UU 型渠在地下水压采治理中的应用技术

□杨挺博

UU 型渠在地下水压采治理中的应用技术

□杨挺博

U型渠结构作为最佳水力断面，无论从技术角度、节水效果、适用范围以及实用性方面，都是一种先进、经济、实用的节水技术措施，特别适用于山丘区小型渠道防渗，因此在田间工程应用中，尤其应注重U型渠优化设计、合理施工，实现最大的推广价值。

U型渠；优化设计；合理施工；推广价值

为推进行唐县地下水超采综合治理，在充分利用的地表水的基础上，有效遏制地下水超采局面，修复地下水生态环境。行唐县依托红领巾水库水源，谋划了地下水超采综合治理地表水节水灌溉项目，遵循“从水源到田间，开源与节流并举”的方针，对田间工程全部采用最佳水力断面U型渠结构。在总结行唐县武装村U型小渠道结构建设模式的基础上，将从以下技术方面进行深入探讨。

1.U型渠优化设计

1.1 U型渠设计步骤

一是拟定方案：在对工程规模、建设目标、建筑物分布情况、施工地点的环境情况进行深入了解、全面分析，拟定出几个可以相互对比的不同形式或施工工艺的U型渠方案。二是设计方案：通过对施工现场的建设环境以及施工要求的基础上，参考拟定方案和资金投放情况，制定出包括建设、投资和施工等方面内容U型渠实施方案。三是对比方案：通过全面对制定出来的方案进行比较研究，从技术可行性、经济合理性和效益最优性等多角度考虑，分析出不同U型渠方案存在的优缺点。四是选取方案：在对各个不同U型渠方案进行对比分析后，权衡所有设计方案的优缺点，改善方案设计不足之处，优化工程设计内容，制定最适合的设计方案。

1.2 U型渠设计重点

一是田间渠道断面。从水力条件、工程造价和田间占地3个方面综合比较分析，一般将U型渠的深宽比控制在0.75～0.80之间，在具体田间工程和流量很小的渠道，其深宽比可增大为1.0，半径保持在20～50cm之间，衬砌厚度控制在5～6cm。

二是伸缩缝布设。U型渠没有纵向伸缩缝，只设置横向伸缩缝。应用于田间小型小渠道平均每4～6m设一伸缩缝，缝宽以2.0cm左右整缝或半缝为宜，以便填筑密封材料。结构形式有矩形缝和梯形缝，矩形缝适合在施工过程中放入预制好的填料；梯形缝适合施工现场拌制的灌注填料。

三是建筑物连接。田间U型渠不仅要满足灌溉需要，还要满足机耕要求，方便于农业生产。因此，在穿田间路段采用与之尺寸配套的预制混凝土涵管进行衔接，涵管要同时满足过水需要和承重要求。

四是地基的处理。田间U型渠由于过水浸泡影响，容易产生不均匀沉降和冻胀危害。为防止地基不稳引起破坏，一般可通过换填砂砾石等改善渠道基础土壤条件，还可放缓直线段长度，增加倾角到10°左右，同时适当增大圆弧部分的刚度，减少断面的深宽比。

2.U型渠合理施工

2.1 U型渠预制安装

U型渠预制件施工工期短、材料运输方便、材料浪费少，施工流程简单，质量容易控制等优点；不足之处是单位造价高、运输易破损、整体接缝多、线形差、土基结合不稳导致渗漏损失等。

施工中应注意事项：一是U型渠预制：预制时注意所用材料质量、混凝土配合比、水灰比及压实成型的压力控制，脱模成型后的养护期。二是铺设安装：在开挖好的基槽面上，设好控制桩和控制线，控制U型渠安装平面和侧边，及时回填土进行固定，一周左右时间基本沉降稳定后，再进行校正。最后用水泥砂浆或细石混凝土灌缝和压顶。

2.2 U型渠现场浇筑

U型渠现场浇筑具有整体程度高、稳定性能好，防渗能力强，抵抗外力破坏等优点。不足之处是施工工期长，材料浪费大，工作仓面多、施工流程复杂、质量控制难度大等。

施工中应注意事项：一是土模开挖和整形：采用流水作业，用制作好的U型渠外模作标准对小渠道进行开挖，先粗挖，再细挖，后整形，一定要注意不能超挖。二是混凝土浇筑振捣：采用隔块跳仓浇筑法，浇入仓内混凝土就随浇随平仓，不得推积，高度不超过10cm，并保证浇筑面水平；震动棒振捣时，以混凝土不再下沉，气泡消失，水泥浆刚刚浮起为佳，振捣完成后，应将混凝土表面刮平、压实。三是后期养护：养护期间应减少水分蒸发，保证混凝土表面经常湿润，覆膜养护时应保证全部敞露面覆盖严密，且保持膜料内始终有凝结水存在，养护期不少于14天。

3.U型渠推广价值

U型渠除具有流水断面好、流量大、流速快、抗渗漏、不易沉积泥沙等特点外，具有以下明显优点，值得在田间工程中大面积推广。

一是水利条件最优。U型渠下部为半圆曲线，符合水流的自然特性，为最佳水力断面：湿周变短，水力半径大，水流阻力小，输水能力强，流速快而均匀，无泥沙淤积，不产生涡流和回流现象。行唐县武装村U型小渠道采用U型渠防渗后，较防渗前灌溉时间缩短了一半以上。

二是防渗效果显著。U型渠由于整体性强，内壁光滑，裂缝少，流态好，输水损失小，水的利用系数可达到0.97～0.98。

三是抗外力性能好。U型渠下部为半圆形，上半部两边为0.1～0.2m的直线段，整体性能好，受力均匀，处于稳定状态，有利于工程稳定，对外力有抵抗性，使之不容易产生纵、横向裂缝。

U型渠无论从技术角度、节水效果、适用范围以及实用性方面，都是一种先进、经济、实用的节水技术措施，特别适用于山丘区小型渠道防渗。因此，U型渠防渗技术具有广阔地发展前景。□

2017-10-20

杨挺博，男，汉族，行唐县水务局，高级工程师。