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现浇U型渠的设计与应用

作者:未知   发布时间:2010-06-17 18:35:56   浏览次数:6202

 
 
摘要:我国是一个农业大国,引水灌溉历史悠久,早在秦汉时期我们祖先就开发灌区引水灌溉农田,发达的水利事业养育了繁荣昌盛的中华民族。解放以后党和国家领导非常重视水利事业的发展,加大水利工程的投资,开发灌区、扩大灌溉面积,为我国农业发展奠定了良好的基础。
关键词:现浇U形渠 节水灌溉 中的应用
我国是一个农业大国,引水灌溉历史悠久,早在秦汉时期我们祖先就开发灌区引水灌溉农田,发达的水利事业养育了繁荣昌盛的中华民族。解放以后党和国家领导非常重视水利事业的发展,加大水利工程的投资,开发灌区、扩大灌溉面积,为我国农业发展奠定了良好的基础。近年来由于生态变化,植被人为破坏,农村人口增加,随着经济的发展,中小企业不断增加,用水户也相应增加。缺水已成为制约我国国民经济发展的重要因素,水资源比较贫,灌溉用水严重不足,已成为制约农业持续发展的“瓶颈”。可利用水量日益紧张,而需水量有增无减,水资源供需矛盾日益突出。农田灌溉用水曰趋紧张,对灌区实施渠道防渗,解决农业缺水矛盾。各级地方也在努力加大农业节水灌溉工程投资,推广先进节水灌溉技术。加大渠道防渗工程建设,以缓解农田灌溉缺水的矛盾。
我市现浇砼U形渠道经过五年的应用,反复改进、推广。得到了广大农民朋友的认可和欢迎。经过不断的改进我市现已形成系列化标准U型渠道规格尺寸,只要根据农业灌溉面积、地形条件、渠道纵坡按型号选用就好了。
一、现浇U形砼渠道的特点
现浇U形砼渠道是目前公认的具有防渗节水效果好,输水能力强,抗冻胀好,
节省渠道占地等优点的一种节水灌溉设施。
1. 砼U形砼渠道的结构特点:砼U形渠道是反拱结构,抗冻能力强,不易破坏。U形渠道渠底圆弧夹角160-175度,两侧外倾3-5度为宜,渠深与圆弧直径1:1,砼厚度6-10厘米。特殊地区外倾角度可作适当调整。
2. 砼U形渠道输水能力强U形砼渠道表面光滑、糙率小、流态好,输水能力强,U形渠道流速在1.2m/s左右,而相同比降的梯形土渠仅为0.6m/s。梯形土渠糙率值为0.025,砼U形渠道糙率值为0.013左右,使流速加快,输沙能力增强。由于避免了泥沙道淤积,渠道内杂草不能生长,渠内水流能保持通畅,解决了渠道输水的难的问题。
3. 砼U形渠道防渗效果好、经久耐用,由于渠道采用现浇砼,具有抗渗漏性能好,渠身牢固,耐久性好不易破损,使用寿命长。1999年建设的U形渠道至今运行良好,无冻胀破坏现象,而同时建设的梯形渠道不到10年已部分或全部损坏。
4. 砼U形渠道省工、省料、节省渠道占地 ,砼U形渠道流速快,过水断面小。采用钢模浇施工工效高,速度快,质量好,一般人均每个工日可衬砌砼U形渠道10M,完成砼量0.5—1.0m3。砼U形渠道节省材料,如建设一公里D60U形渠道用砼量96立方米,而建设同样过水量的梯形渠道需砼132立方米。
   由于U形渠道采用砼结构,渠墙坚固而且渠墙宽只要6-10CM就可,因此可大大节省渠道用地。而采用其他渠道至少建护渠埂50CM,相比之每千米渠道就可省用耕地0.6亩-1.2。
二、U形渠道的构造尺寸和水力特性
U形渠道的构造尺寸采用黄金分割法确定最佳尺寸,段面形状见下图。
         
段面尺寸水力计算如下表

渠道采用明渠均匀流基本公式Q=ωC√Ri 计算确定,式中谢才系数C=(1/n)R1/6  (曼宁公式)糙率采用0.013、0.015、0.017三种分别计算,渠道比降安1/250、1/500、1/750、1/1000、1/2000、1/2500、1/5000七种坡降。计算结果见下表:





型号 渠道断面(mm) 衬砌厚度mm 不同比降和糙率时的过水流量(1/s )
型号
比降        较好砼护面n=0.013
        30        35        40        45        50        55        60        65        70        75        80
1:250        94        143        198        281        374        483        612        746        912        1083        1305
1:500        67        101        140        199        265        342        432        528        645        766        923
1:750        54        83        114        162        216        279        353        431        527        625        754
1:1000        47        71        99        140        187        242        306        373        456        541        653
1:2000        33        51        70        99        132        171        216        264        323        383        462
1:2500        30        45        63        89        118        153        193        236        289        342        413
1:5000        21        32        44        63        84        108        137        166        204        242        292

型号
比降        一般砼护面n=0.015
        30        35        40        45        50        55        60        65        70        75        80
1:250        63        97        141        196        262        346        415        518        616        734        827
1:500        44        69        100        138        185        244        293        366        436        519        585
1:750        36        56        81        123        151        200        239        299        356        424        477
1:1000        31        49        71        98        131        173        207        259        308        367        413
1:2000        22        34        49        69        93        122        147        183        218        259        292
1:2500        20        31        45        62        83        109        131        164        195        232        262
1:5000        14        22        32        44        59        77        93        116        138        164        185

型号
比降        较差砼护面n=0.017
        30        35        40        45        50        55        60        65        70        75        80
1:250        55        86        124        173        231        305        366        457        544        648        730
1:500        39        61        88        122        164        216        259        323        385        458        516
1:750        32        49        72        100        134        176        211        264        314        374        421
1:1000        28        43        62        86        116        153        183        229        272        324        365
1:2000        20        30        44        61        82        108        129        162        192        229        258
1:2500        18        27        39        55        73        96        116        145        172        205        231
1:5000        13        19        28        39        52        68        82        102        121        145        163

三、U形渠道的施工
现浇U形渠道主要难点是现场浇灌砼,而现场现场浇灌砼的关键是U型模板制作,既要达优化的标准U型内模。我市采用的是定制U型钢内模和钢外模,加外钢模支撑杆、拉杆,如图。 制作方法如下:
1、        U型渠内模:用2mm厚钢板按U型渠道断面形状弯曲而成,每节长度为2米。顶部和两侧用5*50*50角钢电焊固定。
2、        左、右支撑杆:用¢25钢筋制作,一端制成尖状,使用时插入地下,依靠地下承受力来支撑。
3、        U型渠外模:用2mm厚钢板,四周用5*50*50角钢焊接加固,高度根据U型渠高度而定。
4、        拉杆:用以固定内外模,采¢25钢筋制作,两端用¢25短钢筋做成拉勾两道。两拉勾间距根据U型渠的壁厚而定。

浇筑时先将渠道基础平整压实,再进行立模,内外模固定后在内外模之间加进砼,用Ø5震动捧震实。浇捣用砼塌落度不能太底,浇好后过30分钟可拆去内模。进行下一段渠道浇筑,但外模要隔4小时才可拆卸。这样三付内模一天可浇筑20多米。
四. 砼U形渠道建设投资与效益分析
  砼U形渠道建设根据各地应用情况调查分析,一条2000亩地的斗渠,共有斗、分、引渠道10公里左右,每年灌地约4000亩次,年引水总量40万立方米,10公里渠道衬砌后每年减少渗漏水量8万立方米,价值2万元。而U形砼渠道使用寿命在30年以上,还能腾出渠道占地30多亩,从投资效益也是非常有利的,而更重要的还是节省了水,多浇了地,农民增加了收入,社会效益更大。富阳市建设的砼U形渠道经国家农业综合开发小组验收认为砼现浇U形渠道是具有较大的实用性,是一种理想的筑渠方法。
 
 
 
标注U型灌溉渠道设计断面图标注u型灌溉渠道设计断面.zip






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