生态景观型灌溉渠及其施工方法

生态景观型灌溉渠及其施工方法

一、背景技术

随着农村集体土地确权以及土地制度改革的不断深入，农业生产经营逐渐向着现代化和规模化发展，农田水利工程所发挥的作用也越来越大，能够有效缓解旱涝灾害对农业生产经营的影响。灌溉水渠是农业水利工程中的重要组成部分，在具体施工操作的过程中，必须要严格遵循相关的标准和规范，提高灌溉水渠的施工质量，促进农业经济的持续发展。

农田灌溉水渠的建设施工在考虑结构学特性的同时，还需要充分考虑基础设计的合理性，确保灌溉水渠的稳定程度，保证其积极作用能够得到发挥。在进行灌溉水渠设计的过程中，应对工程所在项目区域内实际的地质条件进行勘测，条件允许的情况下可利用当地的自然条件来进行水渠的建设施工。在较高的地点设置主干渠道，分渠道的位置可适当降低，这样能够最大限度上满足农田灌溉的需求，同时也使灌溉效率得到提高。其次在设计时必须保证渠道的稳定性和安全性，做好基础性设施的施工建设。

现有的灌溉水渠难以应对特殊天气，存在一定的缺陷：

1、在雨水较多的季节，该灌溉水渠容易溢出，大量的泥土或污物涌入到水渠中，影响水渠中的水质。

2、在干旱季节，灌溉水渠中的水位较低，导致灌溉水不能够流入到灌溉管道中，无法达到灌溉的目的。

3、现有的灌溉水渠岸坡多为混凝土或泥土，前者岸坡的景观性较差，后者易出现水土

流失。

二、技术方案

提供生态景观型灌溉渠及其施工方法，针对现有技术中的缺陷，在灌水渠道中引出截留水管，截留水管设置在灌水渠道的底部位置，保证截留水管中始终充满水；同时在灌溉区设置自助灌溉基站，自助灌溉基站连接截留水管，能够按需将截留水管的水喷洒至灌溉区，解决旱季难以灌溉的问题，以自主方式应对干旱季节。同时在岸坡构建生态护坡面，种植相应的植被，有效解决水土流失的问题，提高岸坡的景观性。

（一）为了解决上述技术问题，采用如下技术方案，

生态景观型灌溉渠，包括灌水渠道、灌水横道管及渠道岸坡，灌水渠道的两端连接灌水横道管，灌水渠道两端搭建渠道岸坡，其特征在于：灌水渠道内的底部连接有截留水管，截留水管朝向灌溉区布置，灌溉区位置设有自助灌溉基站，自助灌溉基站的下端连接有引流水管，引流水管的下端连接截留水管，自助灌溉基站内安装有抽水泵，自助灌溉基站设有洒水排，洒水排连接引流水管，自助灌溉基站上设有控制开关，控制开关控制抽水泵；渠道岸坡为生态景观岸坡，生态景观岸坡搭建于灌水横道管上端，生态景观岸坡包括生态护坡面及混凝土挡墙，生态护坡面的低位与混凝土挡墙相连。

1、自助灌溉基站的下端设有水管套筒，水管套筒固定，引流水管贯穿水管套筒并接入自助灌溉基站内；洒水排上设有3-4个洒水头，自助灌溉基站的表面设有控制部，控制部内设有控制开关，控制部的端口处设有门，门上设有门锁。引流水管穿出地面部分被水管套筒套住，防止其受外力撞击而损坏，使用寿命更长；洒水排设置3-4个洒水头，3-4个洒水头能够同时工作，单位时间的出水量能够满足灌溉要求；门锁用于锁住控制部，只有

相关控制人员才能打开，防止外人随意使用自助灌溉基站，结构简单，实用性强。

2、灌水渠道内的底部设有溢流排放口，溢流排放口内设有第一过滤网板，溢流排放口的下端连接有阀管，阀管内设有活塞，活塞的下端形成有封闭气压空腔；阀管的一侧形成有排水口，排水口连接排水管，排水管连接至市政排水管道。溢流排放口、阀管、活塞与排水管组成溢流排放系统，适用于雨季，能够及时排除溢出水，其工作原理为：首先计算最高额定水位时活塞受到的水压大小，根据该水压大小设置封闭气压空腔内对应的气压；在水位高于额定水位时，水压挤压活塞使其向下移动，活塞的上端低于排水口的上端，排水口打开，水从排水管流入到市政排水管道，达到处理溢出水的目的，一定程度上能够控制灌水渠道的水位高度；水位越高，活塞的下移幅度越大，排水口开口越大，排水越快，设计巧妙；在额定水位时，尽管活塞受水位影响还是会上下移动，但是始终不会打开排水口。

3、活塞的两端光滑，活塞的上端与下端均设有橡胶垫片；封闭气压空腔内设有垫座。两端光滑的活塞运动顺畅，用橡胶垫片封堵活塞的上端与下端，保证气密性。

4、混凝土挡墙接触生态护坡面侧设有坡面排水通道，坡面排水通道的进水口处设有第二过滤网板，坡面排水通道的出水口朝向灌水渠道内，坡面排水通道内设有混凝土支柱。坡面排水通道一方面阻隔土壤等大颗粒杂质跑入灌水渠道中，另一方面将生态护坡面的雨水及时导入灌水渠道中，解决积水同时补充灌溉水，一举多得，实用性强。

5、生态护坡面铺设有生态嵌块，生态嵌块包括圆形基块及条形连接块，圆形基块的周向连接有条形连接块，条形连接块的外端设有半凹槽，半凹槽内设有锚固孔，两个半凹槽组合形成有整凹槽，整凹槽匹配有锚固组件，锚固组件包括基板与插钉，基板的下端连接有插钉，基板与整凹槽相互匹配，插钉与锚固孔相互匹配。该生态砌块安装方便且牢固，

形状规整，抗水流冲击能力强，易于制造；连接后形成有生态种植槽，槽内可种植多样的植被，增加灌水渠道的生机与美感。

（二）生态景观型灌溉渠的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

1、施工前处理；

2、基础开挖与回填：采用分段开挖方式开挖基坑，直至挖至设计高程，在基坑底部预埋阀管与排水管，在阀管与排水管的连接位置搭建支护，并用钢丝绑扎，然后回填土方并夯实；

3、基坑加固：拆除钢丝，在基坑底部铺一层5cm的碎石垫层，并在基坑侧边搭建临时支板；

4、灌水渠道施工：a、根据施工要求布置并绑扎钢筋；b、按顺序依次支立模板，设置伸缩缝，清理模板内杂质；c、拆除侧边临时支板；d、混凝土边振捣边下料，根据设计要求，在浇筑过程中预留截留水管的入水口与溢流排放口；先浇筑渠底，再浇筑侧墙，浇筑完成后养护混凝土；e、在溢流排放口上装上第一过滤网板；

优选后，步骤4、e中需对溢流排放口进行加固：取少量混凝土浆渗入在溢流排放口与阀管的缝隙中，除去漏出缝隙的混凝土浆，并装上第一过滤网板。采用混凝土浆加固溢流排放口与阀管，保证两者牢固连接，阀管不会无故脱离，抗水流效果显著。

5、预埋截留水管：根据设计要求，同时开挖各个截留水管基坑，截留水管基坑开挖到灌溉区位置，开挖深度为渠底以下30-55cm；将截留水管装入截留水管基坑中，在截留水管的出水口位置接上引流水管，然后回填土方并夯实；待截留水管安装完成后，根据引流

水管的位置，搭建自助灌溉基站；

6、灌水横道管基层施工：根据设计要求，每隔5-8m设置一个灌水横道管，灌水横道管的入水端口位于灌水渠道侧墙的上端，灌水横道管的出水端口引至灌溉区；灌水横道管之间的位置以两种形式进行施工：a、靠近灌水渠道的一端浇筑1.5-2m厚的混凝土挡墙，混凝土挡墙高出灌水横道管2.4-3.5m；混凝土挡墙施工过程中预留出坡面排水通道，并在坡面排水通道内浇筑混凝土支柱；b、其余位置回填土方至设计的高程，并与混凝土挡墙之间形成生态护坡面，生态护坡面的倾斜度为35-41°；

优选后，上述步骤在灌水横道管设置过程中，每隔3-4m安装一个管道固定支座，固定支座包括上夹座与下夹座，将下夹座预先垫在灌水横道管上，然后装上上夹座，以螺栓固定。管道固定支座用于加固灌水横道管，以稳定灌水横道管。

7、生态护坡面施工：预先在生态护坡面划定生态嵌块的安装位置，画好生态嵌块的内缘线与外缘线；安装之前清理生态嵌块的表面泥土，采用由下而上的顺序依次安装；同时，边安装边插入锚固组件，锚固组件用桩机打入，当前锚固组件与当前的生态嵌块高度差控制为2-4mm；安装完成后，生态嵌块之间形成种植槽，在种植槽内种植植被并养护。

优选后，混凝土挡墙施工过程中，控制混凝土挡墙靠近灌水渠道侧高于生态护坡面侧，高度差控制在56-78cm。混凝土挡墙倾斜设置，进一步防止水土流失，结构简单，设计巧妙。

图1为生态景观型灌溉渠的示意图

三、具体实施方式

如图所示，生态景观型灌溉渠，包括灌水渠道1、灌水横道管3及渠道岸坡，灌水渠道1的两端连接灌水横道管3，灌水渠道1两端搭建渠道岸坡。灌水渠道1内的底部连接有截留水管4，截留水管4分设于灌水渠道1底部的两端；在灌水渠道1的长度方向上，每隔5m设置一根截留水管4。截留水管4除入水口外，其余位置平整布置，并向农田灌溉区延伸。灌溉区位置设有自助灌溉基站12，自助灌溉基站12的下端连接有引流水管（图中未标出），引流水管的下端连接截留水管4，自助灌溉基站12内安装有抽水泵（图中未标出），自助灌溉基站12设有洒水排13，洒水排13连接引流水管，洒水排13上设有3个洒水头14；自助灌溉基站12上设有控制开关（图中未标出），控制开关控制抽水泵。截留水管4与自助灌溉基站12实现按需灌溉，尤其适用于干旱的季节，其工作原理为：截留水管4连接在灌水渠道1的下端面，只要灌水渠道1内有水，截留水管4内必定有水，截留水管4的出水端通过引流水管连接到自助灌溉基站12上，开启抽水泵后能够向上引水，并通过洒水排13喷洒；在旱季也能够解决灌溉的问题，无需人工运水灌溉，省时省力，提高劳作效率。

自助灌溉基站12的下端设有水管套筒16，水管套筒16固定，引流水管贯穿水管套筒16并接入自助灌溉基站12内；引流水管穿出地面部分被水管套筒16套住，防止其受外力撞击而损坏，使用寿命更长；

自助灌溉基站12的控制开关设于控制部15内，控制部15设置在自助灌溉基站12的表面，控制部15的端口处设有门17，门17上设有门锁18。门锁18用于锁住控制部15，只有相关控制人员才能打开，防止外人随意使用自主灌溉基站12，结构简单，实用性强。

灌水渠道1内的底部设有溢流排放口，溢流排放口在灌水渠道1的长度方向上每隔5m设置一个，溢流排放口内设有第一过滤网板19，溢流排放口的下端连接有阀管5，阀管5内设有活塞20，活塞20的下端形成有封闭气压空腔23；活塞20的两端光滑，两端光滑的活塞20运动顺畅，活塞20的上端与下端均设有橡胶垫片21，用橡胶垫片21封堵活塞20的上端与下端，保证气密性。封闭气压空腔23内设有垫座22，垫座22能够托住活塞20，确定了一个最大的下移幅度。

阀管5的一侧形成有排水口，排水口连接排水管6，排水管6连接至市政排水管道7。溢流排放口、阀管5、活塞20与排水管6组成溢流排放系统，适用于雨季，能够及时排除溢出水，其工作原理为：首先计算最高额定水位时活塞20受到的水压大小，根据该水压大小设置封闭气压空腔23内对应的气压；在水位高于额定水位时，水压挤压活塞20使其向下移动，活塞20的上端低于排水口的上端，排水口打开，水从排水管6流入到市政排水管道7，达到处理溢出水的目的，一定程度上能够控制灌水渠道1的水位高度；水位越高，活塞20的下移幅度越大，排水口开口越大，排水越快，设计巧妙；在额定水位时，尽管活塞20受水位影响还是会上下移动，但是始终不会打开排水口。

渠道岸坡为生态景观岸坡，生态景观岸坡搭建于灌水横道管3上端，生态景观岸坡包括生态护坡面8及混凝土挡墙9，生态护坡面8的低位与混凝土挡墙9相连。混凝土挡墙9结构牢固，提高灌水渠道1的整体强度、承载力、抗水流冲刷能力。混凝土挡墙9接触生态护坡面8侧设有坡面排水通道10，坡面排水通道10的进水口处设有第二过滤网板24，坡面排水通道10的出水口朝向灌水渠道1内，坡面排水通道10内设有混凝土支柱11，混凝土支柱11根据设计要求排列，用于支撑混凝土挡墙9的上部。坡面排水通道10一方面阻隔土壤等大颗粒杂质跑入灌水渠道1中，另一方面将生态护坡面8的雨水及时导入灌水渠道1中，解决积水同时补充灌溉水，一举多得，实用性强。

生态护坡面8铺设有生态嵌块25，并形成有种植槽39，种植槽39内可以种植各类植物，有效解决水土流失的问题，提高岸坡的景观性。该生态嵌块25包括圆形基块26及条形连接块27，圆形基块26的周向连接有条形连接块27，条形连接块27的外端设有半凹槽28，半凹槽28内设有锚固孔29，两个半凹槽28组合形成有整凹槽30，整凹槽30匹配有锚固组件31，锚固组件31包括基板32与插钉33，基板32的下端连接有插钉33，基板32与整凹槽30相互匹配，插钉33与锚固孔29相互匹配。该生态砌块安装方便且牢固，形状规整，抗水流冲击能力强，易于制造；连接后形成有生态种植槽39，槽内可种植多样的植被，增加灌水渠道1的生机与美感。

生态景观型灌溉渠的施工方法，包括如下步骤：

（1）施工前处理：

a、测绘作业；

b、施工前清理: 在经过准确的数据测绘之后，各施工人员就能够了解施工前的清理范围，该清理工作主要通过人工和机械辅助方式。在施工场地清理前要对施工后不可移动的水利设备位置进行确定和标记，并选择合理的水源线路。渠道的清理工作应完全采用人工操作方式，并从上层逐渐向下层进行清理，切忌不可颠倒清理顺序。而对水源线路周围土地的平整则可以通过机械完成，在对大块土石进行转移后，要采用与周围土质性质相接近的砂土填补地面缺口，以免造成土质疏松或地下土质移动等情况，保证施工环境的稳定性。

c、建立临时排水系统：在排水系统开挖过程中还要保持回填土速率，这样就能够在施工面形成岸坡，保证排水系统的整体坡度，并能够保障标准范围内的积水量。而如果在开

挖过程中出现了排水渠渗水情况，则应立即建立新的疏导渠道，并不断对坡度进行修改，保证整体工程的稳定。而如果出现了裂缝，则应立即停止施工，待裂缝被彻底修正后才能继续开挖。

（2）基础开挖与回填：采用分段开挖方式开挖基坑，逐层设置排水沟，层层下挖。对于挖深小于1m且无地下水影响的部分采用推土机开挖，1m以下部分采用挖掘机开挖，开挖料直接堆放于基坑外。开挖时，采用临时排水系统排水，保持开挖方干燥后用挖掘机开挖。设计开挖边坡为1:2。开挖先用挖掘机进行，待将挖至设计高程时，用人工进行清基，以免超挖。

在基坑底部预埋阀管5与排水管6，在阀管5与排水管6的连接位置搭建支护，并用钢丝绑扎，然后回填土方并夯实；

（3）基坑加固：拆除钢丝，在基坑底部铺一层5cm的碎石垫层，并在基坑侧边搭建临时支板；

（4）灌水渠道1施工：

a、根据施工要求布置并绑扎钢筋；

b、按顺序依次支立模板，设置伸缩缝，清理模板内杂质；

c、拆除侧边临时支板；

d、混凝土边振捣边下料，根据设计要求，在浇筑过程中预留截留水管4的入水口与溢流排放口；先浇筑渠底，再浇筑侧墙，浇筑完成后养护混凝土；

e、在溢流排放口上装上第一过滤网板19，并对其进行加固：取少量混凝土浆渗入在溢流排放口与阀管5的缝隙中，除去漏出缝隙的混凝土浆，并装上第一过滤网板19。采用混凝土浆加固溢流排放口与阀管5，保证两者牢固连接，阀管5不会无故脱离，抗水流效果显著。

（5）预埋截留水管4：根据设计要求，同时开挖各个截留水管4基坑，截留水管4基坑开挖到灌溉区位置，开挖深度为渠底以下50cm位置；将截留水管4装入截留水管4基坑中并固定，在截留水管4的出水口位置接上引流水管，然后回填土方并夯实；待截留水管4安装完成后，根据引流水管的位置，搭建自助灌溉基站12；

（6）灌水横道管3基层施工：根据设计要求，每隔5-8m设置一个灌水横道管3，灌水横道管3的入水端口位于灌水渠道1侧墙的上端，灌水横道管3的出水端口引至灌溉区；灌水横道管3设置过程中，每隔3-4m安装一个管道固定支座34，固定支座34包括上夹座35与下夹座36，将下夹座36预先垫在灌水横道管3上，然后装上上夹座35，以螺栓38固定。管道固定支座34用于加固灌水横道管3，以稳定灌水横道管3。

灌水横道管3之间的位置以两种形式进行施工：

a、靠近灌水渠道1的一端浇筑1.5-2m厚的混凝土挡墙9，混凝土挡墙9高出灌水横道管32.4-3.5m；混凝土挡墙9施工过程中预留出坡面排水通道10，并在坡面排水通道10内浇筑混凝土支柱11；混凝土挡墙9施工过程中，控制混凝土挡墙9靠近灌水渠道1侧高于生态护坡面8侧，高度差控制在56-78cm。混凝土挡墙9倾斜设置，进一步防止水土流失，结构简单，设计巧妙。

b、其余位置回填土方至设计的高程，并与混凝土挡墙9之间形成生态护坡面8，生态

护坡面8的倾斜度为35-41°；

（7）生态护坡面8施工：预先在生态护坡面8划定生态嵌块25的安装位置，画好生态嵌块25的内缘线与外缘线；安装之前清理生态嵌块25的表面泥土，采用由下而上的顺序依次安装；同时，边安装边插入锚固组件31，锚固组件31用桩机打入，当前锚固组件31与当前的生态嵌块25高度差控制为2-4mm；安装完成后，生态嵌块25之间形成种植槽39，在种植槽39内种植植被并养护。

四、有益效果

生态景观型灌溉渠及其施工方法，针对现有技术中的缺陷，在灌水渠道中引出截留水管，截留水管设置在灌水渠道的底部位置，保证截留水管中始终充满水；同时在灌溉区设置自助灌溉基站，自助灌溉基站连接截留水管，能够按需将截留水管的水喷洒至灌溉区，解决旱季难以灌溉的问题，以自主方式应对干旱季节。同时在岸坡构建生态护坡面，种植相应的植被，有效解决水土流失的问题，提高岸坡的景观性。其具体有益效果表现为以下几点：

1、截留水管与自助灌溉基站实现按需灌溉，尤其适用于干旱的季节，其工作原理为：截留水管连接在灌水渠道的下端面，只要灌水渠道内有水，截留水管内必定有水，截留水管的出水端通过引流水管连接到自助灌溉基站上，开启抽水泵后能够向上引水，并通过洒水排喷洒；在旱季也能够解决灌溉的问题，无需人工运水灌溉，省时省力，提高劳作效率。

2、混凝土挡墙结构牢固，提高灌水渠道的整体强度、承载力、抗水流冲刷能力。

3、生态护坡面铺设有生态嵌块，并形成有种植槽，种植槽内可以种植各类植物，有效

解决水土流失的问题，提高岸坡的景观性。