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农田水利工程中机械化施工技术的应用论文

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2026-03-24 16:32:09    来源:    作者:xuling

摘要:在农田水利工程建设中采用机械化施工技术可提高施工质量和作业效率,保证农业灌溉和田间水利管理工作的高效实施。

  摘要:在农田水利工程建设中采用机械化施工技术可提高施工质量和作业效率,保证农业灌溉和田间水利管理工作的高效实施。农田水利工程施工过程中运用机械化施工技术,必须明确施工要点,把握工艺流程,确保各道施工工序井然有序开展,高效地完成施工。以小型农田水利工程机械化施工技术运用为实例,提出了工艺流程及施工要点,为农田水利工程建设提供参考。

  关键词:农田水利工程;机械化施工技术;工艺流程;施工要点

  安徽宿松县近些年大力推进高标准农田建设,水利设施与高标准农田建设不断发展。为确保农田水利工程质量与施工效率,在施工过程中采用机械化施工技术,使农田水利工程圆满完成建设任务,为现代化农业发展提供技术支撑。农田水利工程作业采用机械化施工技术,采用动力机械和设备以及相应技术,从开挖、压实到浇筑等施工流程,采用机械装备替代传统人力作业,提升施工效能。机械化施工技术优势为缩短施工周期和确保施工质量可控性提供了保证,既能够节约资源,又可以降低施工成本。

  1.机械化施工技术工艺流程

  1.1施工准备环节

  施工准备阶段关乎到农田水利工程项目是否能够顺利实施,而此时机械化施工技术运用水准体现在施工准备工作的精度和效率。首先,做好技术准备工作,将智能化、数字化技术导入其中,可通过BIM技术构建工程模型,把原本的施工图纸内容转变成三维立体模型,通过模拟施工环节与碰撞检查,明确工程量,优化施工方案[1]。其次,现场准备环节,通过装载机、推土机等设备,将施工位置的树根、植被等清理,并设置施工材料堆放区域和临时水电运用设施。

  1.2核心施工环节

  1.2.1土方开挖

  此环节为农田水利工程中的基础内容,其工程量较大。在装车与开挖施工时,需要运用装载机与挖掘机。此时的施工工艺为利用挖掘机按照GPS引导所得坡度和挖掘深度数据实现精准开挖,而装载机和运输设备负责土方的运输和转运处理。工程中如果涉及到大型渠道施工,要求多台挖掘机协同作业。

  1.2.2运输要点

  自卸汽车与装载机、挖掘机等设备协调配合,明确最优运输路径,使土方能够快速且高效运输至废土处理厂。

  1.2.3平整与压实

  平整地会运用到平地机、推土机。粗平施工运用推土机,精平施工则是运用自动找平系统,保证工程的平整度符合设计要求。压实施工时会运用振动压路机。施工工艺为分层压实与分层填筑。施工过程将压路机和压实度监测系统配合,将压实数据实时显示,使工程中的渠堤、堤坝施工的密实度符合施工标准。

  1.2.4管道与渠道施工

  喷滴灌系统、管道输水系统涉及管道施工。在工艺环节中,通过小型挖掘机开挖沟渠,借助GPS技术定位,精准开挖管道沟槽。在管道安装以及铺设环节中,采用人工与机械设备结合,一同完成管道铺设[2]。

  1.3建筑物施工工艺流程

  农田水利工程中泵站、水阀等建筑物工程在基础工程建设时,利用挖掘机开挖基坑,并配合冲击钻进行桩基施工作业。混凝土施工时,利用自动化混凝土搅拌站拌合材料,参考预先计算出的配比精准控制。浇筑环节则运用塔吊和混凝土泵车。振捣完成后进行工程养护,期间可采用自动喷淋养护系统按时完成养护处理,确保工程质量。

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  2.农田水利工程中常用的机械化施工技术

  2.1机械化开挖与装运技术

  机械化开挖与装运阶段将自卸汽车和挖掘机组合运用,技术要点如下:经三维模型设计以及卫星定位技术的运用,实时获得工程设计的坡度数据和实时作业位置,避免发生盲挖、反复挖现象。机械化施工技术的运用也可以避免欠挖和超挖现象,提高作业操作精度。

  2.2渠道机械化衬砌技术

  渠道机械化衬砌施工技术涉及到运用渠道衬砌机。其技术要点如下:采用一体化持续作业方式,争取一次完成混凝土衬砌施工,此技术可提高工程效率,渠道表面平整度高且质量好。施工人员完成衬砌施工以后,通过自动喷淋系统完成养护处理,使混凝土在合适的湿度环境中凝固,提升使用耐久性。

  2.3无人机技术

  在农田水利工程中,无人机技术运用广泛,施工前借助无人机构建地形模型,为后续方案设计及土方量计算提供数据参照。施工阶段可利用无人机航拍,并和三维模型比较分析,明确工程进度,进行土方核算。

  2.4物联网技术与远程监控技术

  对于农田水利工程中的关键施工位置,如深基坑和大坝,可通过安装传感器,对工程状态予以全程监测,监测数据直接被传输至监控中心,进行风险预警处理。施工关键设备也能够通过物联网技术或远程监控技术观察其作业状态,通过风险预防处理,降低施工风险[3]。

  3.农田水利工程中施工方案设计与现场布置

  以小型农田水利工程为例,探究机械化施工技术运用的实际效果。工程概况如下:安徽省宿松县某乡镇小型渠道施工,地区耕地面积超过1000 hm2,基于农业发展实际需要,计划修建提水泵站,并搭建配套设施,运用机械化施工技术修建矩形渠道。

  3.1施工方案设计

  依照农田水利工程项目建设需要,施工作业前先完成渠道改造。渠道的长度约为10 km,并新建田间矩形渠道。无论是新建渠道还是改造渠道项目,都需满足预期的农田灌溉需要,符合当地农业发展实际状况。

  3.2施工现场布置

  正式施工作业前,在施工现场布置拌合场地、原料场地,并调度现场的水电布设。针对工程所需的施工材料,入场前进行质量检验。当材料质量检验达标后,方可准许入场,后续将其摆放到指定的库房或堆放点。针对所用机械设备,也需安排好进场时间,并调整设备运行状态和各项参数,使其在后续使用时可正确运用,避免因设备故障而延误施工。

  4.机械化施工技术运用实例

  以某县小型高标准农田节水灌溉改造项目为例,工程的改造面积约为200亩,工程改造原因是原本的农田水利工程存在水资源浪费过多、人工灌溉需求大及效率低下等问题。

  4.1设计与测绘环节

  采用无人机进行田块航测,得到分辨率较高的影像资料。在数据处理环节,基于软件设备获得正射影像图和数字高程模型,之后由设计人员完成管网布局设计以及土地平整设计,将设计图纸中的内容生成BIM模型,并给出具体的管道材料使用量与土方开挖量。

  4.2激光整平土地

  施工阶段准备激光平地机,然后在田地中架设激光发射器,让其成为水平激光面。平地机得到激光信号后会智能调控铲刀的高度,此时仅需人工控制平地机的作业方向即可,平地机可自主进行挖填操作,完成地表精平施工。运用此种机械化施工技术会提升土地找平效率,且田块高差控制符合标准,为后续的灌溉施工提供良好条件[4]。

  4.3 GNSS技术支持下开挖管网沟槽

  由于传统的人工开挖作业效率较低且沟槽的深浅度不一致,故采用机械化施工技术。准备一台小型挖掘机,运用GPS定位系统辅助施工。将工程预先明确的管网线路设计内容传输到GPS系统之中,挖掘机驾驶人员可以知晓沟槽的预先设计坡度和深度数据,然后结合屏幕指引,明确开挖深度,结合指令精细化施工,可取得令人满意的施工效果,沟槽的深度和平整度满足设计标准。

  4.4管道铺设与安装施工

  在机械化管道铺设与安装施工阶段,运用全自动热熔焊机,通过该设备连接PE管道,此时人工作业量较少,仅需要固定管材即可,后续的对接、加热以及冷却处理均由机械设备完成。此种施工技术的运用可提高管道相连速度,且连接质量符合标准,避免后续管道出现渗漏。

  5.结束语

  在农田水利工程中运用机械化施工技术可提升施工建设速率,解决传统人工作业的局限。将新型技术和新型机械设备运用到工程建设中,可显著提高机械化施工技术作业质量和效率。要结合工程实际需求,明确施工技术运用要点和工艺流程,选择合适的技术种类和材料、设备,进而保证施工作业高效完成,保障农田水利工程的建设质量。

参考文献:

  [1]符汉利.水利施工中机械设备与电气自动化的协同应用研究[J].现代工程科技,2024,3(24):66-69.

  [2]陈洪伟.探索水利工程边坡压实施工机械设备的选择与配置[J].浙江水利科技,2024,52(06):54-58.

  [3]吕敬峰.浅析小型农田水利工程矩形渠道机械设备施工技术[J].中国设备工程,2024,(11):203-205.

  [4]谢迪,李盼。节水灌溉技术在农田水利工程中的应用策略[J].农村科学实验,2025,(15):96-98.