[摘 要] 农田水利渠道的设计与施工是保证农田产量的重要环节之一，合理规划设计水利渠道并根据设计方案付诸施工，对于提升小型农田水利田间排、灌渠道功能来说是非常重要的。然而我国小型农田水利渠道在很大程度上仍然停留在传统的土渠形式，而且运行时间极长且已经出现各类渗漏、倒塌、淤塞等问题。本文通过实例对小型农田预制混凝土U 型槽水利渠道设计与施工两方面进行简单论述。
[关键词] 小型农田;水利工程;渠道设计;
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：
1 小型农田水利渠道设计
1.1 工程概况
我国某县的小型农田水利工程建设于上世纪的60、70 年代，受制于建设时的技术与经济条件，其建设标准较低，多数为土渠且年代久远，严重存在渗漏、倒塌、淤塞等问题，其水源可利用系数仅0.3 至0.5。
1.2 小型农田水利渠道设计原则
基于农田灌溉规划来开展施工方案以及施工图的编制与设计，在设计出能够对灌排功能有效保证的基础上，最大可能使水利渠道工程占用最小的农田且技术经济指标合理、优化，另外对于水利渠道进行合理裁弯，使得渠线保持平顺是小型农田水利渠道设计的原则。
1.3 U 型槽断面规格设计
应以工程项目所在灌溉区域的实际情况、灌溉面积为依据，将斗渠、支渠、干渠等渠道的设计流量计算出来，即损耗流量与净流量之和。而后根据所得到的设计流量值对U型槽内空断面尺寸进一步确定，而直接决定内空断面尺寸的则是U型槽内的纵坡降与槽内过水流量，最后就能够计算出合理的U型槽断面规格。U型槽相关构件参数，即表1。
2 小型农田水利渠道施工
2.1 混凝土预制U 型槽
U型槽应用于小型农田水利渠道施工的第一步，便是预制混凝土U型槽，预制所使用的机械设备应是经国家认证的构件成型设备，较为常见的就是型号为LZYB- 1 的成型设备。该设备制作流程简单、成本投入低，在混凝土U型槽的预制上有着极大的优势。而常用的U型槽规格则包括四种，分别是UD60、UD50、UD40 以及UD30，每条U型槽0.5 米长，3.5 至 4 厘米的壁厚。其次便是实施混凝土配比的试验。以小型农田水利渠道设计的标准与要求、技术水平以及水泥砂石料为依据，进行该工程的混凝土配比试验。最后采取的混凝土配比为：C20 强度等级，普通硅酸盐32.5 级水泥，卵石、砂、水泥比为2.06∶1.55∶1，0.45 至0.5 的水灰比，2.5 至3.5 的中粗砂细度，10 至25 毫米的卵石粒径。由于工程所在地的骨料级配不能符合设计的标准要求，故适当在其中掺入早强减水剂与粉煤灰。然后就是对预制U型槽的养护工作，在其生产24 小时后对其进行养护，特别要注意的是防冻与保湿过程，除了其强度应达到设计标准之外，还应保证其表面光滑平直，无麻面蜂窝与变形问题。
2.2 U 型槽的施工安装
1） 基础挖填。应先放样开挖线于开挖土方之前，然后以开挖线为基准实施开挖作业，防止超挖现象出现。在进行填土横直时则应注意其顶面的平整度，进而使U型基槽挖掘的准确性得以保证。完成挖填土方后，人工抬运制成的U型槽于土渠中以作样板之用，其放置间距为20 米，并以这些样块作为基准，在两个断面之间拉线自上而下对基槽断面进行修整。一般情况下，土槽的上口宽相较于普通构件要宽约2 厘米。另外，决定U型槽使用寿命的另一个因素就是基础土的紧密程度，因此在对基础土进行处理时，应以质量控制标准与设计要求为依据对紧密度进行严格控制，同时对其进行实时测量从而实施比降控制，在过田
地段应加设渠底的垫层，最大限度防止因田面水位高于渠内水位而出现倒流。
2） U型槽的安装。完成基槽的开挖成型后，将C15 强度等级的细石混凝土浇于槽内，其厚度为5 厘米，宽则为U型槽半径的一半，以作垫层之用，要保证所浇垫层的厚度均匀
。在安装过程中，按所设计的比降，间隔5 至10 米便设置控制点一个，同时将一块U型槽安装于控制点处，其槽底高程应符合设计要求。随后便自下游向上游的U型槽安装施工，U型槽相邻间隙应留有20 毫米的宽度，以留作勾缝之用。本工程勾缝流程为，1∶2.5 的水泥砂浆先进行涂刷，再使用1∶2 的泥浆对勾缝进行抹光、压平、填满处理。除此之外，建议每间隔5 米设置沥青麻丝伸缩缝。
3） 回填土。U型槽顶部与侧墙的回填土施工之前应进行微调，并保证回填后夯实。回填的泥土必须紧密，严禁出现大石、树根与杂草。应保证侧墙填土的宽度超过30 厘米，侧墙顶的填土超出5 至10 厘米。
4） 混凝土现浇压顶。U型槽的使用寿命取决于混凝土压顶的质量，通常情况下使用的施工技术为现浇压顶技术，这样就能够将U型槽稳定性的问题进行解决。本工程混凝土现浇压顶所使用的是预制混凝土空心压条，强度等级为C20，其尺寸为孔径60 毫米，断面120×120 毫米。
3 工程效果评估
在该工程应用预制混凝土U型槽衬砌方式进行小型农田水利渠道的施工后，管理简便、防渗效果好、美观大方、运行维修成本低且水源的利用率大大提高，一定程度上节约了土地资源。具体表现在：
1） 该工程利用预制U型槽施工后，农田水利渠道的外观美观、新颖，对周边环境有着极大的改善作用，同时起到了景观目的。
2） U型槽施工简便，施工工期短。在施工过程中，外部环境对施工的影响极小，可有效使工程进度加快。
3） 普通小型农田水利渠道工程所使用的现浇砼的衬砌厚度一般为60 至100 毫米，而采用的U型槽板厚度则为35 至40 毫米，由此可以看出，预制U型槽能够使施工材料得到节省，从而使资源再利用得以实现。
4） 管理简便。由于利用了U型槽，使得农田水源的利用率得以提升，淤塞等问题就不易发生，进而使维护成本有效减少，使得对于农田水利渠道的后期管理更为简便。
5） 水源利用。普通的现浇砼衬砌断面的粗糙率为0.017，砼面不平滑，导致水源利用率只有0.7。而U型槽，一是U型断面，二是U面平滑，所以其粗糙率仅为0.014，能够有效将水源利用率提升，达0.8以上。
6） 工程成本。本工程所采用的 U型槽安装土方开挖量小、断面小，再加上是预制的，从而使生产劳动力得以减少。UD50 型与UD30型的U型槽每米施工成本分别为72 元与60 元，相比传统衬砌方式每米85 至100 元相比，其投资成本得到了有效节约。
7） 土地资源。在同等条件下，使用U型槽与现浇砼渠道相比，使用前者可在土地资源使用上节约5%左右，这是由于前者倾角为14 度，而后者则为27 度。
8） 防渗效果。传统水利渠道是以人工现浇方式进行的，因此不同程度存在厚薄不匀的问题，而U型槽则由于是机械预制，故薄厚均匀且接缝少、流速快，损失水量也少，因此能够起到很好的防渗效果。
4结语
综上所述，针对我国数量众多的小型农田水利渠道工程来说，应用预制混凝土U型槽技术是非常具有应用前景的。这种技术不仅施工成本、施工工期都能得到极大节约，而且还具有极好的防渗效果，能够将水源利用率大幅度提升。同时节约了土地资源并具有一定的景观效果。