一种水渠工程系统的制作方法

本实用新型涉及一种水利工程领域，具体涉及一种小型的水渠工程系统。

背景技术：

水渠是农田水利、交通、市政、污水，雨天排水等灌排工程的主要工具，而预制混凝土U型渠槽模具是生产渠槽的主要工具之一。

随着我国现代农业和水利基础设施的大力发展，国家和地方对农业和水利基础建设的投资规模越来越大。我国是一个对农业技术相对落后的国家，地域辽阔，水资源分配十分不均，特别是对西部地区，部分省市的水资源非常紧缺。在此同时，由于灌排方式和材料的不合理，大量水资源没有得到很好的利用和保护，已经成为我国农业工程和水利建设中水资源低效利用的严重问题。20多年来，预制混凝土渠槽（简称U型渠槽）在我国各省市，特别是西部水资源紧缺地区的农业水利工程中推广应用，得到了各地农业和水利部门的充分肯定，取得了显著的经济效益和社会效益。

经检索有关水渠预制件的中国专利文献也有许多，如下：

1、中国专利<申请号> 200620034095.X<实用新型名称>混凝土预制沟槽<申请人>范云聪<地址>四川省德阳市黄河开发区屏山街北段（旌阳区农业局内）<摘要>本实用新型涉及一种用于农田水渠的混凝土预制沟槽，该沟槽由一对横截面形状是“L”形的预制构件相向布置组合而成一个“U”形槽，在两“L”形的构件的配合面之间可以增设宽度不同的底板，构成各种流通量不同的沟槽水渠，各构件的配合面上具有定位止口。

2、中国专利<申请号> 201520717706.X<实用新型名称>一种新型预制水渠<申请人>邓增华<地址>江西省赣州市石城县农业开发办公室<摘要>一种新型预制水渠，涉及一种农村水利改造设施，尤其是一种新型预制水渠，包括U形槽，U形槽的上沿设有路面板；其特征是：每节U形槽端设有止水槽，两节U形槽连接处用钢筋连接，再在U形槽端的止水槽内用新型止水橡胶填充，起到止水作用。

3、中国专利<申请号> 201020113216.6<实用新型名称>抗变形组合式水渠<申请人>田树成<地址>吉林省桦甸市三中住宅西楼1单元7楼西门<摘要>本实用新型涉及水利工程技术领域，是一种广泛用于农业灌溉、交通市政输、排水工程的抗变形组合式水渠，其特点是：它包括若干块渠板，相邻渠板的对接处通过密封连接条和密封胶密封连接，在渠板与渠板对接处的渠板下面均设有凸沿，纵向或横向渠板的对接处通过其对接处的凸沿相接触的一字槽稳固块和置于密封连接条内的连接螺杆固连；纵向和横向渠板的对接处通过其对接处的凸沿相接触的十字槽稳固块和置于密封连接条内的连接螺杆固连。

4、中国专利<申请号> 201520000756.6<实用新型名称>一种预制排水渠的浇注成型模具<申请人>江西科技学院<地址>江西省南昌市青山湖区瑶湖高校园区<摘要>实用新型公开了一种预制排水渠的浇注成型模具，包括小车、外模及内模，外模呈凹型，内模呈U型，排水渠成型于外模和内模之间的腔体内。

现有技术中存在的不足之处有：1、建设过程周期长、成本高、需要人工多，建设期间易受天气影响，需要开挖较大的建设施工场地，容易被破坏，不易维护，不能重复利用，拆除相当麻烦，易破坏原有的土地环境等；2、水渠渠槽容易被土层压力挤压变形或损坏，既极大影响梁槽的使用寿命，又较大增加成本投入，浪费资源；3、水渠渠槽安装对接时，施工工艺多，现场不易操作，同时，对接处密封性差，容易漏水；4、制作水渠渠道及施工方法工序步骤多，取模时太过繁琐，极大的浪费了劳动力和工作时间，工效低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种能满足机械化施工，能极大提高施工效率，较大缩短工程施工工期，结构坚固，抗挤压变形强，拆装方便，能够重复利用，对接密封性好，外表整齐，流线美观，安装快速，拆除方便的水渠工程系统。

为了实现上述本实用新型目的，采用的技术方案为：

一种水渠工程系统，所述的水渠工程系统包括水渠渠槽预制件、水渠三通预制件、水渠转角预制件、水渠侧通预制件和水渠过路预制件；所述水渠过路预制件配制安装有水渠盖板预制件；所述各预制件端面上均设有对接槽；将所述水渠渠槽预制件、水渠三通预制件、水渠转角预制件、水渠侧通预制件和水渠过路预制件根据水渠系统设计需求进行对应连接，连接构成水渠工程系统。

以上所述的预制件为钢筋骨架和混凝土构成，所述的钢筋骨架被混凝土包裹。

以上所述的预制件通过在模具内浇筑混凝土后制作成型，制得的预制件槽内过水断面形状为倒梯形结构，以模具生产预制件，能实现工业大批量生产，生产效率较高，用料省，生产投入成本低，产生较大的经济效益；无需到工程现场制作，挖好沟渠，将预制件运至，就能进行安装，大大提高工程进度，整个水渠密封性好。

以上所述的预制件生产的工艺步骤为：

（1）制作与水渠预制件相同形状所需的模具，模具倒置摆放，从底部浇筑混凝土；

（2）在模具内侧上均匀喷涂上脱模油或垫上塑料薄膜；

（3）将制作好的钢筋骨架套入浇筑模具中，并调整好混凝土的保护层，所述的钢筋骨架按照槽边、槽底的受力情况配置受力筋，槽边按内、外受力相同配置，槽底按上、下受力配置，所述钢筋骨架包括第一单元构件构造钢筋、第二单元构件构造钢筋、构造钢筋和底部加强筋，第一单元构件构造钢筋、第二单元构件构造钢筋和底部加强筋焊接形成单元构件，将若干个单元构件通过构造钢筋焊接形成渠槽的钢筋骨架，钢筋骨架上两端分布的单元构件较密，中间分布的单元构件较稀疏且均匀；

（4）构件浇筑所需的混凝土，从模具底部倒入，均匀向两端平摊，然后，用直插式振捣器振动，振动时间1～3分钟，混凝土排出气泡后，对模具槽口上混凝土表面进行抹光；盖上盖板；

（5）浇筑混凝土后的水渠预制件在现场养护，养护时·温大于500h·℃后即可拆边模，洒水养护时·温达1500h·℃后可拆内模，拆内模后预制件集中堆放，养护时·温达2000h·℃以上时即可出厂使用。

以上所述的时·温为时间×温度，所述时间单位为小时，所述温度单位为摄氏度，所述时间和温度均为正整数。

以上所述的预制件其槽内侧壁与底部夹角为95°～98°，采用倒角过渡连接，倒角角度为45°或60°。

以上所述的预制件上均设有吊装孔，吊装孔为预制件在快速安装时提供许多便利，既能快速对正安装位置吊装，又能保障预制件吊装时处于水平；根据吊装时保证吊装预制件受力平衡，对吊装孔设置位置进行如下设置：对于长条形预制件采取对接设置吊装孔；对转角预制件在转角处两面对应设置吊装孔；对三通预制件在分路上设吊装孔，对应于该吊装孔对角上的主路上设置吊装孔。

以上所述对接槽对安装起到一定的定位作用，又能使得两两对接的预制件之间存在一定的间隙，给预制件在热胀冷缩时提供一定的变量间距，既能保护预制件使用寿命，又能保障对接槽填补后的密封性，不会出现对接槽上水泥沙浆被拉裂现象，保证供水量，避免不必要水资源浪费。

以上所述的水渠侧通预制件在侧壁中间处设有正方形小排量的侧通孔，侧通孔呈内窄外宽形。

以上所述的混凝土包括水泥、粗砂和石灰岩或花岗岩，石灰岩或花岗岩的粒径为5～30mm，粗砂粒径为1～5mm，水泥、粗砂和石灰岩或花岗岩配制采用C20标号的混凝土，级配为2级。

该系统所采取的施工方法包括以下步骤：

（1）清基放线：取大于预制件的最大宽度为20-30cm的宽度作为清基线，采用石灰粉标识划线；

（2）利用挖掘机或人工在石灰粉标识划线的区域内开挖，合理堆放土方，并用人工找平底部，确定安装的边线和底部高程。

（3）将运至施工现场的预制件，用挖掘机进行吊装，将吊起的预制件放入基槽，对准边线和垫平底部高程，然后，拆除吊钩；

（4）安装结束后，修正已安装预制件的位置误差，达到设计要求，并加固防止变形；

（5）用水泥细砂浆填充预制件对接处的对接槽，水泥与细沙的重量比为1:4-5，砂浆以手握成团为好；

（6）接缝砂浆凝结后，回填预制件两边的空隙、压实，将余土料等运离。

本实用新型相对于现有技术具有的实质性特点和进步：

1、本实用新型能使小型水渠满足工厂化进行大批量生产，在施工现场进行机械化施工，较大缩短工程施工工期，保证工程质量。其结构坚固，抗挤压变形强，拆装方便，能够重复利用，对接密封性好，外表整齐，流线美观，安装快速，拆除方便。

2、本实用新型能极大提高施工工效，比普通的施工方法提高7倍以上，施工工期缩短为80～90%。

3、本实用新型生产所需用料少，能够节省现浇混凝土投资12～35%，较大降低成本投入，能产生极大的经济利益。

4、本实用新型生产使用的模具，其制作简单方便，组装快速，工序简化，取模、脱模方便快速；而在构件中置有的钢筋结构，使得渠槽预制件的结构更加坚固，抗压和抗拉能力增强；钢筋结构架设置的受力筋和构造筋使整个渠槽结构受力合理，能抵抗外力对构件的破坏。

5、本实用新型采用的混凝土粗骨料为石灰岩或花岗岩，粒径为5～30mm，粗砂为1～5mm，采用C20标号的混凝土，级配为2级，对原材料的要求不高，适合广大地区使用。

6、本实用新型生产的混凝土预制件在对接处设有U形对接槽，连接后形成U形对接缝，在缝内填补混凝土（或抗渗粘和材料），能极大降低了水流量的流失，大大提高了水利用率；同时，这个U形对接缝为安装预制件的水渠因冷热发生变形提供了变量空间，保护预制件不受损坏。

7、本实用新型所述钢筋构造包括第二层构造钢筋、第一层构造钢筋、增力构造钢筋和纵向钢筋，所述第二层构造钢筋、第一层构造钢筋与增力构造钢筋连接构成单元构件，第一层构造钢筋与增力构造钢筋将第二层构造钢筋夹于中间，若干个单元构件通过纵向钢筋连接成钢筋构造。这种钢筋构造设计特别，能够保证水渠预制件坚固耐用，比起现有的水渠预制件质量提高几倍以上，可以经受重压不变形。

附图说明

图1为本实用新型一种水渠工程系统及施工方法的俯视结构示意图。

图2为本实用新型一种水渠工程系统及施工方法的左视结构示意图。

图3为水渠渠槽预制件的结构示意图。

图4为水渠转角预制件的结构示意图。

图5为水渠三通预制件的结构示意图。

图6为水渠过路预制件的结构示意图。

图7为水渠侧通预制件的结构示意图。

图8为水渠盖板预制件的结构示意图。

图9为水渠渠槽预制件、水渠侧通预制件、过路预制件的钢筋构造结构示意图。

图10为水渠三通预制件的钢筋构造结构示意图。

图11为水渠转角预制件的钢筋构造结构示意图。

图中元件名称及序号为：水渠渠槽预制件1，水渠三通预制件2，U形对接槽3，水渠转角预制件4，水渠侧通预制件5，盖板预制件6，水渠过路预制件7，侧通孔8，第一单元构件构造钢筋9，第二单元构件构造钢筋10，构造钢筋11，底部加强筋12，吊装孔13，盖板吊排孔14，补角15。

具体实施方式

结合本实用新型的实施例对本实用新型进一步详细说明。

如图1至11所示，一种水渠工程系统及施工方法，所述的水渠工程系统包括水渠渠槽预制件1、水渠三通预制件2、对接槽3、水渠转角预制件4、水渠侧通预制件5、水渠过路预制件7和水渠盖板预制件6；所述的水渠渠槽预制件1、三通预制件2、水渠转角预制件4、水渠侧通预制件5、水渠过路预制件7和水渠盖板预制件6根据渠系需求进行连接，构成水渠工程系统；所述的水渠过路预制件7必须与水渠盖板预制件6进行配合形成过路小涵；所述的水渠过路预制件7设有支撑台，支撑台支撑水渠盖板预制件6，水渠盖板预制件6顶面与水渠过路预制件7齐平，为横跨道路提供条件；而在各预制件对接处设有对接槽3。

所述的对接槽3设于水渠预制件的端面呈U形，称为U形对接槽；当两个水渠预制件端口对接时，在U形对接槽用水泥细沙浆将对接槽3进行填补，降低了水量的流出减少水量损失，充分利用水资源，同时也加强了水渠工程系统的整体性。

所述的预制件以混凝土包裹钢筋构架通过模具浇筑而成，预制件形状为上略大下略小的倒梯形结构。

所述的浇筑模具制作生产的工艺步骤为：

（1）制作与水渠预制件相同形状所需的模具，模具倒置摆放，从底部浇筑混凝土；

（2）在模具内侧上均匀喷（涂）上脱模油（剂）或垫上塑料薄膜；

（3）将制作好的钢筋骨架套入浇筑模具中，并调整好混凝土的保护层，所述的钢筋构架按照槽边、槽底的受力情况配置受力筋，槽边按内、外受力相同配置，槽底按上、下受力配置，其特点是：将配置的钢筋分解成可以加工的形状，然后焊接成一个单元构件即第一单元构件构造钢筋9，将各单元构件用钢筋焊接形成渠槽的骨架即构造钢筋11，骨架上各单元构件分布是两端2个单元构件9较密，中间单元构件即第二单元构件构造钢筋10较稀疏且均匀，在各单元结构的底部增加加强筋12。这样就形成单元构造钢筋在构件两个端口分布较密，中间较疏，增强了整体水渠预制件的强度，也能够提高水渠预制件抗挤压能力，能提高吊装孔的抗折能力；

（4）在模具侧板的预留孔内放入孔模圆管，制得吊装孔13，然后浇筑所需的混凝土，混凝土从模具顶部倒入，均匀向两端平摊，然后，用直插式振捣器振动，振动时间1～3分钟，混凝土排出气泡后，对模具槽口上表面进行抹光；吊装孔模圆管在混凝土初凝拆除；

（5）浇筑混凝土后的水渠预制件在现场养护，养护时·温达500 h·℃后即可拆边模，洒水养护时·温达1500 h·℃后可拆内模，拆内模后预制件集中堆放，当养护时·温达2000 h·℃以上时即可出厂使用。

所述水渠渠槽预制件1、水渠三通预制件2、对接槽3、水渠转角预制件4、水渠侧通预制件5、水渠过路预制件7和水渠盖板预制件6均设有钢筋构造。

所述的水渠侧通预制件5在侧壁中间处设有正方形小排量的侧通孔8，侧通孔8呈内窄外宽形，外尺寸大于内尺寸2 cm。该侧通孔的位置下端开口处与补角的上端线连接，上端低于槽壁顶12～15 cm；侧通孔的模具厚度比槽壁的厚度小1cm，即在模具脱模后侧通孔8没有与渠槽的过水断面相通，在实际的运用中根据需要用小锤打通即可。

所述的预制件其两端的分别设两个吊装孔13，对角布置。吊装孔设在端部第一单元构件构造钢筋9的第二个单元构件构造钢筋10的位置上，在构造钢筋11的下部。

所述的混凝土包括水泥、粗砂和石灰岩或花岗岩，石灰岩或花岗岩的粒径为5～30mm，粗砂粒径为1～5mm，水泥、粗砂和石灰岩或花岗岩配制采用C20标号的混凝土，级配为2级。

所述的单元构件构造钢筋是由1个较大的U形筋和1个较小的U形筋与1个较短的U形筋叠加焊接而成。较大的U形筋的顶部有弯钩，搭接在较小的U形筋上并焊接，较短的U形筋底部加强筋12焊接在已叠加的U形底部。

所采取施工方法包括以下步骤：

（1）清基放线：取大于预制件的最大宽度为20-30cm的宽度作为清基线，采用石灰粉标识划线；

（2）利用挖掘机或人工在石灰粉标识划线的区域内开挖，合理堆放土方，并用人工找平底部，确定安装的边线和底部高程；

（3）将运至施工现场的预制件，用挖掘机进行吊装，将吊起的预制件放入基槽，对准边线和垫平底部高程，然后，拆除吊钩；

（4）安装结束后，修正已安装预制件的位置误差，达到设计要求，并加固防止变形；

（5）用水泥细砂浆填充预制件对接处的U形对接槽，水泥与细沙的重量比为1:4-5，砂浆以手握成团为好；

（6）接缝砂浆凝结后，回填预制件两边的空隙、压实，将余土料等运离。