道一般都是新筑填方渠道，通常土质都会比较疏松，在正式展开衬砌施工之前需要根据密实度的大小做好夯实工作。然后在开始土方回填施工时需要根据下述几个要求进行：首先要将渠床内残留的各种杂物进行彻底清除；其次要将土壤的含水率严格控制在合理的范围内；第三是在夯实的过程中采用蛙夯以及立夯的施工措施，条件允许的情况下可以利用小型压路机完成压实施工；最后在回填夯实的时候可以采用分层夯实施工措施，并将每一层夯实的厚度严格保持在20？cm～25cm的范围内，夯实次数最少三遍，避免出现漏夯等施工问题，夯实工作完成之后的干密度应该达到1.6t/m3以上。
2.2.3 渠槽土方的开挖过程
在对U型渠道土方进行开挖时可以利用小型挖掘机展开施工，特殊位置可以通过人工的方式完成开挖。在结束主渠道的开挖工作之后才可以针对U型渠道进行开挖。
2.2.4 人工修土模工作
为了防止出现表面干燥的情况，在混凝土浇筑之前的一天应该完成渠道的削坡作用。在进行削坡的过程中应该保持表面的平整，精削时可以采用人工挂线的措施，有效的将渠底的平整度误差保持在±0.5 cm的范围内。在对U型断面进行开挖的过程要求每隔5-10m的距离放置一个断面土模模具，做好两个断面之间土模的修正工作，保证混凝土厚度满足相关的施工要求。
2.3 渠道现浇混凝土施工过程
2.3.1 原材料的准备
根据相关规定，渠道混凝土所选择的材料应该具有一定的抗冻防渗功能，该工程将水泥确定为社会牌425普通硅酸盐水泥，砂料要求为中砂，可以选择河砂或者人工砂，确保砂料的质地坚硬，并具有良好的耐久性，要求将细度模数保持在2.2～3.0之间，含泥量不得超出3%，含水率控制在4%以内。石料的粒径大小控制在1 cm～3 cm范围内，级配相对较好，超径含量没有超出15%，逊径和针片状等的含量也控制在了10%以内，根据当地条件，该工程主要选择了渭河卵石作为主要的施工材料。
2.3.2 合理确定混凝土的配合比
要求现浇混凝土的实际配合比具有防渗、抗冻等特点，强度等级合理。水灰比控制在0.6以内，坍落度保持在1 cm～3 cm之间。如果是在低温季节或者是在渠床面相对比较湿润的情况下进行浇筑，应该适当降低坍落度，相反则应该适当增加坍落度。要求混凝土的各项指标分别确定为：强度等级C15、抗冻F50、防渗P4。要求将每立方米混凝土所使用的水泥、水、砂子以及石子的重量分别确定为298 kg、179 kg、690 kg、1 230 kg，并分别表示为C、W、S、G；如果水泥重量为1，那么C、W、S、G的比值为1∶0.6∶2.31∶4.13。
2.3.3 现浇混凝土的衬砌施工
对渠道土模进行验收，满足施工要求之后才可以开始浇筑混凝土。由于人工浇筑难度较大，施工进度较慢，施工质量较差，所以最终选择了配套的QD-30-40型气动切缝U型衬砌机展开混凝土的衬砌施工，该设备的主要构成包括导向模、多级振动器、料斗、两台柴油机、牵引机构、成型振动模以及变速卷杨机等。它可以完成混凝土的一次浇筑成形工作，能够连续工作，施工质量良好，表面平整度较高，粗糙率不会超出0.015。 2.4 混凝土渠道后续施工处理工艺
2.4.1 渠道混凝土表层压光收面
在完成U型衬砌机之后，需要进一步对已经完成衬砌的渠道表面进行压光收面，在这一施工操作中可以利用人工的方式进行，要求收面的次数保证在3次以上，确保混凝土的表面能够保持光滑，没有石子外漏等不良问题。如果发现局部位置上出现蜂窝麻面等问题，在解决的时候可以拌和高标号的砂浆完成裹浆操作，先用木模捣均匀，然后利用钢模完成压光处理操作。
2.4.2 渠道伸缩缝处理
在对渠道伸缩缝进行处理的过程中，需要彻底清理伸缩缝，选择M7.5水泥砂浆进行铺底，之后在缝内填筑聚氯乙烯胶泥条，适当烘烤之后进行压实，最后再在表面选择M10水泥砂浆进行封口。
2.4.3 养护操作
为了确保混凝土的质量满足施工要求还需要做好养护工作，在养护的过程中应该安排专门人员进行监督记录。如果气温在正常范围内，在完成混凝土浇筑之后的6-18小时内就可以开始养护，在表面通过覆盖湿草帘等方式确保混凝土表面可以时刻保持湿润，要求养护时间在28天以上。
2.4.4 建筑物施工过程
渠道建筑物需要和渠道衬砌进行同步交叉施工。
2.4.5 渠堤的整修工作
在渠道的整个施工过程中，渠堤的修正工作作为最后一道工序，一定要采用人工的方式进行整修，确保渠堤的美观大方。要求渠堤的内口线以及外边线等保持平直，保持外坡坡比的一致性。
3 结语
在进行节水灌溉工程的建设过程中，U型混凝土渠道的一大特点就是能够有效的防渗，目前所采用的施工技术也比较成熟先进，在灌溉区域内已经得到了较为广泛的应用。为了提高施工水平，确保施工质量，就应该严格控制施工程序，进行规范管理。U型混凝土渠道的应用有效的节约了社会用水，具有重要的参考意义。
参考文献
[1] 温彩霞.弧形坡脚梯形渠道混凝土衬砌技术[J].山西水利科技，2012，（02）.
[2] 徐庆河，诸葛梅君.南水北调中线总干渠衬砌施工关键技术[J].人民黄河，2010，（07）.
作者简介
时明丽，女，工程师，主要研究方向水利工程类，工作单位菏泽市洙赵新河流域工程管理处。
[关键词]U型渠道；现浇混凝土；衬砌；施工技术
中图分类号：TV93 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0144-01
1 引言
混凝土U形渠道属于一种反拱结构，主要特点包括良好的防渗效果以及输水能力，可以有效的抗冻胀，并且不容易遭到损坏，能够节省渠道的占地等，是一种良好的节水灌溉设施。采用U型断面现浇混凝土衬砌可以确保渠道具有较好的过流能力以及适当的流速，可以充分发挥出水力的最优断面，该技术在施工过程中操作简单，防渗功能较好。为了提高该施工技术防渗的耐久性，施工过程中不仅要确保设计的合理性，还应该提高施工水平，严格监督和管理混凝土本身的质量、配合比的确定以及混凝土施工的一些列工艺技术等，以此来提高施工质量和经济效益。
2 U型渠道现浇混凝土衬砌渠道施工技术
2.1 施工准备工作
在正式开始渠道混凝土衬砌的施工之前，需要做好完善的施工组织设计工作。对各个施工场地进行合理布置，针对施工中的用电、用水等情况，做好施工前的准备工作，并完成施工道路的敷设和清理工作，检测施工过程中要用到的各种机械设备，如果在试运行机械设备的时候发现不满足施工要求的，应该及时进行更换或者调整。此外为了确保衬砌渠床的施工质量符合设计要求，还要做好各种排水设施。U型渠道混凝土衬砌施工技术的具体流程为：施工准备→控制测量放样→土方回填→渠槽土方开挖→人工修土模→渠道混凝土浇筑→人工收面压光→伸缩缝处理→养护→建筑物施工→渠堤整修。
2.2 土方工程的具体施工过程
2.2.1 渠道控制的测量以及放样工作
在正式开始土方工程的施工之前，应该严格控制渠道放样。首先，可以通过使用经纬仪来找到中线控制线的实际位置。并且在中心控制线的直线段上每隔50m的位置设置一个中心桩，转弯位置处每隔5m设置一个，要求将误差控制在1/1000的范围内，并将测角误差严格控制在30″的范围内。其次，按照四等水准提出的要求，应该对高程进行严格的控制，将闭合精度有效的保持在20mm以内。并且每隔200 m的距离预留一个高程控制点。第三，基于中心控制线以及临时高程控制点的情况，做好渠口线放样施工操作。
2.2.2 土方回填工作
由于衬砌渠道一般都是新筑填方渠道，通常土质都会比较疏松，在正式展开衬砌施工之前需要根据密实度的大小做好夯实工作。然后在开始土方回填施工时需要根据下述几个要求进行：首先要将渠床内残留的各种杂物进行彻底清除；其次要将土壤的含水率严格控制在合理的范围内；第三是在夯实的过程中采用蛙夯以及立夯的施工措施，条件允许的情况下可以利用小型压路机完成压实施工；最后在回填夯实的时候可以采用分层夯实施工措施，并将每一层夯实的厚度严格保持在20？cm～25cm的范围内，夯实次数最少三遍，避免出现漏夯等施工问题，夯实工作完成之后的干密度应该达到1.6t/m3以上。
2.2.3 渠槽土方的开挖过程
在对U型渠道土方进行开挖时可以利用小型挖掘机展开施工，特殊位置可以通过人工的方式完成开挖。在结束主渠道的开挖工作之后才可以针对U型渠道进行开挖。
2.2.4 人工修土模工作
为了防止出现表面干燥的情况，在混凝土浇筑之前的一天应该完成渠道的削坡作用。在进行削坡的过程中应该保持表面的平整，精削时可以采用人工挂线的措施，有效的将渠底的平整度误差保持在±0.5 cm的范围内。在对U型断面进行开挖的过程要求每隔5-10m的距离放置一个断面土模模具，做好两个断面之间土模的修正工作，保证混凝土厚度满足相关的施工要求。
2.3 渠道现浇混凝土施工过程
2.3.1 原材料的准备
根据相关规定，渠道混凝土所选择的材料应该具有一定的抗冻防渗功能，该工程将水泥确定为社会牌425普通硅酸盐水泥，砂料要求为中砂，可以选择河砂或者人工砂，确保砂料的质地坚硬，并具有良好的耐久性，要求将细度模数保持在2.2～3.0之间，含泥量不得超出3%，含水率控制在4%以内。石料的粒径大小控制在1 cm～3 cm范围内，级配相对较好，超径含量没有超出15%，逊径和针片状等的含量也控制在了10%以内，根据当地条件，该工程主要选择了渭河卵石作为主要的施工材料。
2.3.2 合理确定混凝土的配合比
要求现浇混凝土的实际配合比具有防渗、抗冻等特点，强度等级合理。水灰比控制在0.6以内，坍落度保持在1 cm～3 cm之间。如果是在低温季节或者是在渠床面相对比较湿润的情况下进行浇筑，应该适当降低坍落度，相反则应该适当增加坍落度。要求混凝土的各项指标分别确定为：强度等级C15、抗冻F50、防渗P4。要求将每立方米混凝土所使用的水泥、水、砂子以及石子的重量分别确定为298 kg、179 kg、690 kg、1 230 kg，并分别表示为C、W、S、G；如果水泥重量为1，那么C、W、S、G的比值为1∶0.6∶2.31∶4.13。
2.3.3 现浇混凝土的衬砌施工
对渠道土模进行验收，满足施工要求之后才可以开始浇筑混凝土。由于人工浇筑难度较大，施工进度较慢，施工质量较差，所以最终选择了配套的QD-30-40型气动切缝U型衬砌机展开混凝土的衬砌施工，该设备的主要构成包括导向模、多级振动器、料斗、两台柴油机、牵引机构、成型振动模以及变速卷杨机等。它可以完成混凝土的一次浇筑成形工作，能够连续工作，施工质量良好，表面平整度较高，粗糙率不会超出0.015。 2.4 混凝土渠道后续施工处理工艺
2.4.1 渠道混凝土表层压光收面
在完成U型衬砌机之后，需要进一步对已经完成衬砌的渠道表面进行压光收面，在这一施工操作中可以利用人工的方式进行，要求收面的次数保证在3次以上，确保混凝土的表面能够保持光滑，没有石子外漏等不良问题。如果发现局部位置上出现蜂窝麻面等问题，在解决的时候可以拌和高标号的砂浆完成裹浆操作，先用木模捣均匀，然后利用钢模完成压光处理操作。
2.4.2 渠道伸缩缝处理
在对渠道伸缩缝进行处理的过程中，需要彻底清理伸缩缝，选择M7.5水泥砂浆进行铺底，之后在缝内填筑聚氯乙烯胶泥条，适当烘烤之后进行压实，最后再在表面选择M10水泥砂浆进行封口。
2.4.3 养护操作
为了确保混凝土的质量满足施工要求还需要做好养护工作，在养护的过程中应该安排专门人员进行监督记录。如果气温在正常范围内，在完成混凝土浇筑之后的6-18小时内就可以开始养护，在表面通过覆盖湿草帘等方式确保混凝土表面可以时刻保持湿润，要求养护时间在28天以上。
2.4.4 建筑物施工过程
渠道建筑物需要和渠道衬砌进行同步交叉施工。
2.4.5 渠堤的整修工作
在渠道的整个施工过程中，渠堤的修正工作作为最后一道工序，一定要采用人工的方式进行整修，确保渠堤的美观大方。要求渠堤的内口线以及外边线等保持平直，保持外坡坡比的一致性。
3 结语
在进行节水灌溉工程的建设过程中，U型混凝土渠道的一大特点就是能够有效的防渗，目前所采用的施工技术也比较成熟先进，在灌溉区域内已经得到了较为广泛的应用。为了提高施工水平，确保施工质量，就应该严格控制施工程序，进行规范管理。U型混凝土渠道的应用有效的节约了社会用水，具有重要的参考意义。
参考文献
[1] 温彩霞.弧形坡脚梯形渠道混凝土衬砌技术[J].山西水利科技，2012，（02）.
[2] 徐庆河，诸葛梅君.南水北调中线总干渠衬砌施工关键技术[J].人民黄河，2010，（07）.
作者简介
时明丽，女，工程师，主要研究方向水利工程类，工作单位菏泽市洙赵新河流域工程管理处。