淺談新疆裕民縣某調(diào)水工程渠道優(yōu)化設(shè)計方案

〔摘要〕文章介紹了在山區(qū)施工的傍山渠，施工難度大，山勢陡峭的情況下渠道施工方案的優(yōu)化設(shè)計。

〔關(guān)鍵詞〕渠道；渠道工程方案比選；工程方案優(yōu)化設(shè)計；

1 背景資料

工程位于新疆塔城地區(qū)裕民縣境內(nèi)，是一座以灌溉為主的引水渠道，優(yōu)化設(shè)計選用φ1m預(yù)制砼管，總長6.9km，設(shè)計流量1m3/s，平均縱坡i=0.0025。

原工程渠道總長6.9km，設(shè)計引水流量為1m3/s，平均縱坡為0.0025。渠道橫斷面為梯形，上口寬4.02m，底寬0.6m，設(shè)計邊坡為1：1.5，渠深1.2m。

2 優(yōu)化設(shè)計原因分析

本次優(yōu)化設(shè)計只針對渠道，主要原因為0+050～4+000為傍山渠，山勢陡峭，施工難度大。

（1）從工程地質(zhì)分析，渠道右岸多為尖頂，山勢陡峭，局部滑落嚴重。從現(xiàn)狀老渠道分析，碎石滑落對老渠道破壞嚴重，渠道內(nèi)堆滿碎石，現(xiàn)已無法正常通水。

（2）從施工分析，梯形渠施工分析：原設(shè)計梯形渠上口寬4.02m，底寬0.6m，渠深1.2m，右岸伴渠道路長6.9km，路寬4m，挖方量較大，從現(xiàn)場勘察，高邊坡處理及場內(nèi)運輸難度大，渠道開挖斷面作業(yè)面較大，。

砼管施工分析：選用φ1m預(yù)制砼管，取消右岸伴渠路，只保留1.5m行人便道，施工道路調(diào)整到山體坡腳河床內(nèi)，減少了山體的開挖，縮窄了開挖作業(yè)面，預(yù)制好的成品從河床施工道路上采用吊裝施工，解決了現(xiàn)澆方案中原材料運輸問題，因此，施工相對簡單。

（3）從工程造價分析，優(yōu)化前概算投資為688.37萬元，優(yōu)化后概算投資為617.34萬元，減少了71.03萬元。

3 優(yōu)化方案設(shè)計

3.1方案擬定

根據(jù)下游灌區(qū)的引水要求，本階段在橫斷面設(shè)計中考慮以下兩種方案進行優(yōu)化比選：

方案一：渠線采用預(yù)制混凝土管，渠線平均縱坡i=0.0025，設(shè)計引水流量為1m3/s，經(jīng)計算，選用φ1m預(yù)制混凝土管。

方案二：渠線采用預(yù)制混凝土U型渠與預(yù)制混凝土管相結(jié)合，根據(jù)地形，樁號0+550～1+270傍山渠線段采用φ1m預(yù)制混凝土管，原因是傍山渠線右岸山勢陡峭，左岸局部滑落嚴重。其余渠線段選用預(yù)制混凝土U型渠。

綜上，本階段推薦方案一。

3.2優(yōu)化方案設(shè)計

3.2.1 管道設(shè)計

本工程改造管道總長6.9km，選用φ1m預(yù)制砼管，壁厚120mm，單根預(yù)制長度2m，設(shè)計流量1m3/s，平均縱坡i=0.0025，分縫處采用聚氨酯填縫。管頂回填土厚0.5m，管底基礎(chǔ)鋪筑10cm厚的砂礫石墊層，砂礫料墊層中粒徑d≤0.075mm的顆粒含量≤10%，砂礫石墊層相對密度Dr>0.75。

3.2.2 水力計算

預(yù)制砼管長度L=6920m>15h=15×0.74=11.25m，水力計算用迭代公式計算：

式中：Q—流量，m3/s；

A—過水斷面面積， ；

X—濕周，

C—謝才系數(shù)，

h—圓管水深， ；

R—水力半徑，R=A/X；

i—底坡。

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計規(guī)范》SL-2014，設(shè)計流速不宜小于0.6m/s，本工程設(shè)計流速為：1.58～1.60m/s，滿足規(guī)范要求。

3.3施工特點

樁號0+000～4+000為峽谷區(qū)傍山管道，主要為巖石挖方段，山勢陡峭，這樣造成施工場地不開闊，機械設(shè)備選型受到約束，施工機械效益受到影響。通過現(xiàn)場踏勘，本次優(yōu)化設(shè)計把施工道路調(diào)整到山體坡腳河床內(nèi)，河床內(nèi)工作面滿足施工機械設(shè)備要求，因此本工程預(yù)制砼管施工采用吊裝施工，預(yù)制好的砼管從河床施工道路上吊裝施工，選擇吊裝設(shè)備和運輸能力與預(yù)制砼管吊運相適應(yīng)，以保護砼運輸?shù)馁|(zhì)量。

〔參考文獻〕1、《混凝土渠道及其附屬建筑物系列設(shè)計圖集》 U形混凝土襯砌渠道設(shè)計圖

孫競武 ：2011.03.01

2、《渠道防滲工程技術(shù) 》 混凝土防滲 中國灌溉排水技術(shù)開發(fā)培訓(xùn)中心 水利 1998.03

3、《灌溉渠道襯砌》 渠道襯砌的設(shè)計和施工 D.B.克拉茨 水利 1980.02

4、《梯形斷面渠道水利計算》 渠道水力計算表 波斯拉夫斯基 水利 出版日期：1958.08

作者簡介：馬萬龍（1988年-），男，回族，甘肅張家川、塔城地區(qū)水利水電勘察設(shè)計院；助理工程師、工程學(xué)士；主要從事水利水電工程勘察、規(guī)劃設(shè)計工作。