预制混凝土板与装配式混凝土矩形槽工程的设计与分析——以依安县田间渠道防渗工程示例.pdf

2 0 1 6年第 2期 ( 第4 4卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y No ． 2 ． 2 0 1 6 ( T o t M N o ． 4 4 ) 文章编号 ： 1 0 0 7— 7 5 9 6 ( 2 0 1 6 ) 0 2— 0 0 7 7— 0 2 预制混凝土板与装配式混凝土矩形槽工程的设计与分析 —— 以依安县 田间渠道防渗工程示例 王吉永 ( 齐齐哈尔市水利勘测设计研究院， 黑龙江 齐齐哈尔 1 6 1 0 0 6 ) 摘要 ： 依安县跃进干渠上游为跃进水库供水 ， 跃进水库的水源主要是通过位于乌裕尔河主河 道上的拦河闸引水入库 ， 该水库是以灌溉为主， 水库分配给跃进灌区充足的地表水灌溉水量 ， 满足灌区近、 远期水田发展灌溉用水要求。跃进灌区土地连片， 地形平坦 ， 土质肥沃， 农民种植 水稻历史悠久， 在灌溉技术和种植方法上经验丰富， 便于推广水稻节水控制灌溉技术。灌区骨 干工程已经形成， 工程基础条件相对较好。文章分析为老灌 区田间改造提供了可靠的科学 依据。 关键词： 依安； 田间； 矩形槽 ； 设计 ； 分析 中图分类号 ： s 2 7 4 ． 4 文献标识码 ： B 1 概况 依安县跃 进灌 区是跃 进水库 下游灌 区配 套工 程。跃进水库 的水源主要是通过位 于乌裕尔河 主河 道上的拦河闸引水入库 ， 是一座 以灌溉为主的水库。 跃进水库放水 闸设计流量 1 2 I 1 "1 ／ s ， P = 7 5 ％调节水 量0 ． 7 1 0 6亿 m ， 可灌溉水 田6 2 6 7 h m ， 通过水库调 节 ， 经跃进干渠引水入本灌 区。 本次选取该灌区内田间灌水渠道采用预制混凝 土板梯形防渗和装配式混凝土矩形槽防渗两种防渗 形式进行对 比分析 ， 从过水 流量、 耐用程度 、 占地尺 寸 、 施工方法上进行简要分析。 2 基本资料及计算结果 2 ． 1 过水流量计算情况 本次工程设计分析以选取 田间小流量灌溉渠道 为 例 ，参 数 如 下 ：Q =0 ． 1 0 1T l ／ s ，m =1 ，B = 0． 5 m／s ， =0 ． 01 8，， =1 ／ 2 0 0 0。 计算条件 ： 依据相关行业规范 ， 确定 当渠道采用 预制混凝土板梯形断面结构防渗时， m ：1 ， = 0 ． 0 1 8 ； 当渠道采 用装 配式混 凝土矩形 槽结 构 防渗 时 ， 选取矩形槽 内宽0 ． 5 1 1 1 构件 ， = 0 ． 0 1 5 。预制混 凝土板梯形断面结构防渗图见图 1 ， 装配式混凝土矩 形槽结构防渗图见图 2 。 图 1 预制混凝土板梯形断面结构防渗图 图 2 装配式混凝土矩形槽结构防渗图 计算依据 ： 明渠均匀流公式 ： V=c ( 1 ) 式 中： 为流量 ， m ／ s ； C为谢才系数， m， 0 ． 5 ／ s ； R为 水力半径 ； i 为 比降。 [ 收稿 日期 ] 2 0 1 5- 0 9— 2 8 [ 作者简介] 王吉永( 1 9 8 2 一) ， 男， 黑龙江齐齐哈 尔人， 工程师。 一 77 — 2 0 1 6年第 2期 ( 第4 4卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g i i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y No ． 2 ． 2 0l 6 ( T o t a l N o ． 4 4 ) 渠道岸顶超高计算公式 ： F 6=h b ／ 4+0 ． 2 ( 2 ) 式中： 为超高， m； h 为加大水深， m。 经计算 ， 两种 渠道防渗形式 均满足设计 田间渠 道流量 Q = 0 ． 1 0 m 。 ／ s 的需 求。从二者 的过 流能力 对 比上并无 明显差别。 2 ． 2 耐用程度对 比分析 田间渠道用材预制混凝土板梯形结构 防渗时一 般采用混凝土强度等级 C 2 0 ， 抗冻等级 F 1 5 0 。装配 式混凝土矩形槽混凝土强度等级 C 5 0 ， 抗冻等级采用 F 3 0 0 C 一 。 二者从强度等级及抗冻等级上 区别较大 ， 后 者 的高强度等级保证 了该构件 的经久耐用性能 ； 由于 该项 目区位于依安县境 内， 高抗冻 等级 的混凝 土保 证了该构件更能在当地寒冷气候的条件下使用更长 时间。从耐用程度 的角度上看 ， 装 配式混凝 土矩 形 槽结构防渗相 比较于预制混凝土板梯形断面结构防 渗更具优势。 2 ． 3 占地尺寸对比分析 两者设计渠顶宽 0 ． 5 m， 预制混凝土板梯形断面 结构防渗相较于装配式混凝 土矩形槽结构防渗多 出 渠道梯形两侧边坡宽度 ， 使之渠道 占地宽度远大于 后者。对于田间小流量渠道 而言， 装配式混凝土矩 形槽结构防渗能够节约更多的土地资源。 2 ． 4 施工方法对 比分析 预制混凝土板施 工需要设 置预制厂 ， 进行设备 购置 ， 材料进场等一系列工作 ， 并且还要保证施工工 艺 ， 程序相对复杂 ， 质量保证有难度 ， 养护难度较高。 装配式混凝土矩形槽 由厂家生产并 出具合格证 书， 施工单位经过渠道土方整形 即可安装 ， 施 工程 序简 单 ， 并且质量有保 障。对于东北地 区 田间防渗工程 工期短的特点 ， 装配式混凝土矩形槽 更适 合该地区 使用 。 3 设计结论 通过过水流量 、 耐用程度 、 占地尺寸、 施工方法 4 — 78 一 个方面的综合分析， 预制混 凝土板梯形 防渗和装 配 式混 凝 土 矩 形 槽 防 渗 2种 防 渗 形 式 差 异 较 为 明显 ： 1 ) 二者在满足过流能力要求 的基础上 ， 装 配式 } 昆 凝 土矩形槽糙率较小 ， 水流条件更好。 2 ) 装配式混凝土矩形槽的高强度等级和高抗冻 等级决定 了该构件更适合 在东北严寒 地 区经久 耐 用， 适合该地 区的渠道防渗工程。 3 ) 在耕地资料较为紧张的形势下， 装配式混凝 土矩形槽结构防渗形式节约了更多的土地， 为农民 增产增收提供了助力， 保证了粮食生产安全。 4 ) 渠道使用装配式混凝土矩形槽防渗施工程序 简单 ， 施工工艺难度相对较低 ， 质量有保 障， 施工工 期短， 对场地条件要求低， 适用于该地区气候特点。 综上所诉 ， 在依安县 田间渠道防渗工程设计 中， 采用装配式混凝土矩形槽结构防渗是符合科学依据 和客观规律的 ， 相 比较于预制混凝 土板梯形 断面结 构防渗是更加适合的。 参考文献： [ 1 ] 中华人民共和国水利部 ． G B 5 0 2 8 8 - - - 9 9灌溉与排水渠系 工程设计规范[ S ] ． 北京 ： 水利水电出版社 ， 1 9 9 9 ． [ 2 ] 中华人 民共和国水利部 ． S I A 8 2 --2 0 1 1 灌溉与排水渠系 建筑物设计规范[ S ] ．北京： 中国水利水电出版社， 2 0 1 1 ． [ 3 ] 中华人民共和国水利部 ． S L ／ T 5 0 3 6 3 --2 0 0 6节水灌溉技 术规范[ S ] ． 北京 ： 中国水利水电出版社， 2 0 0 6 ． [ 4 ] 张志 昌 ．水力学 [ M] ．北京： 水利水 电出版社， 2 0 1 1 ： 1 0 —2 7． [ 5 ] 齐齐哈尔市水利勘测设计研究院有限责任公司 ．黑龙江 省依安县“ 节水增粮行动项目” ( 水田) 2 0 1 5年度实施方 案 [ R] ． 齐齐哈尔： 齐齐哈尔市水利勘测设计研究院有 限责任公司， 2 0 1 2 ．