灌区田间工程建设—2009年中央财政小型农田水利重点县工程建设管理培训课.docx

2009年中央财政小型农田水利重点县工程建设管理培训课程灌区田间工程建设 中国灌溉排水发展中心 二九年七月目录1灌区田间工程建设的基本技术要求- 1 -1.1工程建设总体要求- 1 -1.1.1工程设计- 1 -1.1.2设计标准- 1 -1.1.3灌溉用水量- 2 -1.1.4灌排渠系调整- 2 -1.1.5灌排系统设计- 3 -1.1.6渠系水和田间水利用系数- 3 -1.2工程改造总体布局- 3 -1.2.1基本要求- 3 -1.2.2灌溉输水及排水系统- 4 -1.2.3渠系建筑物- 4 -1.3工程改造措施选择- 5 -1.3.1渠道工程- 5 -1.3.2低压管道输水工程- 5 -1.3.3渠系建筑物- 6 -1.3.4量水工程- 6 -1.3.5田间地面灌溉工程与灌溉技术- 6 -1.3.6排水工程- 7 -2渠道防渗工程技术- 7 -2.1基本要求- 7 -2.2混凝土防渗- 9 -2.3U型混凝土渠道防渗- 10 -2.4防渗渠道的冻胀防治- 12 -2.5防渗渠道的维修- 14 -3渠系建筑物修建技术- 18 -3.1渠系建筑物修建的技术要求- 18 -3.2渡槽- 19 -3.3倒虹吸- 21 -3.4涵洞- 22 -3.5桥梁- 23 -3.6跌水- 24 -3.7陡坡- 25 -3.8闸门- 25 -4量水设备与量水技术- 26 -4.1对量水设备与量水技术的要求- 26 -4.2薄壁量水堰- 27 -4.3量水槽- 28 -4.4转轮式量水计- 30 -4.5水表测流技术- 30 -5田间地面灌溉工程与灌水技术- 32 -5.1基本要求- 32 -5.2平整土地技术- 32 -5.3畦灌技术- 36 -5.4沟灌技术- 40 -5.5格田灌技术- 43 -5.6膜上灌技术- 43 -5.7波涌灌溉技术- 45 -5.8闸管灌溉技术- 46 -5.9水平畦田灌溉技术- 48 -5.10控制性分根交替灌溉技术- 48 -6田间排水工程技术- 49 -6.1明沟排水工程技术- 49 -6.2地下排水工程技术- 51 -6.3圩区除涝排水技术- 54 -6.4平原河网排水技术- 56 -1 灌区田间工程建设的基本技术要求灌区的的田间灌溉排水工程，主要指灌溉面积1万亩以下或农田排水面积万亩以下的灌溉排水工程设施，当前也包括在大、中型灌区中的斗渠（即：一个流量以下，控制灌溉面积一万亩以下的渠道）及以下灌溉渠道、配套建筑物、量水设施、排水沟道等。根据上述定位，灌区田间工程量大面广，复盖了我国全部灌溉面积，但目前配套来完善、老化失修十分严重，灌排渠系工程完好率仅50%左右，因此，必须加强灌区田间工程的建设和改造，以保障国家粮食安全、促进农民增收和农业增效。1.1 工程建设总体要求1.1.1 工程设计1、灌排渠系工程设计要求必须由具有丙级以上（含丙级）水利工程设计资质的单位承担完成。工程设计的目的是为工程项目实施服务的，其深度应达到满足施工要求的深度。2、灌排渠系工程设计应与灌区节水灌溉规划相一致，并将规划作为工程设计的基本依据，工程设计中选取的主要设计参数、灌溉制度等应与规划相衔接。3、工程设计要根据项目区的实际情况、因地制宜，在保证工程质量的前提下，既要满足使用要求，同时应尽量降低成本：任何一种节水工程类型或形式都有一定的优点和缺点，都有其适用条件，不能轻易否定某种类型或形式，也不能不顾客观情况强行推行某种节水工程与技术。设计中应坚持质量第一的原则，在满足使用要求和工程质量的前提下尽量降低工程成本。要注意反对盲目追求高标准导致投资过高农民无法承受和片面强调降低投资致使工程质量下降的两种倾向。为了保证工程质量，设计中选用的材料设备应有正式的生产许可证以及有关部门的产品检测报告。1.1.2 设计标准1、田间渠系工程灌溉设计保证率的取值，应与所在灌区要求一致，并应符合灌溉与排水工程设计规范GB/T 50288的规定。2、设计排涝标准、设计排渍标准的取值和排涝模数、排渍模数的计算除应符合灌溉与排水工程设计规范GB/T 50288的规定外，还应满足作物种植结构调整的要求。当项目区需要改良盐碱土或防治土壤次生盐碱化时，其排水设计标准除应符合灌溉与排水工程设计规范GB/T 50288的规定外，还应加强相关的田间试验和现场调查，科学确定不同时期的地下水控制深度。当项目区需要进行涝、渍、盐碱化兼治时，其排水标准应根据综合治理要求合理确定，或分别根据排涝或改良盐碱土所要求的排水标准从中选取最为安全的数值，进行排水工程设计。实施井灌井排的渠井结合的项目区，除应以改良盐碱土规定的排水标准作为地下水位的控制上限外，还应确定可以容蓄回灌补源水量的地下水位控制下限值。3、灌溉渠道、排水沟道和其它灌排建筑物的防洪标准，应根据其分类和级别，达到灌溉与排水工程设计规范GB/T 50288和堤防工程设计规范GB 50286的要求。4、灌溉和排水的水质应符合农田灌溉水质标准GB5084和灌溉与排水工程设计规范GB/T 50288的要求。用微咸水作为灌溉水源时，应采用咸、淡水混灌或轮灌的方式防止土壤盐碱化。使用生活或工业污废水作为灌溉水源时，必须经过处理且达到灌溉水质标准。1.1.3 灌溉用水量1、灌溉渠系的灌溉用水量不应超过灌区分配给的灌溉用水量。2、设计灌溉制度应有利于提高降水利用率，降低灌溉定额，符合节水和高效用水的要求。水稻灌溉制度应根据“浅湿灌溉”等节水灌溉模式确定。水资源紧缺地区，灌溉制度宜根据作物不同生育阶段对水分需求的敏感性和迫切性，采用灌关键水等优化灌溉制度确定。3、设计灌水率应符合灌溉与排水工程设计规范GB/T 50288的要求。1.1.4 灌排渠系调整1、灌排渠系调整应满足国民经济各个部门当前和长远发展的需要，与社会经济可持续发展规划、国土规划、流域综合利用规划、农业区划和生态建设规划等规划相协调。2、调整灌排渠系时，应充分利用现有的水利工程设施，通过疏浚、整修、配套，达到满足灌区灌溉、排水和调控地下水位的要求。3、渠、沟、路、林、田的调整应统一规划，宜实现灌排分开，高低分开，内外分开，水旱分开，可利用水源与污水分开。4、灌排渠系调整除应满足渠线短、控制范围大的要求外，还应兼顾行政区划和农民用水合作组织的分布。5、灌排渠系调整应有利于收集利用灌溉回归水；井渠结合灌区应通过地面水与地下水的联合调度运用，提高灌溉水的重复利用率。1.1.5 灌排系统设计1、灌溉系统的输、配水能力和排水系统的排水能力应满足作物种植结构调整的要求，并充分考虑改善灌区生态环境的要求。2、灌溉系统除应满足输水能力和输水效率方面的要求外，还应满足流量控制与配水的要求。3、排水系统除应满足排涝能力的要求外，还应满足调控地下水位，防止渍害和盐碱化的要求，并有利于利用回归水和涵养地下水源。4、 应复核渠道与沟道的过水能力及纵横向稳定性，并通过改造满足安全运行要求。5、应复核原有渠系建筑物的数量、水力要素，进行老化、病害诊断，不满足要求时，应进行改造或重建。1.1.6 渠系水和田间水利用系数1、渠系水利用系数不应低于0.75；全部实行井渠结合的项目区，其地表水的渠系水利用系数可在上述范围内降低0.1，部分实行井渠结合的项目区，其地表水的渠系水利用系数可按井渠结合灌溉面积占全部灌溉面积的比例降低；项目区内的纯井灌区采用渠道防渗的渠系水利用系数不应低于0.90，采用管道输水的渠系水利用系数不应低于0.95。2、 田间水利用系数，水稻灌区不宜低于0.95；旱作物灌区不宜低于0.90。1.2 工程改造总体布局1.2.1 基本要求1、工程改造总体布局，应遵循以现有工程布局为基础，上下游兼顾协调、水土资源合理利用，旱、涝、洪、渍、碱综合治理，渠、沟、路、林、田合理布局的原则。改造后的灌溉系统和排水系统的布局应协调一致，满足灌溉、排涝降渍、防止盐碱化等要求。2、山区、丘陵区工程改造应遵循高水高用、低水低用的原则；平原区工程改造宜分开布置灌溉系统和排水系统，如灌排渠沟需要结合使用时应进行技术论证，并严格控制渠沟蓄水位和蓄水时间。3、沿江、滨湖圩垸区工程改造应按照以排为主、排蓄结合、内外水分开、高低水分排、自排提排结合和灌排分开的原则布置灌排系统和必要的截渗工程。4、工程改造中，道路、桥涵的布置应与灌排系统及田间工程的布置相协调，建设标准应符合国家现行有关规范的要求；防风林、经济林等专用林带及防沙草障等，可按国家现行有关规范要求进行布置；输电线路和附属工程设施的布局应符合灌溉与排水工程设计规范GB/T 50288的要求。1.2.2 灌溉输水及排水系统1、灌溉渠道系统改造应符合灌区总体规划和灌溉要求，并应符合相关规定。 对不符合灌溉与排水工程设计规范GB/T 50288要求的灌溉输水及排水系统应在进行技术鉴定的基础上合理确定更新改造方案。2、渠道的纵、横断面复核应符合下列要求：保证设计输水能力、边坡稳定和水流安全通畅；各级渠道之间和渠道各分段之间以及重要建筑物上、下游等的水面均应平顺衔接；有通航要求时，还应符合航运部门的有关规定。3、排水系统工程布置要与灌溉系统统一规划，暗排与明排相结合。应按有关规范复核设计排水流量、排水面积、排水模数、产流与汇流历时以及对地下水位的控制要求等。4、穿过村镇的灌排渠沟宜改造为暗渠。1.2.3 渠系建筑物1、应根据工程规模、作用、运行特点和灌区总体布置的要求,对灌溉排水建筑物进行更新改造和新建，并应满足灌排系统水位、流量、泥沙处理、施工、运行、管理的要求，适应交通和群众生产、生活的需要,宜采用联合建筑物的形式。新建工程应选在地形条件适宜和地质条件良好的地点。2、灌溉排水建筑物配套设施，应考虑在灌溉渠道轮灌组分界处或渠道断面变化较大的地点设节制闸；在临近分水闸或泄水闸的渠道下游，可根据需要设节制闸。3、主要建筑物及填方渠道等重要渠段的上游应设置泄水设施；斗渠的末端应有退水设施；有冻害的地区，应设置有效的退水设施，保证冰冻前所有渠道能及时退水。4、渠道需穿越河流、渠沟、洼地、道路时，采用其它类型建筑物不适宜时, 可选用渡槽或倒虹吸。渡槽轴线应短而直，进、出口应与上、下游渠道平顺连接。5、填方渠道跨越沟溪、洼地、道路、渠道或穿越填方道路时，可在渠下或路下设置涵洞。涵洞轴线宜短而直，并宜与沟溪、道路中心线正交，进、出口应与上、下游渠道平顺连接。6、渠道改造在引水口、分水口、管理分界断面、用水计量断面以及主要的泄水、退水、排水口处均应设量水设施，并宜与灌排建筑物结合布置。7、穿越现有道路的灌排渠沟应按有关规定设置带护栏的桥涵，通过居民点的渠道的改造方案应考虑原有生活、农产品加工等用水的取水要求。1.3 工程改造措施选择1.3.1 渠道工程1、对原有渠道进行防渗处理时，应重新设计渠道的纵横断面，并复核渠系控制建筑物的底板高程，不符合要求时应采取相应技术措施。 2、在渠床底土渗透性强，地下水位相对较低，输水渗漏损失量大的情况下，宜采取防渗衬砌措施；对于高填方渠道、傍山渠道以及修建在陡坡地段的渠道，一般也宜采用衬砌加固。其他情况下应根据灌区节水改造要求、自然条件、经济状况和生态环境等因素，在技术经济论证的基础上合理确定。3、对渠床底土较粘重，地下水位相对较高，本身的渗漏损失水量不大的渠道，可以不衬砌。对需用地表水回灌补源的井渠结合灌区，田间渠道除井灌渠道或渠井共用渠道外，一般不宜衬砌。引洪淤灌、引洪补源渠道，除险工险段外一般不宜衬砌。4、防渗措施应遵循因地制宜的原则，根据当地条件客观分析，选择适宜的断面形式。衬砌材料尽量就地取材，有条件地区应积极采用沥青混凝土、聚乙烯薄膜、土工布等防渗新材料、新结构、新工艺。寒冷与高寒地区，应重视防冻胀新技术的推广应用。1.3.2 低压管道输水工程1、以管代渠采用低压管道输水工程改造渠道时，应当通过科学论证，合理确定。做到技术上先进，经济上合理，实施后能够取得明显效益。2、拟采用低压管道输水工程时，其灌溉水源水质，应符合农田灌溉水质标准GB5084的规定，必要时，应采取拦污、沉沙等防护措施；其工程设计，应符合灌溉与排水工程设计规范GB/T 50288和低压管道输水灌溉技术规范GB/T20203的有关要求。3、采用低压管道输水工程时应充分利用引水线路位置高、有天然落差的条件进行自压输水；需要在管道系统进水部位设置加压泵站或其他相应提水设施时，应对方案的合理性进行技术经济论证。4、低压管道系统的取水口，宜设在供水有保证的干、支渠上，且应使管道输水工程的输水过程与供水渠道的行水过程协调。1.3.3 渠系建筑物田间渠系工程改造中常采用的渠系建筑物主要有涵洞、斗门和农门。涵洞是指埋设在填土下面具有封闭形断面的过水建筑物；斗门、农门是指斗渠、农渠进水口的控制性建筑物。斗门或农门的尺寸一般按标准规格选用，闸板可采用铸铁、钢板和木板制作，斗门启闭可采用手动螺杆启闭机。条件许可的情况下，斗门和农门推荐采用工厂化生产或现场预制的装配式结构。1.3.4 量水工程1、应根据管理需要合理设置一定数量量水设施，具体位置与数量根据实际情况确定。2、量水设施与设备可参照现有技术规范和量水技术指南选择，可以选择量水槛、三角堰、量水槽等不同形式，具体可参考灌溉试验规范-SL13、堰槽测流规范-SL24、节水灌溉技术规范-SL207、水工建筑物测流规范-SL20、灌区量水实用技术指南等规范和资料。3、量水设备可用固定式的量水设备，也可选择易操作和便携式的量水设备，量水设备应满足量测精度要求。1.3.5 田间地面灌溉工程与灌溉技术1、自流灌区和提水灌区一般宜采用以地面灌水方式为主，但应平整土地，采用符合节水灌溉工程技术规范GB/T 50363要求的沟、畦规格。2、纯井灌区一般宜采用低压管道输水灌溉方式；井渠结合灌区应进行采用改进地面灌水方式和低压管道输水灌溉方式的方案比较，选择符合节水要求且技术可行、经济合理的方案；3、水稻灌区，宜改变传统的淹灌方式，推广应用“浅、湿”等节水灌溉技术。1.3.6 排水工程1、排水工程不符合灌溉与排水工程设计规范GB/T 50288要求时，应通过技术鉴定确定配套和改造方案。2、对于达不到要求的排水系统，应根据具体情况选择采取完善沟道、渠系建筑物、泵站等排水工程设施的配套建设；整治沟道，增强其排泄能力等措施。对于易塌坡沟道，应采取防坍固坡措施或在田间埋设排水暗管3、排水建筑物宜采用定型设计和装配式结构。2 渠道防渗工程技术1、渠道防渗应符合渠道防渗工程技术规范SL/T 18的要求,寒冷地区和严寒地区还应符合渠道工程抗冻胀设计规范SL 23的要求。几种主要渠道防渗技术与适用条件见表2-1： 表 2-1 主要渠道防渗技术与适用条件防渗类型主要材料防渗效果m3/（m2d使用年限（年）适用条件混凝土类1.现场浇筑砂、石、水泥等0.040.143050防渗、抗冲性能好，耐久性强。适用于不同地形、气候和运用条件的大、中、小型渠道。2.预制铺砌0.060.1720303.喷射法施工砂、石、水泥、速凝剂等0.050.162535优点同上。但需较多的施工设备，施工繁杂。多用于基础为岩石的渠道。埋铺式膜料类1.土料保护层2.刚性保护层膜料、土料、砂、石、水泥等0.040.082030防渗能力强，质轻、运输便利，当用土作保护层时，造价较低，但占地多，允许流速小。适用于中、小型低流速渠道。当用刚性保护层时，造价较高，可用于大、中型渠道。沥青混凝土类1.现场浇筑2.预制铺砌沥青、砂、石矿粉等0.040.142030防渗能力强，适应冻胀变形能力较好，造价与混凝土相近，但目前沥青料源缺乏。一般适用于有冻害的地区，且附近有沥青料源渠道。石料类1.浆砌料石2.浆砌块石3.浆砌卵石4.浆砌石板料石、块石、卵石、石板、水泥、石灰、砂等0.090.252530抗冻和抗冲性能好，施工简易，耐久性强，但防渗能力一般较难保证，需劳力多。适用于石料来源丰富、有抗冻、抗冲要求的渠道。5.干砌卵石挂淤0.200.402、防渗明渠可供选择的断面形式有梯形、弧形底梯形、弧形坡脚梯形、复合形、U形、矩形，无压防渗暗渠的断面形式可选用城门洞形、箱形、正反拱形和圆形，详见图2-1。不同防渗材料可参照表2-2。应根据当地条件和需要达到的技术要求，选用适宜的断面形式。对于明渠，有条件时应优先采用U型断面。图 2-1 防渗渠道断面形式防渗结构类别明 渠暗 渠梯形矩形复合形弧形底梯形弧形坡脚梯形U形城门洞形箱形正反拱形圆形混凝土土保护层膜料刚性保护层膜料沥青混凝土料 石块 石卵 石石 板表 2-2 不同防渗结构适用的断面形式1、防渗结构形式混凝土防渗采用的结构形式有板型、槽型和管型等，其中板型和槽型结构最为常用，按截面形状不同可分为等厚板、楔形板、肋梁板、冂形板、空心板、弧型渠槽和U型渠槽等。末级渠系渠道混凝土防渗结构型式宜采用等厚板。当渠基有较大膨胀、沉陷等变形时，除采取必要的地基处理措施外，应采用整体式U形或矩形渠槽，槽长不宜小于1.0m。特种土基宜采用板膜复合式结构。（1）等厚板等厚板因施工简便，质量容易控制，造价较低，所以得到了普遍应用。等厚板的厚度，与工程环境及施工条件、渠道大小及重要性等有关，目前尚无适当的计算方法，一般根据经验选用。渠道流速小于3m/s时，梯形渠道混凝土等厚板的最小厚度可参照2-3选取；流速为34m/s时，最小厚度宜为10cm；流速为45m/s时，最小厚度宜为12cm；水流中含有砾石类推移质时，渠底板的最小厚度宜为12cm；超高部分的厚度适当减小，但不应小于4cm。当地基吸浆严重时，浇筑混凝土前应铺一层很薄的塑膜以防漏浆，否则，应将2-11中的数值加大2cm左右。混凝土板的尺寸应根据地基稳定性和施工条件选定，现场浇筑的混凝土板单块尺寸以35m为宜；预制混凝土板的尺寸，根据安装、搬运条件确定，人工施工时，一般不宜超过lm。表2-3 混凝土防渗层的最小厚度渠道设计流量（m3/s）温和地区（cm）寒冷地区（cm）素混凝土喷射混凝土素混凝土喷射混凝土24465（2）弧形、U形或矩形渠槽弧形和U形渠槽具有良好的力学、水力学性能，抗外力性能佳、占地少、防渗效果显著。当渠基土稳定且无外压力时，U形渠和矩形渠防渗层的最小厚度，应按表11选用；渠基土不稳定或存在较大外压力时，U形渠和矩形渠宜采用钢筋混凝土结构，并根据外荷载进行结构强度、稳定性及裂缝宽度验算。（3）暗渠钢筋混凝土无压暗渠的设计荷载，应包括自重、内外水压力、垂直和水平土压力、地面活荷载和地基反力等。1、人工现场浇筑（1）定渠线：在防渗砌筑以前，先要定好渠线。对渠道恢复工程建设，尽量选用原渠线，以避免扩大工程量。首先清除积土及弃物，一般至原渠底以下510cm。新开挖渠道应于基础前处理前7天挖出渠床，使基土在自然状态下降低水分，同时对渠土体和稳定性也得到检验，垮塌土应提前采用工程措施加固，一般先采用人工夯实基础。（2）开挖渠床：按照设计要求，加工出“U”形渠断面的木模具，施工人员按模具现场放样，然后开挖，大体挖好后，在木模具处挂线进行修整，这样基本能保证不超挖，不欠挖。（3）现场浇筑：按上述防渗结构施工要求进行现场浇筑。（4）伸缩缝施工：小型渠道一般不设纵缝，只在垂真水流方向设置横缝，缝间距一般为10m，缝宽2cm，伸缩缝填筑前，应先用钢筋钩或其他工具清除缝内杂物及泥土，并冲洗干净，缝壁清洁干燥，再用熬好的1：1：4水泥沥青砂浆填充2cm，其次涂5mm聚氯乙烯油膏，重复以上一次操作，达到5cm厚填充材料，沥青砂浆灌入缝内，并沿槽抹平。2、预制浇筑（1）人工预制U形混凝土槽，通常采用分块预制和整体预制两种方法。1）分块预制。由渠槽断面中心线分为两块预制，每块长0.51.0m(视断面大小而定、以两人能抬动为宜)。按预制块设计尺寸做成木质或钢质模框，夯实修整好弧形地基，并铺塑料薄膜。即可开始预制)。2）整体预制。即按全断面预制，每节长1m。可采用下列方法预制。俯卧式浇筑法：夯土成墩，顶部削圆，作为内模。或利用井壁管，管下两侧以草泥封实作内膜。直线段外模板用桩固定，半圆部分不用外模。在内外模之间，两头设挡板，挡板的形状和宽度，与需要浇筑的混凝土横断面相同。为保证槽内表面平滑和混凝土质量以及容易脱模，在内模面需精贴塑料薄膜，并采用钳形吊钩脱模。仰卧式浇筑法：就地挖成半圆，两边固定模板，作为外模。另用两块模板，之间镶以铁皮，并将铁皮弯成半圆作为内模。内外模间两端各安挡板。浇筑混凝士时，先将混凝土倒进土槽，摊匀、捣实，将内模固定，再继续完成浇筑。组合式浇筑法：采用的内、外模均由角钢、钢板焊接而成，每次可浇筑两节整体渠槽，每节长lm。混凝土用拌合机拌合，入模后，在振动台上振动密实。随即将模具整体吊入蒸养池。覆盖后，通入蒸汽。升温2h，至85左右恒温23h，降温11.5h。再将模具整体吊出，混凝土强度已达设计强度的4050。脱模后，即可运去安装。预制件厚度仅4cm，规格标准，质量良好，同时也加快了模具的周转。（2）机械预制采用多功能砼构件成型机工厂化生产U形渠槽，生产效率高质量好，运输方便，是当前优先推荐的形式。3、预制渠槽的运输和安装由于渠槽近似薄壳结构，故在运输过程中，装车、卸车须特别小心，不宜剧烈震动或互相碰撞，以免损坏。为此，一般车箱上应设有专门的支架，槽体与支架的接触处，应垫以软料(草垫、泡沫塑料或软木等)。渠槽安装工艺因铺设方式的不同而不同，有以下两种方式：埋入基槽中的渠槽，其施工程序是：挖成设计断面的基槽(如系旧渠，应清除杂草和淤泥，进行整修)；铺好槽底砂砾石垫层；安砌渠槽构件；回填土时，要两侧同时分层进行，并注意夯捣密实；灌缝；养护。砌于地面上的渠槽，其施工程序是：平整并夯实沿渠线的地基；安装渠槽构件；灌缝；养护。3、机械化浇筑U形渠道砌体薄，曲面多，人工浇筑较困难。近年来，用衬砌机浇筑较为广泛。它具有混凝土密宴、质量好、效率高、模板用材少、施工费用低等优点。D40、D60、D80、D100、D120衬砌机。系全断面连续浇筑机械，可分别衬砌直径40、60、80、100、120cm的U形渠道，每种机械又可完成5种不同的衬砌高度。主要部件有：导向部分导向滑板，较基土断面稍小，借以控制成璎的方向和内膜的位置；振动部分振动梁，其断面和需要浇筑的渠道断面相同，内装振动器；进料部分包括漏斗和分料格板，将混凝土送至周缘部位，漏斗后两侧设有可以凋整浇筑高度的插板；收面部分拖板及后拖板，断面与衬砌断面相同，维护已成型的混凝土渠道形状，收抹表面使之平滑，两侧的收顶板可调节高度，将衬砌顶面压实收平；联接部分一槽钢梁架，将上述各部分联为整体。施工时，用慢速卷扬机或绞盘牵引。可以用人工配合，即人工拌台混凝土，架子车运输，人工绞盘牵引衬砌机，共需2729人。也可以用辅助机械配合，即用拌合机、翻斗车、卷扬机，包括衬砌机装料、抹面、切制伸缩缝，每班需14人。无论是人工配合或辅助机械配合，生产效率均较人工衬砌显著提高。1、对于标准冻深大于10cm的地区，防渗渠道应采取防冻胀措施，并应符合渠系工程抗冻胀设计规范SL23-91的要求。2、当渠道防渗工程的设计冻胀量，小于防渗工程允许冻胀量时，可不采用防冻胀措施，当设计冻胀量大于允许冻胀量时，依据设计冻胀量大小，可分别采用不同的防冻胀措施。梯形断面渠道防渗工程允许冻胀量见表2-4。表2-4 梯形断面渠道防渗工程允许冻胀量防渗材料砌石混凝土沥青混凝土允许冻胀量(cm)1.03.00.52.03.05.0注：渠道断面或防渗板尺寸大时，取小值。3、对冻胀性地基的防渗渠道，应按下列要求进行设计：（1）渠道线路应尽量选在中、粗颗粒土壤地基，地下水埋藏较深以及无旁渗水补给的地段。（2）对地下水埋渗较浅或存在渗水补给地段，应尽量采用填方渠道。（3）宜加大防渗渠道的纵坡，缩小断面尺寸。粘性土质的梯形渠道的内边坡系数，宜加大0.250.5。（4）宜采用膜料和沥青混凝土等有一定柔性的材料修建防渗工程。（5）可修暗渠，暗渠埋深应使顶部低于2/3设计冻深。4、对于砌石和混凝土防渗渠道，当渠道横断面上的最大设计冻胀量不大于允许冻胀量的2倍时，可采用下列结构和渠基处理措施：（1）可采用U形、弧形等整体防渗结构形式。（2）压实冻深范围以内的渠基土壤，其压实系数不应小于0.95。5、当渠道最大设计冻胀量大于允许冻胀量的2倍时，经技术经济论证，可分别采用防渗层结构措施、渠基换填措施。（1）防渗层结构防冻胀措施可采用座槽式结构，填土深度一般为渠深的1/3。也可采用矮墩式架空渠槽。（2）渠基换填防冻措施换填材料，可采用砂、砾石、碎石、矿渣等，或上述材料的混合料。换填厚度，渠道断面上不同部位，换基厚不同，见表2-5。表2-5 砂砾料换基的换填比地下水条件渠基土质换填比（）坡面上部坡面下部、渠底深埋：粘土地基大于(冻深+2.5m)；壤土地基大于(冻深+1.8m)；砂壤土地基大于(冻深+1.0m)粘土、粉质粘土、重壤土、中壤土50707080砂壤土、轻壤土4050浅埋：埋深小于上述标准粘土、粉质粘土、重壤土、中壤土608080100砂壤土、轻壤土50606080注：换填比=（防渗层厚度+换填层厚度）/设计冻深100，。采用中、细砂作换填层，且渠道流速过大，需防止水流通过防渗层缝隙淘刷砂子时；或渠道水流中含泥量较大，需防止泥沙通过防渗层缝隙，侵入换填材料时，宜在换填料表面铺一层膜料或复合土工膜料。换基层应分层压实。砂料干容重不应小于1.8g/cm3；砂砾石干容重不应小于2.0g/cm3，采用细砂作换填料时，可用纤维布代装细砂料施工。6、为降低渠基土壤的含水率和地下水位，削减或消除冻胀破坏，应认真做好以下工作： 修好封顶石。 压实渠堤顶面，并形成由内向外的斜坡。 修好堤顶排水沟及排洪设施。 保证防渗层的施工质量，提高防渗效果。 采用粘结性、低温塑性和热稳定性良好的填缝材料，填筑好伸缩缝和砌筑缝。 渠基地下水位高时，应按渠道防渗工程技术规范SL8-91附录七修好排水设施。7、设置冻胀变形缝刚性材料防渗渠道，应设冻胀变形缝。沿渠线方向每隔35m设一横向缝，缝形可用矩形或梯形，缝宽2030 mm。沿渠周方向间隔14 m设置纵向缝，缝形采用铰形、梯形或矩形，缝宽2040 mm。 变形缝内填充粘结力强、变形性能大、具有低温柔性的止水材料，如弹塑性胶泥、弹塑性止水带等。渠道防渗工程出现病害，应及时查明原因，分别按下列方法处理。 1、渠基沉陷，滑坍、裂缝，孔洞等病害的处理 处理措施一般有翻修和灌浆两种，有时也可采用上部翻修下部灌浆的练台措施。 (1)翻修 翻修是将病患处挖开，重新进行回填。这是处理病患比较彻底的方法，但对于埋藏较深的病患，由于开挖回填工作量大，且限于在停水季节进行，是否适宜采用，应根据具体条件分析比较后，方可确定。翻修时的开挖回填要求，应注意下列各点： 1)根据查明的病患情况，决定开挖范围。开挖中如发现新情况，必须跟踪开挖，直至全部挖尽为止，但不得掏挖。 2)开挖前向裂缝内灌入白灰水，以利掌握开挖边界。 3)开挖坑槽的底部宽度至少0.5m，边坡应满足稳定及新旧填土接合的要求一般根据土质、夯压工具及开挖深度等具体条件确定。 4)较深坑槽也可挖成阶梯形，以便出土和安全施工。 5)挖出的土料不要大量堆积在坑边，不同土质应分区存放。 6)开挖后，应保护坑口，避免日晒、雨淋或冰冻，并清除积水、树根、苇根及其他杂质等。 7)回填的土料应根据渠基土料和裂缝性质选用，对回填土料应进行物理力学性质试验。对沉陷裂缝应用塑性较大的土料，控制含水量大于最优含水量1%2；对滑坡、干缩和冰冻裂缝的回填土料，应控制含水量等于或低于最优含水量的l%2。挖出的土料，要鉴定合格后才能使用。 8)回填土应分层夯实，填土层厚度以1015cm为宜，压实密度应比渠基土密度稍大些。 9)新旧士结合处，应刨毛压实，必要时应做接合槽，以保证紧密结台，并要特别注意边角处的夯实质量。 (2)灌浆 对埋藏较深的病患，翻修的工程量过大，可采用粘土浆或粘土水泥灌注处理。处理方式有重力灌浆法和压力灌浆法：重力灌浆仅靠浆液自重灌入缝隙，不加压力。压力灌浆除浆液自重外，再加机械压力，使浆液在较大压力作用下，灌入缝隙。一般可结合钻探打孔进行灌浆，在预定压力下，至不吸浆为止。关于灌浆方法及其具体要求，可参照有关规范执行，以保证工程病患处理质量。 (3)翻修与灌浆相结合 适用于中等深度的病患，不易全部采用翻修法处理的部位以及开挖有困难的部位。 对病患的上部采用翻修法，下部采用灌浆法处理。先沿裂缝开挖至一定深度，井进行回填，在回填时预埋灌浆管，然后采用重力或压力灌浆，将下部病患进行灌浆处理。 渠基处理好以后，就可进行原防渗层的施工，并使新旧防渗层结合良好。 2、砌石防渗层的修理 砌石防渗层出现的沉陷、脱缝、掉块等病害，应将病患部位拆除，冲洗干净，不得有泥沙或其他污物粘裹。再选用质量、大小适合的石料，座浆砌筑。个别不满浆的缝隙，再由缝口填浆，并予捣固，务使砂浆饱满。对较大的三角缝隙，可用手锤楔入小碎石，做到稳、紧、满。缝口可用高一级的水泥砂浆勾缝。 对一般较平整的裂缝，可沿缝凿开，并冲洗干净，然后用高一级的水泥砂浆重新填筑、勾缝。如外观无明显损坏、裂缝细而多、渗漏较大的渠段，可在砌石层下，进行灌浆处理。 3、膜料防渗渠道的修理 膜料防渗层除在施工中发生损坏，应及时修补外，在运行中一般难以发现损坏。如遇意外事故而出现损坏，可用同种膜料粘补。膜料防渗常见的病害，主要是保护层的损坏，如保护层裂缝或滑坍等，可按相同材料防渗层的修补方法进行修理。 4、沥青混凝土防渗层的修理 沥青混凝土防渗层常见的病害，主要是裂缝、隆起和局部剥蚀等。对于lmm细小的非贯穿性裂缝，当春暖时，都能自行闭合，一般不必处理。24mm的贯穿性裂缝，可用喷灯或红外线加热器加热缝面，用铁锤沿缝面锤击，使裂缝闭台粘牢，并用沥青砂浆填实抹平。裂缝较宽时，往往易被泥沙充填影响缝口闭合，应在缝口张开最大时(每年1月左右)，清除泥沙，洗净缝口，加热缝面，用沥青砂浆填实抹平。对剥蚀破坏部位，经冲洗、风干后，先刷一层热沥青，然后再用沥青砂浆或沥青混凝土填补。如防渗层鼓胀隆起，可将隆起部位凿开，整平土基后，重新用沥青混凝土填筑。 5、混凝土防渗层的修理 (1)现浇混士防渗层的裂缝修补 当混凝土防渗层裂缝后，仍大致平整，无较大错位时，如缝宽小，可用过氯乙烯胶液涂料粘贴玻璃丝布的方法，进行修补。如缝宽较大，可采用填筑伸缩缝的方法修补。对缝宽较大的大型渠道，可用下列填塞与粘贴相结合的方法修补： 1)清除缝内、缝壁及缝口两边的泥土、杂物，使清洁、干燥。 2)缝壁涂刷冷底子油。 3)将煤焦油沥青填料或焦油塑料胶泥填入缝内，填压密实，使表面平整光滑。 4)填好缝l2天后，沿缝口两边各宽5cm涂刷过氯乙烯涂料一层，随即沿缝口两边各宽34cm粘贴玻璃丝布一层，再涂刷涂料一层，贴第二层玻璃丝布，最后涂一层涂料即完成。涂料要涂刷均匀，玻璃丝布要粘平贴紧，不能有气泡。 (2)预制混凝土防渗层砌筑缝的修补 预制混凝土板的砌筑缝，多是水泥砂浆缝，容易出现开裂、掉块等病害，如不及时修补，不仅加大渗漏损失，而且将逐渐加重病害，造成更大损失。修补方法是：凿除缝内水泥砂浆块，将缝壁、缝口冲洗干净，用与混凝土板同标号的水泥砂浆填塞，捣实抹平后，保湿养护不得少于14天。 (3)混凝土防渗板表层损坏的修理 混凝土防渗板表层损坏，如剥蚀、孔洞等，可采用水泥砂浆或预缩砂浆修补，必要时还可采用喷浆法修补。 1）水泥砂浆修补 首先必须全部除掉已损坏的混凝土，并对修补部位进行凿毛处理，冲洗干净，然后在工作面保持湿润状态的情况下，将拌和好的砂浆用木抹抹到修补部位，反复压平，用铁抹抹光后，保湿养护不少于14天。当修补部位深度较大时，可在水泥砂浆中掺适量砾料，以减少砂浆千缩和增强砂浆强度。 2）预缩砂浆修补 预缩砂浆是经拌合好之后再归堆放置3090min才使用的干硬性砂浆。当修补面积较小时，如无特殊要求，应优先采用。 拌制方法是：先将按配比(灰砂比1：2或l：2.5)称量好的砂、水泥混合拌匀，再掺入加气剂的水溶液翻拌34次(此时砂浆仍为松散体，不是塑性状态)，归堆放置3090min，使其预先收缩后，即能使用。水灰比(一般为0.32或0.34)应根据天气阴晴、气温高低、通风情况等因素适当调整。现场鉴定砂浆含水量多少的方法，是用手能将砂浆握成团状，手上有潮湿而又无水析出为准。由于加水量少，要注意水分均匀分布，防止阳光照射，避免出现干斑而降低砂浆质量。 修补时，先将修补部位的损坏混凝土清除，进行凿毛、冲洗干净后，再涂一层厚1mm的水泥浆(水灰比为0.450.50)，然后填入预缩砂浆，并用木锤捣实，直至表面出现少量浆液为止，最后用铁抹反复压平抹光，并盖湿草袋、洒水养护。 3）喷浆修补 喷浆修补是将水泥、砂和水的混合