車排子灌區渠道改造方案設計及施工技術

郭　濤

(烏蘇市水利管理站，新疆 烏蘇 833000)

車排子灌區渠道改造方案設計及施工技術

郭濤

(烏蘇市水利管理站，新疆 烏蘇 833000)

摘要：渠道是灌區的水利設施基礎，但目前很多渠線年久失修，破壞嚴重，較大地影響了灌區農業的正常生產，對灌區渠道進行改造翻新已成為重要工作。本文以新疆烏蘇市車排子灌區為實例，介紹了該灌區渠道具體改造方案設計及施工技術，為以后類似的施工提供一定的技術參考。

關鍵詞：車排子灌區；渠道改造；方案設計；施工技術

1工程概況

烏蘇市車排子中型灌區地處歐亞大陸腹地，位于烏蘇市最北端70 km，總灌溉面積為0.94×104hm2，有效灌溉面積0.83×104hm2，是烏蘇市“四區一線”中主要的棉花生產基地。車排子灌區渠道主要存在以下幾個問題：①車排子灌區地處偏遠，地下水位較高，需要設置換填材料防止凍脹破壞；地面坡度小，灌溉渠道橫斷面設計較其他地區斷面要大。這些因素都造成灌區相關輸水設施建設成本及對技術要求較高。②灌區內部分渠道滲漏嚴重，且相關配套建筑跟不上，灌區達不到設計引水流量，灌區難以發揮設計目標。灌區渠系水利用系數為0.53，與設計值0.58存在一定差距。③項目區骨干工程多修建于20世紀六七十年代，因歷史條件限制，工程設計規模小，配套設施不完善，施工比較簡單，施工質量也較差。經過多年運行已嚴重老化，加之資金缺乏，維修也只限于表面，無法從根本上解決工程問題。

2車排子灌區渠道改造方案設計

本次對車排子灌區共計10.40 km的干渠進行改造施工，沿渠線設計布置渠系建筑物共7座，其中農橋2座、節制分水閘5座。

(1)渠道選線方案設計

通過實地勘測，采取沿原渠線布置，采取這種布置方案原因為：①原渠線渠床基礎已成型，渠道穩定性較好；利用原有渠道可減少工程量，方便施工。②原渠道已有伴渠道路，經平整可作為施工道路，大大減少土方開挖量、土地擾動面積，減少水土流失，保護生態環境。

(2)渠道襯砌方案設計

根據已建渠道工程得知：項目區內縱坡較小，需考慮淤積問題。據此本次渠道防滲改造主要考慮兩個方案：預制板襯砌方案和現澆板襯砌方案。具體對比情況詳見表1。比較分析得出：預制板襯砌施工時間可同農業用水時間錯開，不耽誤農時；單位長度造價比現澆混凝土低，施工工藝簡單，可分段施工，工期短。因此，選用預制混凝土板襯砌方案。

(3)渠道的具體結構設計

根據相關規定：預制板渠道糙率范圍在0.016～0.018，據此本設計取0.017。新疆屬寒冷地區，要求渠道混凝土預制板厚度應大于8 cm。工程所用混凝土采用強度標號為C20、抗凍標號為F200、抗滲標號為W6。預制混凝土板的尺寸規格為40 cm×50 cm×8 cm，采用C20細粒混凝土勾縫[1]。

渠道沿線大部分土壤為輕壤土和沙壤土，水深為1.0～1.5 m，據此設計無論是半填半挖或全挖全填形式，渠道的內邊坡系數均取1∶1.5，外邊坡為1∶1.25(渠道斷面圖見圖1)。為防止堤頂雨水流入防滲層，在邊坡的頂部設置封頂，水平封頂板為混凝土結構,其中混凝土強度等級為C20,抗凍標號為F200。板寬30 cm，板厚6 cm，每8 m設一橫縫,伸縮縫寬度2 cm，縫內充填聚苯乙烯泡沫塑料板。此外，因工程區土和地下水都對混凝土具有強腐蝕性，本次渠道工程在預制板下鋪設一布一膜(300 g/0.3 mm)作為防滲材料[2]。

表1　車排子灌區渠道襯砌方案比選分析

圖1　車排子灌區干渠斷面結構示意圖

(4)渠道建筑物設計方案的選擇

水閘是控制水流的關鍵部分，因此要求其結構堅固、密封性好。本項目可選擇的水閘形式有漿砌石水閘和混凝土水閘。其中漿砌石水閘的砌筑斷面較大，糙率較大，過水斷面較大；混凝土水閘施工簡單，過水斷面較小，造價低。本著經濟適用原則，最終設計采取混凝土水閘。

閘室可選擇形式有整體式閘室與分離式閘室。由于分離式閘具有較強的沉陷變形適應能力，適合當地的地質條件，因此采用分離式閘室結構[3]。

3渠道施工技術

(1)渠道結構的施工技術

渠道結構的主要施工工序為：土方開挖、砂礫石墊層鋪筑、混凝土板砌筑、土方回填。施工前先將渠線范圍內雜草雜物清除，渠基清理后進行開挖，開挖形式為機械+人工修坡；之后對基底和邊坡夯實[4]。

邊坡砂礫石墊層施工時，應采用大功率平板振動器+振搗器進行拖振，人工整平，并順坡面再拖振一次，使坡面平整光滑。渠底砂礫石墊層施工，亦采用平板振搗器或蛙式打夯機進行振動碾壓，施工中要求墊層中土的粒徑d≤0.075 mm的含量≤10%，相對密實度Dr≥0.75。砌筑預制混凝土板時應順坡從下向上邊坐漿邊鋪砌，通過板縫間砂漿條來控制板縫寬度，鋪砌完畢后，把縫中雜物清除沖洗干凈，最后填縫。

(2)渠道建筑物的施工技術

渠道建筑物的主要施工為混凝土澆筑、進水閘閘門和啟閉機安裝。在混凝土澆筑時，采用人工配料進料+0.50 m3攪拌機拌和，拌料由人工推膠輪車運至澆筑部位，利用人工平倉，插入式振搗器搗實，分層澆筑，分層不得超過40 cm[5]。

4結語

渠道是灌區的基本組成部分，雖然結構簡單，但是距離長且對整個灌溉系統影響大，因此在設計和施工時應特別注意合理性和質量。車排子灌區渠道經過改造之后，流量和施工質量均滿足設計要求，滿足了灌區的日常使用，保障了農民的經濟收入，取得了較好的經濟和社會效益。

參考文獻：

[1]周建偉，何帥.干旱內陸河灌區節水農業綜合技術集成與示范[J].新疆農墾科技，2005(1)：56-58.

[2]王偉.景電灌區渠道防凍脹技術在節水改造工程中的應用研究[D].蘭州：蘭州大學，2013.

[3]于東興.黃羊灌區漿砌石渠道套襯改造中的若干問題探討[J].甘肅水利水電技術，2012(4)：78-80.

[4]朱克斌.Z灌區續建配套與節水改造項目可行性研究[D].南京：南京理工大學，2013.

[5]王福泰.渠道襯砌破壞原因分析及改造設計與施工[J].甘肅水利水電技術，2005(9)：30-33.

作者簡介：郭濤(1974-)，男，工程師，主要從事水利工程建設與管理工作。

中圖分類號：S277

文獻標志碼：B

文章編號：2096-0506(2016)05-0077-02