霍爾果斯總干渠渠道斷面方案比選及細部設計分析

田文旭

(伊犁花城勘測設計研究有限責任公司，新疆 伊寧835000)

1 工程概況

霍爾果斯總干渠長1.924 km，設計流量為30 m3/s，渠道通過二渠首引水，向灌區東風干渠、可克達拉干渠、卡拉蘇干渠以及紅干調節渠輸水。霍爾果斯總干渠K0+000 ～K0+120 段已防滲改建，K0+120 ～K1+924 段為本項目計劃防滲改建段。霍爾果斯總干渠K0+120 ～K1+924 段渠道左側為林帶、果園、耕地，渠道右側渠K0+229.57 ～K0+323.74 段為已建六十二團水廠引水口防護段，其他段大部分為荒草地，距離霍爾果斯河防洪堤30 ～40 m，因此，霍爾果斯總干渠沒有可選擇的合適的新渠線，本次工程擬在原渠道上防滲改建［1］。

2 渠道橫斷面方案比選

根據現狀渠道斷面和地質資料，渠道表層土巖性以低液限粉土為主，具有凍脹性，渠道底部為卵石，具有非凍脹性，渠道渠底漿砌石質量較好，現狀穩定、規整，邊坡漿砌石質量較差、變形嚴重，防滲效果較差。結合渠道現狀襯砌材料為干砌石及漿砌石，斷面型式為梯形斷面以及渠道坡降較大等因素，選取霍爾果斯總干渠K0+120 ～K0+229.57 段做為典型，進行方案比選。

霍爾果斯總干渠渠道縱坡大、流速高，對渠道具有一定的沖刷，目前可供選擇的、使用較為普遍的防沖刷的渠道防滲材料主要有現澆混凝土板、漿砌石及預制混凝土板。

在可選的襯砌材料中，混凝土預制板抗沖流速應≤2.5 m/s，而本工程由于渠道設計流量和縱坡大，流速基本在2.5 m/s 以上，且從現場踏勘來看，渠床中尚有一定數量的較大粒徑的推移質，混凝土預制塊襯砌的渠道接縫多，整體性較差，同時預制板由于模版以及制作工藝等因素，板厚相對現澆板較薄，抗沖抗磨性能較低，因此在本次工程渠道襯砌材料比選時僅可選擇現澆混凝土板和漿砌石兩種材料進行分析比較確定［2］。

1)方案一:保留原渠道襯砌材料，采用弧形坡腳梯形斷面，襯砌型式采用5 ～30 cm厚C20 混凝土找平層+20 cm厚C30 現澆混凝土板。

2)方案二:保留原渠道襯砌材料，采用弧形坡腳梯形斷面，襯砌型式渠底采用5 ～30 cm厚C20 混凝土找平層+30 cm厚C25 細石混凝土砌卵石，邊坡采用5 ～30 cm厚C20 混凝土找平層+20 cm厚C30 現澆混凝土板襯砌方案。

3)方案三:保留原渠道襯砌材料，采用梯形斷面，襯砌型式采用5 ～30 cm厚C20 混凝土找平層+20 cm厚C30 現澆混凝土板襯砌方案。

對以上3 個方案從工程投資、施工工期等方面進行方案技術、經濟比選，其比選詳見表1。

表1 渠道斷面方案比選

從以上3 個方案構成來看，3 個方案均是渠道工程實際中常用方案，均能滿足工程的防滲，防沖需要。

分析本工程特點:霍爾果斯總干渠為灌區內的續灌骨干渠道，從現狀渠道兩側情況(左右兩側多為耕地、林地或生產道路)來看，渠線兩側從占地考慮，方案三占地較少，并且現狀斷面也為梯形斷面型式，由此找平層量最少。從工程投資方面來看，方案三主體工程投資較為經濟。同時，本地區東風干渠、六十一團東干渠等渠道2012 年防滲改建中，渠道橫斷面設計均采用方案三的襯砌型式。因此，從占地和工程投資及渠道安全運行等方面考慮，同時結合工程實際，本階段推薦方案三，即保留原渠道干砌石，在原斷面干砌石上采用C20 混凝土找平后采用現澆混凝土板襯砌梯形斷面方案作為推薦方案。

3 渠道縱斷面設計

霍爾果斯總干渠防滲改建工程渠道起點位于樁號K0+120 隔墻處，終點位于K1+924 分水閘處，總長1.804 km，起點K0+120 隔墻處底高程954.18 m，終點K1+924 分水閘底高程928.64 m。根據實測資料，在滿足引水水位和渠道不沖不於流速的條件下，調整渠道縱坡，同時考慮防滲改建后，渠道上下游水位平順連接，各渠段縱坡及斷面盡可能一致，并結合地形，設計縱坡使工程量盡量減少，進行縱斷面設計。

由于霍爾果斯總干渠K0+000 ～K0+120 段渠道已防滲，渠道終點K1+924 處東風干渠、可克達拉干渠分水閘也在2012 年改造完成，結合本次渠道防滲措施為在原渠底上襯砌，所以渠道首端、末端需要和原渠道平順連接，渠道其余段盡量按原渠道縱坡設計，以減少原渠道漿砌卵石拆除量，降低工程投資。調整后，渠道設計縱坡為7.3‰～34.9‰。各段渠道縱坡及控制點高程見表2。

表2 霍爾果斯干渠渠道設計縱坡統計表

［1］劉煥芳.渠道襯砌的泥沙磨損及其防治措施［J］.水利水電技術，1993(02):59－61.

［2］徐洪國.渠道襯砌幾個問題的探討［J］.節水灌溉，2001(06):67－68.