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自流灌区U型渠道衬砌应用研究文章对于自流灌区U型渠道的施工方法和施工质量控制进行了论述，对于自流灌区U型渠道的优势进行了分析，以期实现灌溉的节水性。
标签：自流灌区U型渠道；施工方法；质量控制随着农业技术的不断发展，在发展的过程中，很多人的河水灌溉意识也越发淡薄，部分地方甚至出现了水库水量充足但是却很少有人使用的情况。
针对这种情况，其产生的原因是很多农灌区工程已经衰退老化，因此导致了水资源在灌溉的过程中出现了大量浪费的现象，也造成了每一个单位面积的农灌区水费被提高的现象，费用的提高使得很多群众无法承受，很多人宁愿使用井水也不愿使用水库的水资源，从而造成灌区的农作物败收，使得很多农灌区经济效益整体下滑。
针对这种现象，利用节水灌溉提高农灌区的经济效益是亟待解决的问题，而U 型混凝土衬砌渠道正是迎合这个现象所构建的设施，它不仅具有施工方便、抗冻胀等优势，而且在输水断面有很好的实惠作用，是一种节水灌溉的良好设施。
1 自流灌区U型渠道的优势1.1 U型渠道技术分析分析自流灌区U型渠道技术的优势，我们可以把它和梯形断面衬砌渠道来做比较。
从节水性能上比较，U型渠道断面的面湿周短，比起梯形渠道断面的节水性能高、流速更快，U型渠道断面对水资源的整体利用率要比梯形渠道断面高百分之三十五以上，据相关研究人员表明，U型渠道相较于大多渠道，其U型渠道总体节水的性能要比其它的渠道高百分之二十八左右。
从渠道工艺上讲，U 型渠道比其他断面形式的渠道占地要少，建造渠道的材料使用也比其它渠道少，建造渠道的混凝使用上，U型渠道的支渠相较于其他渠道要节省百分之三十以上，斗渠可以节省百分之三十七左右。
从渠道的设计上讲，半圆形下部渠道的设计在抗外力上有很好的作用，有很好的稳定性，上部直形的设计能使土壤对其侧压力减小，其整体的设计都有很好的抗冻胀性能，因此是一种长期适用、节水显著的灌区设施。
1.2 U型渠道参数分析在U型渠道的设计中，一般会对其占地情况和水力条件进行分析，要完成这两者的良好设计，一般会对槽口宽度进行考虑，其槽口的宽度最适合保持在0.7m到0.75m之间，对于U型槽下半圆的直径的五分之二或是二分之一的长度，这个长度可以作为圆心角以上直线段的高度原则，对于一些大断面的圆心角以上的直线段高度考虑应遵从这个原则。
现浇砼U型渠道衬砌工艺流程及质量控制1、现浇砼U型渠道施工前的准备工作现浇砼U型渠道施工前，应根据有关设计文件和实施方案进行详细的施工组织设计，制定施工方案。
由于灌区节水改造项目施工战线长，施工地点分散,渠道的布设因灌区地形条件不同而各异,施工前应合理确定施工管理机构位置，确定料场和拌合场地,对施工工地进行合理的布置，做好“三通一平”工作，并对施工所需设备进行检测和测试运行，如果不符合要求，应予以更换和调整。
在施工条件极其艰苦，无实验仪器和设备的条件下,可以将试验委托有资质的实验机构进行.还应做好永久性和必要的临时性交通道路建设，为现浇砼U型渠道衬砌创造良好的施工条件。
2、土方工程2.1渠道放样土方工程施工前，应先根据设计技术交底的有关资料,对渠道中线、长度及水准高程进行复测,用经纬仪复核渠道的中心控制线，效核渠线的方向,两次测角误差不超过30〃。
用钢尺复核渠道的长度，在渠道中线位置,每50 m增加一个中心桩。
弯道处3～5m设一个中心桩.用钢尺量距，误差不超过1/ 1 000。
其次，按四等水准要求控制高程，闭合精度要求控制在20mm。
每2 00m设一个临时高程点,作为开挖渠道高程控制点。
最后，根据中心线和高程控制点,对渠道土方开挖或回填边线及临时堆土、取土界限放样。
2。
2渠道土方夯填填方渠道应满足如下技术要求①清基,清除渠床内杂草、砖瓦块、冻土、表面虚土、腐殖质及隐藏的砖石等。
②回填土应采取就近取用，减少拉运费用,并将回填土的含水量控制在16～20之间。
若回填土比较干燥,应采用洒水的方法调节回填土的含水量,若含水量较大，应采用排水、晾晒、换土等方法,将含水量控制在允许的范围内。
③夯填时应根据实际情况确定施工方式，选用施工机械.④回填夯实采用分层夯实的方法，每层铺土厚度控制在20～30c m以内,分层夯实不得少于4遍，应杜绝漏夯、虚土层、橡皮土等现象发生，夯实后的干容重不小于1.55t/m3.一次回填夯实工作面不小于100m，渠道内侧应预留20～50cm的削坡量。
U型渠道衬砌工程施工方案概述U型渠道衬砌工程是指将U型渠道内侧面和底部用混凝土进行砌筑形成一定强度的保护层，用来保护U型渠道的内壁不受侵蚀、防止漏水和延长U型渠道的使用寿命。
本文档为U型渠道衬砌工程施工方案，旨在提供施工过程中的具体实施方案和注意事项。
工艺流程1. 清理U型渠道在施工前，必须清理U型渠道内部的淤泥、杂草和其它杂物。
对于淤泥较厚的部位，可以采用挖掉一定深度，将渠底扩大后在进行砂石筛分的方法清理出淤泥。
对杂草或植物覆盖的部位应进行铲除并将其根系清除，确保渠道表面和渠壁光洁无物附着。
2. 基础处预处理如已经有了稳固的基础，可在其上直接砌筑，否则需要进行基础处的预处理。
将基础处平整，并将其表面加强后再进行砌筑。
加强方法为：将6-8cm厚的钢筋网在基础处上铺设，并加固在基础上。
3. 砌砖准备工作砖块一般采用锅炉用耐火砖或红烧砖。
在进行施工前要先进行砖块的处理，去除表面的粉尘和杂质。
并在施工中注意砖和钢筋之间的距离和安装方法，方便后期灌注混凝土。
4. 砌筑砖块的砌筑分为底部、侧壁和顶部三个部分。
底部砌筑高度以300mm为宜，宽度以砖厚+18-20mm为宜。
侧壁的砌筑必须全部竖砌，砖块中心线距离应保持为1/4砖宽，并且每层错缝铺设。
顶部砌筑收口处应向内倾斜30度，保证喷灌混凝土时不会漏出。
5. 灌注混凝土在砌筑完成后，需根据设计要求进行灌注混凝土，以起到保护和加固的作用。
混凝土中应加入适当量的外加剂，如增塑剂和膨胀剂，以提高混凝土的强度和抗渗性。
在灌注混凝土前，需在砖块之间填塞钢筋，并对其进行网眼绑扎，以确保混凝土充分填充。
同时要分层浇筑，并使用小型振动棒震实混凝土，以避免空洞和缺陷。
6. 后续处理混凝土凝固后，需对其进行后续处理。
包括清理和测量混凝土的对位偏差、砖缝的填补、震实和关注混凝土硬化的情况。
最后，还需进行清理工作，将施工现场保持清洁和整洁。
注意事项•清理工作需彻底：淤泥、杂草和其它杂物都必须清理干净。
浅谈U型渠道的优势及衬砌施工要点摘要：U型渠道是节水灌溉输水环节中一种十分重要的节水型设施，在实际应用的过程中展现出来了防渗效果好以及节省原材料等特征。
因此U型渠道应当得到充分地重视，详细针对其衬砌施工要点进行分析，希望可以在对U型渠道施工质量及施工效率做出一定保证，并让U型渠道实际运行的过程中，可以将自身的作用其实发挥出来，最终在我国建设节水型农业的过程中，做出一定贡献。
关键词：U型渠道；优势；衬砌施工我国是一个农业大国，引水灌溉历史悠久。
今年来，由于地球生态环境恶化，植被人为破坏严重，部分地区沙化漫延，农业高耗水量作物的引进和推广，城镇人口增加，地下水超量开采等因素，缺水已经成为制约我国国民经济发展的重要因素，农业灌溉用水日趋紧张。
为了解决区域用水的紧张局面，党和国家提出对灌区实施渠道防渗等措施。
国家“中央一号文件”强调要突出抓好水利基础设施建设，大力推进大中型灌区续建配套和节水改造。
近年来随着节水改造和农发项目等的相继实施，宝鸡峡灌区每年都有维修养护或节水改造项目，通过这些年的节水改造工程，笔者总结了一些关于u型渠道的优势及衬砌施工要点，以供大家借鉴。
1.U型渠道的含义及特征概述U型渠道其实是一种将U型结构或者混凝土构件作为基础内容铺设成的输水渠道，一般是会在农田灌输输水领域中应用，是农田节水灌溉领域中的一种重要输水模式。
U型渠道的结构呈现出来的是反拱形，质地十分坚固，因此一般不会遭受到破坏，抗冻能力也非常强。
在不同类型的地质区域当中，在建设U型渠道的过程中，呈现出来的梁底圆弧夹角不一样，一般情况下会处于一定范围之内，两侧外倾斜角一般是13°，衬砌的厚度一般会在4-10cm之间。
2.U型渠道实际应用过程中展现出来的优势概述2.1 U型渠道的防渗效果比较明显U型渠道实际应用的过程中具有整体性强这种特征，因此在实际应用的过程中，可以展现出来比较强的防渗效果，斗渠之下的渠系水利用系数一般情况下是0.98，没有经过衬砌的渠道水资源利用系数一般情况下在0.7之下，在此基础上可以发现的是，U型渠道实际应用的过程中，会展现出来比较强的防渗能力。
U型渠施工方法U型渠施工方法1. 介绍U型渠是一种常见的水利工程结构，用于灌溉、水源调整、水利排水等目的。
本文将详细介绍U型渠的施工方法，包括勘测规划、地基处理、挖掘开挖、支护、回填、排水等各个环节的具体步骤和注意事项。
通过本文的指导，能够使U型渠施工过程更加顺利和高效。
2. 勘测规划2.1 地形测量：利用测量仪器和工具对施工区域的地形进行测量，获取土地高程和相关数据。
2.2 水文测量：了解施工区域的水资源分布、水流速度等情况，为合理设计施工方案提供参考。
2.3 设计方案：根据勘测数据，制定详细的U型渠设计方案，包括渠道尺寸、坡度、流量计算等。
3. 地基处理3.1 清理施工区域：清除施工区域内的杂草、碎石等杂物，确保施工区域的清洁。
3.2 土壤改良：对于土壤较松散的区域，需要进行土壤加固处理，增强地基的承载力和稳定性。
4. 挖掘开挖4.1 渠道标线：根据设计方案，在施工区域进行渠道标线，确定渠道的准确位置和尺寸。
4.2 开挖机械选择：根据渠道尺寸和土质情况，选择适合的挖掘机械进行开挖作业。
4.3 渠道开挖：按照设计要求，进行渠道的开挖作业，注意保持渠道的平整和坡度的准确控制。
5. 支护5.1 支护材料选择：根据地质条件和设计要求，选择合用的支护材料，如钢板桩、混凝土等。
5.2 支护施工：在渠道开挖完成后，进行支护施工，确保渠道的结构稳定和安全。
6. 回填6.1 材料选择：回填材料应选择质量良好、稳定性好的砂土、黏土等。
6.2 回填施工：将回填材料逐层填入渠道，注意压实和均匀分布，保证填土的稳定性和一致性。
7. 排水7.1 泄水道设置：根据设计要求，在U型渠的上游和下游设置泄水道和泄水井。
7.2 排水施工：将泄水道与U型渠相连，确保渠道内水能够及时排出，保持渠道的干燥和通畅。
以上是U型渠施工的主要步骤和注意事项，详细操作应根据具体情况和设计要求进行。
希翼通过本文的指导，能够使U型渠施工更加规范和高效。
U型渠衬砌施工方案及方法根据招标文件，本工程东干一支、二支、三支均为U形渠，且一三支断面尺寸相同，鉴于U渠砼浇筑量大，工期紧的特点，我局拟采用人工开挖削模，衬砌机衬砌，人工收面压光。
1.清淤及土方回填（同上）2.开挖削模XXX回填完工后，用Ｕ形开渠机进行开挖，最后人工检查和反复修整，直到满足断面设计要求。
3.混凝土衬砌（1）施工流程混凝土拌制和运输渠道浇筑机就位基面清理及联验施工准备配合比设计切缝机就位混凝土切缝切缝线标注开仓前验收准备设备空载试运行混凝土布料混凝土摊铺振捣混凝土抹面压光混凝土养护养护材料及人员就位（2）混凝土衬砌施工混凝土连续养护结合衬砌混凝土的厚度通过生产性试验确定施工参数，由于渠道衬砌采用的是二级配常态混凝土，经衬砌机施工过后的混凝土面只能达到整平压实的效果，还需用人工压光2～3遍，以达到表面光滑的效果。
1）混凝土布料布料安排专人负责指挥衬砌机进行混凝土布料。
布料时下料口高度不应大于 1.0m，布料厚度按照设计要求控制，通常考虑一定的松铺系数，当坍落度为6～8cm时，松铺系数控制在 1.1～1.15之间，有利于振捣密实；布料应与振动碾压速度相适应，既不能在振捣箱前堆积过多的混凝土料，同时也不能使振捣箱因缺料而出现空振。
2）混凝土衬砌混凝土衬砌由衬砌机下衬砌中车完成，衬砌小车保持匀速连续工作，行走速度控制在3～6m/min，结合现场布料进行调整，当布料厚度增大时应减缓衬砌小车的行走速度，确保振捣效果；衬砌进程当中应经常搜检衬砌小车振捣装配的工作情况，如发现衬砌过后的混凝土面上出现露石、蜂窝、麻面征象，需补料从头振捣，以避免漏振，当出现壅料时，需野生整平；衬砌机振捣箱前应保持充足的混凝土拌和物，料位应高于振捣箱底面2～3cm；由于仓号四周涉及模板及先期浇筑的混凝土，衬砌时应重点掌握，可接纳平板振捣器辅助振捣，以确保衬砌质量；进入弯道施工时，可通过调解轨道保持衬砌机始终与渠道轴线垂直的工作状态。
探讨节水工程“U”型渠道衬砌技术干旱缺水成为制约内蒙古河套灌区农业发展的主要因素之一，一方面农业缺水，另一方面用水浪费现象又普遍存在，渠系水利用系数仅为0.5，近一半引黄灌溉水因渠道渗漏在输水过程中损失，尽管有部分补给了地下水，但总体输水效率很低。
所以研究渠道衬砌防渗材料、防渗技术等，对提高渠道水利用率、促进当地农业经济发展有重要的意义。
内蒙古河套灌区中低产田改造项目为例对U型渠道衬砌优点、缺点、施工方法和工艺等进行说明。
经过多年来的研究与实践，对比分析表明：河套灌区在支渠以上级别渠道采用梯形断面膜板结合的防渗措施在防渗效果、渠道水利用系数、投资及使用年限上都有优于其他防渗措施;斗、农和毛渠采用“U”型断面膜、砂、板集合防渗措施在防渗效果、渠道水利用系数、渠道稳定性、投资及使用年限上都有优于其他防渗措施，可推广应用。
一、U型渠道的特点1.1 U型渠道防渗效果好混凝土U型渠道整体性强、防渗效果好，衬砌的渠道斗渠以下渠系利用系数为0.8左右，而未衬砌的土渠渠系数还达不到0.5。
可以明显提高渠系水利用系数，达到节水灌溉的目的。
1.2 U型渠道输水能力强混凝土U型渠道表面光滑、水力半径大、湿周短、流速快，输水能力强，例如渠道流速在1.2m/s左右，而相同比降的梯形土渠仅为0.6m/s。
梯形土渠糙率值为0.025，而混凝土U型渠道糙率值为0.015左右，使流速加快，输沙能力增强。
1.3 U型渠道省工、省料，节省渠道占地U型渠道流速快，过水断面小。
采用机械施工功效高，速度快、质量好。
预制混凝土U型渠道节省材料，如建设1kmU渠道1/2UD80型渠道需用混凝土量为143.2m3，而建设同等过水量的梯形渠道需要混凝土量为166.8m3，建设U型渠道比梯形渠道可节约投资1万元左右，可减少渠道占地0.9亩左右。
1.4 U型渠道建设投资和效益分析一条灌溉面积为1000亩的农渠，渠道长866米，采用U型渠道衬砌，其型号为1/2UD100和1/2UD80。
1、U型渠道工程施工方案与技术措施本工程渠道衬砌均为C20砼U型渠，土方均为半挖半填工程。
根据设计要求，在施工中严格按照土方工程的施工方案加以控制。
1）沟槽开挖回填测量放样：在完成现场交桩后，及时进行复测及线路导线、水准的贯通测量；与相邻合同段闭合。
然后用经纬仪施放渠道中线桩，其精度应符合规范规定。
基底处理：清除填方用地范围内的垃圾、有机物残渣及原地面以下至少20cm内的草皮、树根和表士，清除的腐殖士不得丢弃，均应整齐码放在两侧坡角外，待渠堤成型后，反回到渠堤边坡上。
半挖半填段应将挖方边坡按1：0.5坡度控制，挖出的土方就近回填到两边渠顶，不足部分外运。
土料回填压实严格按照土方工程的施工方案加以控制。
整渠修面：人工对已夯填成型的断面进行最后整修。
整型前要确保高程、平整度及横坡满足规范要求，本着“宁刮勿补”的原则进行。
整型完成后再检测平面几何指标。
2）U型构件的预制制作场地：在砼拌和场附近制作一块预制场地，场地经平整夯实后在其面浇一层5cm厚低标号砼，使其面平整坚实，在场地的四周开挖排水沟，以便排水。
场地应平整坚实，设置必要的排水设施，保证制作构件不因混凝土浇筑和振捣引起沉陷变形。
U型构件的砼浇筑：采用强制性拌和机拌制干硬性砼。
预制使用山东泰安生产的砼U型成型机，并利用U型成形钢模进行预制。
在其强度达到一定要求时，才能脱模并进行养护，养护时间不少于14天。
预制构件的制作偏差：构件尺寸符合施工图纸要求，长度、横断面允许误差分别为±10mm、±5mm，构件不连续裂缝小于0.1mm，边角无损伤。
注意事项：U型构件的预制工作必须在渠道开挖之前就要开始。
以便及时安装。
合格标记：经监理人检查合格的预制构件应标有合格标志，并应标有构件的编号，制作日期和安装标记。
未标有合格标志或缺损的构件不得使用。
运输、堆放、吊运和安装运输：预制混凝土构件的强度达到设计强度标准值的75%以上，才可对构件进行装运，卸车时应注意轻放，防止碰损。
第09卷 第7期 中 国 水 运 Vol.9 No.7 2009年 7月 China Water Transport July 2009收稿日期：2009-05-27作者简介：王晓强（1977-）男，新疆水利水电勘测设计研究院，研究方向为农田水利工程、水工。
U 型渠道衬砌断面优化设计王晓强，贾丽丽（新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000）摘 要：合理利用水资源是世界各国政府和科学家共同高度关注的问题。
在解决水资源的对策中，除兴建必要的蓄水、引水工程、扩大水源外，更重要的是节约用水，提高水的利用率，防止水污染等。
本文介绍了U 型渠道衬砌断而优化设计模型，并对其编制程序进行优化设计，可以得到U 型混凝土渠道衬砌中合理、经济的断面。
关键词：U 型渠道；衬砌；断面；优化设计中图分类号：S274 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2009）07-0161-02现行的U 型渠道衬砌形断面渠道的设计，是采用明渠均匀流Q =须首先确定U 形断面渠道圆底半径，半径以上水深等重要参数，而且渠道工程量也是用试算近似计算。
一般首先求出最佳水力断面，然后根据经验选择一实用的经济断面。
不仅计算复杂、量大、精度低，而且没有将水力设计和投资相联系，得到的只是实用经济断面。
因此，探讨一种能完全以计算的方法，再综合考虑U 形横断面工程量的优化设计，不仅可以节省工程费用，对于渠道防渗也具有一定的实际意义。
U 型渠道衬砌以土基为模，采用薄壳反拱结构，施工时要求浇筑、震捣、稳定、收浆一次成形，混凝上振捣密实，离模后不塌落。
从其构造形式及施工过程来看，U 型渠道衬砌具有以下特点：衬砌与土基结合较好；由于荷载不大，可以认为衬砌及地基均处于线弹性状态；由于开裂要求，设计时应考虑在衬砌中不出现拉应力。
一、U 型渠道衬砌断而优化设计模型结构优化设计模型可表示为：选择表示结构设计的量值（如宽度、高度等）作为设计变量，构造目标函数（如造价、结构重量等），考虑适当的约束条件（如结构应力满足使用要求，结构构造要求等等），运用数学规划方法求结构的最优设计。
U型混凝土渠的机械衬砌探讨U型具有节水防渗、水力条件好、输水阻力小、省工、省料造价低等优点从上世纪九十年代开始，在平原地区大面积进行推广，不仅起到防渗节水作用，也得到灌区群众的接受。
近几年来，在灌区末级渠系施工中也大量采用小断面U型，目前，灌区80（含80渠）以下U型渠由原来预制、安装逐步改为现场机械滑膜浇筑衬砌一次成型，施工质量和效率均大幅度提高。
当然，我们在机械衬砌施工中也发现了一些问题和不足，针对这问题进行研究和探讨，提出相应解决办法。
1.存在的问题1.1土模不密实，施工质量较差目前，灌区末级渠系以斗农渠为主，采用断面以D60、D40为主，土模基本上在原来的土渠位置上做。
目前，做土模有两种形式，一种是人工用模具做模，分层夯土采用人工木棰做，填土密实度受人和工具的影响质量差异大。
另一种采用小型挖掘机填土分层夯实，采取挖刻土模形式，土层厚度往往过厚，保证不了土方的密实，在加上大田施工，无法及时调整土壤的含水率，均影响了土方密实效果。
土模做好后若不及时衬砌混凝土，土模风干或者保护不到位等，都为下道混凝土衬砌有较大的影响。
1.2混凝土质量入仓前质量差异大从混凝土配合比上控制不严，实验室提供混凝土配合比不能及时与现场材料含水率对应调整，影响混凝土的配合比。
若混凝土长距离运输易发生离析，二次搅拌又未实施，直接影响混凝土入仓的质量。
1.3衬砌机械对混凝土成品质量影响较大在上世纪九十年代，机械衬砌混凝土动力设备采用的柴油机，动力大，混凝土震捣效果好，出浆快，但是，机械摆动大，渠口线易出现锯齿形。
而现在采用电动机，功率相对小，震动效果相对小，出浆慢，渠道外观尺寸标准，但衬砌机速度也对混凝土的质量有较大的影响，衬砌机速度过快，混凝土震动不密实，衬砌机速度过慢，影响工作效率。
另外，衬砌机械安装要与土模不对应或者衬砌机械安装不平也会造成U型渠道两侧衬砌厚度不一致或者机械在拉动时破坏土模，造成了渠道一边厚度低于设计尺寸，必然影响渠道的使用寿命。
自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机设计与应用作者：孙春光石自堂朱雨平来源：《中国科技纵横》2016年第22期【摘要】混凝土U型渠拥有占地少、水力特性佳、结构受力条件好、防渗效果优等特点，是我国农村灌溉农渠的首选，但受农村道路、地形地质等多种条件限制，当前混凝土预制U型渠施工中多为半人工半机械的简单方法，不仅施工效率低而且质量差。
本文介绍和推荐一种自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机，能够有效解决目前U型渠施工中存在的问题。
【关键词】U型渠施工机械土方掘进衬砌一体机混凝土混凝土U型渠是一种薄壳反拱结构，适用于施工要求较高的平原、丘陵灌区工程，与土渠、石渠、梯形渠等比较，其断面结构合理，又便于一次性成型施工，具有输水能力强、水力条件好、便于管理养护、占地少、防渗效果好等多项优点。
[1]随着国家对农业综合开发和基础农田水利项目的投入增大，U型渠在农村田间输水中得到越来越广泛的使用。
[2]受农村道路条件、经济条件及投资控制方面的限制，大型施工团队不愿接手农村输水灌溉渠道的施工，目前农业综合开发和农田水利项目中的U型渠施工多为资质较低的当地施工队，一般多采用预制U型槽进行施工，也有部分项目采用混凝土现场浇筑的方式。
就目前所掌握施工条件和施工机械而言，这两种施工方法都存在施工质量差、效率低的普遍问题。
为此，迫切需要一款操作简单、功能全面、成本较低、能够一体化完成高质量混凝土U型渠施工的机械。
1 当前农村混凝土U型渠常用的施工方法目前农村混凝土U型渠施工时，普遍采用机械粗挖渠槽，人工修整断面，安装预制混凝土U型槽或现场浇筑混凝土U型槽三步走施工方法。
（1）开挖修整断面。
混凝土U型渠施工时一般采用挖掘机沿一条放线粗挖渠道，而后沿两条放线人工修整，最后做成一个较为完整的U型渠槽毛断面。
由于施工机械精度和人力劳动强度的限制，或多或少地在开挖修整断面的过程中出现一些问题，比如在机械粗挖时易造成渠道超挖，在人工修整时存在欠挖，使渠道断面无法均匀一致，影响后续的衬砌施工速度和感观。
后续工作还需要人工进行填土夯实，由于U型渠断面的厚度较薄，经常会有夯实不敢发力，使后续安装的预制混凝土与周围的土体不能结合紧密，严重的会影响渠道稳定。
（2）预制U型渠槽施工。
混凝土U型槽构件是在工地之外的预制场制成并进行养护，之后再运输到现场进行安装，安装过程中根据构件尺寸微调整理U型渠槽毛断面，或填或挖，达到U型构件外壁与渠槽吻合为止，该方法或工艺能够最大限度地降低施工对场地的依赖，适用于交通不便的农村地区。
但是在预制U型槽施工中，U型槽的预制受人工搬运的影响，不可能做得很厚很重，鉴于目前人力费用昂贵，该施工方法效率较低；此外，预制混凝土U槽由于厚度较薄，施工时混凝土水灰比、制模、振捣密实等质量难以控制，尤其是水灰比不稳定，直接影响成品板抗渗性能和耐久性。
（3）安装预制混凝土U型槽或现浇混凝土U型渠槽施工。
在安装预制混凝土U型槽时，渠槽接缝的接头或勾缝往往会成为该渠槽的薄弱点，一是每一节U型槽构件短，大多数为每节50cm，造成接头多；二是接头处用的砂浆勾缝，其强度低且勾缝的宽度和深度很难达到设计要求，再加上U型槽构件断面不够标准、混凝土强度达不到要求等质量问题，经常在渠道完工后不久就出现裂缝或沉降，还会在裂缝中生长杂草，不仅不能发挥U型渠的防渗、稳固过水等优势，而且一旦破坏或耐久性差让人感觉是“豆腐渣”工程。
现浇混凝土U型渠槽施工需要根据渠道开口、深度、形状设计模具，U型渠施工常采用两套模具，一套是土模，一套是混凝土模，两套模具配套使用。
使用现浇方法施工速度快、节省人力、成本相对较低。
但是在实际施工过程中，经常出现由于模具制作不合格造成的U型渠厚薄不均、高低不匀，混凝土挤压不密实等问题。
同样也存在制作混凝土的水灰比不稳定、振捣不密实等质量控制问题。
2 自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机的设计原理2.1 自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机简述自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机（以下简称U型一体机）是一种能够解决目前混凝土U型防渗渠在施工过程中存在的多项问题的农业水利机械。
U型机以柴油机为主体动力，借用履带式拖拉机结构，行走履带的上方通过机架设置有机组室，机组室一侧设置有驾驶室。
在主机的前方悬挂U形槽掘进机械，后端牵引混凝土衬砌机。
柴油机经通过皮带与三个液压泵并联，三个液压泵产生的液压能传递给各个做功点的液压马达，提供行进、掘土、排土所需的能量。
采用开沟叶片，螺旋输送机，倾斜、水平传送带相结合将土壤输送至沟渠一侧，同时U型机碾压土体，进一步压实土料。
衬砌机通过钢丝绳悬挂在掘进机后部，完成混凝土摊铺衬砌。
该机械自带动力，能独立完成U型渠的开挖与衬砌工作。
U型机整体结构见图1所示。
2.2 工作原理柴油机通过皮带与三个液压泵并联，三个液压泵将能量以液压能传递到履带，倾斜、水平传送带，开沟叶片的液压马达。
整机开始正常工作。
首先完成U型槽土方掘进。
掘进机开启后，固定在主轴前端的掘进叶片，在高速旋转的主轴带动下向前掘进，挖掉如图2所示A部分土壤。
然后焊接在U型筒壁前端的两片切土刀具会随着车体整体前移，将剩余土壤（B部分）成片切下，掉落到U型筒内。
切土刀片切下的土壤呈块状，被高速转动的开沟叶片打碎，且向后输送，接着由焊接在U型筒壁后侧的螺旋输送机输送，由输出口掉落到传送带上，最后被输送到沟渠一侧，即完成了U型沟渠的初步成型。
在初步成型过程中支撑板紧贴地面，提升油缸压着U型筒，使机体在行进的过程中既能铲平凸起，又能填补凹坑，U型沟渠成型完成。
在掘进过程中，一体机能利用自身重量进一步压实沟渠，提高沟渠土密实度。
然后完成U型槽混凝土衬砌。
掘进机后端通过钢丝绳连接着摊铺装置，与掘进机同步运动。
导向滑模截面形状与U型沟渠形状一样，两者紧密配合。
导向滑模起到为衬砌定向以及支撑整个衬砌机的作用。
成型滑模的尺寸比导向滑模小40-50mm，混凝土由料斗底部的分料板分配到进料口的两侧，进入到成型滑模与U型沟渠之间的间隙中均匀摊铺。
成型滑模中的震动器在电机的带动下前后振动，使摊铺的混凝土平整压实。
成型滑模两侧设置有压边板，对U型沟渠及锁口进行整形。
2.3 施工程序首先在施工区域放样，满足设计渠道的占地面积和施工必须具备的混凝土运输机械临时施工通行道路，在规定的范围之内进行表土剥离，剥离的土方堆放在剥离线两边待完工后反回开挖区以保证地力，土方开挖深度控制在6cm以内，避免造成凸凹不平影响耕种，填筑渠道土方要分层压实，每层不超过20cm，然后对填筑的渠道堤面釆用机械按设计高程平整，之后将掘进机及摊铺机开上作业面沿石灰标线开始施工。
摊铺的混凝土强度要求达到C20，釆用0.5—2cm的石料参入适量中粗砂，拌制好的混凝土，用专用运输车辆运至摊铺现场装进料仓，开动掘进机和振动器，开始实施摊铺。
混凝土坍落度最好控制在70-90mm之间。
混凝土在摊铺过程中，用人工进行混凝土表面及锁口压平摸光，并为了防止伸缩不均产生不规则裂缝，每隔10m左右分缝，用机械切缝，切缝深度为混凝土厚度的2/3，宽度1cm，缝口用泥青砂浆填满。
混凝土浇注工序结束以后，要加强养护工作，养护期满，将施工现场进行清理：一是将剥离的表层土返回渠堤待成型，清除各种不利农耕的所有废弃物；二是对渠堤重新放样复核，整理成设计规定的断面，然后工程进入试用待交期。
注意事项：（1）丘陵地区渠道施工最小转弯半径不得小于25m；（2）混凝土坍落度不可大于规定值，否则U型墙壁混凝土无法依附；（3）混凝土运输最好使用混凝土运输专用车，以保证混凝土活易性；（4）施工人员每台机械配20人以内，每天约完成800—1000m。
3 U型一体机施工的优势特点U型一体机在施工时相比传统施工方式拥有多处改进或优势，在很大程度上弥补现有施工方式的缺陷，不仅简化了施工，而且制作的混凝土U型防渗渠，在质量上优于传统施工制作的渠道，能充分发挥U型渠的优势。
（1）采用U型一体机施工，能在最大限度上用机械替代人力。
渠道开挖和渠道衬砌均由机械一体化完成，人力只作为机械操作的管理人员参与施工，负责控制机械和施工进度。
在传统施工方式中，人力作为主要的劳务输出主体，不仅费用高，而且经常存在由于施工不熟练或主观思想不积极导致的偷工减料，进一步影响了施工质量。
采用机械化作业，能在一定程度上杜绝此现象的发生，而且利用U型一体机开挖，其开挖效率是人工开挖的20倍，把人从繁重的体力劳动解放出来，将其投入更重要的质量管理等工作中。
（2）U型一体机开挖的断面质量远高于传统施工方式。
该机开挖采用切土与旋转掘进共同作业的方式进行。
在掘进过程中，掘进筒前有导向板为掘进导向，使开挖能沿着设定的路线进行。
切土刀片和掘进刀片粗挖后，U型筒随机体行进，既能铲平粗挖渠槽中的凸起，又能填补凹坑，使渠道平整。
而传统施工中一般采用人工先立外模，再依据外模修整渠道，经常会有渠道断面前后不一致，耗时费工的问题。
该机开挖后的渠道修整统一以U型筒为模板，U型筒随机体行进，修整出的断面前后一致。
同时，在开挖过程中，该机体和U型筒以自生重量对土层进行一次同时从内外施压的压实作业，密实了U型槽断面的土体，限制了施工后的变形。
（3）U型一体机衬砌施工过程和质量均优于传统施工方式。
U型衬砌机以传动皮带带动多级振动器工作，振动器与内模组合形成震动模，震动模震动吃料，全方位振捣达到混凝土密实，同时由于内模为一体模，混凝土不出现漏浆，再经拖模收浆，稳定拉光定型，形成U型混凝土渠道，U型机过后，由人工对渠道表面进行3次以上人工压光收面。
U型机能将混凝土一次浇筑成型，振动密实，连续工作，制作出的混凝土表面平整、光滑，不出现少浆、蜂窝、麻面，施工接缝远少于预制施工，糙率小于0.015，衬砌效率是人工衬砌的12倍。
此外，对于不同的地质条件，能通过调整一体机的U型渠内外模改变浇注混凝土（衬砌渠道）厚度，灵活性强，有效保证渠道衬砌的防渗和稳固渠道断面的质量。
（4）U型一体机衬砌施工最小行走半径为25m，可以广泛在平原、丘陵地区应用。
4 应用与效益4.1 工程建设应用自从U型机问世以来，该机械被经济投入到实际应用中，承接了大量的类似工程，先后在沙洋、荆州、荆门、江北、襄凡、武汉等地区进行混凝土U型防渗渠的施工，共承建U型渠道项目28个320公里，总价值约2亿多元，创造出良好的经济效益，给这些受益区域提供了良好工程服务，得到了受益区域的一致好评。
4.2 经济效益使用自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机可节约大量的劳动力，其开挖工效相当于人力的20倍，衬砌工效相当于人力的12倍，降低生产成本，提高生产经济效益。
平均每生产一公里U型渠较现有生产方式降低造价1.36万元左右。
5 结语自走式U型沟渠土方掘进一体机是在混凝土U型渠施工中研制和发明的。
