寶雞峽塬上總干渠節水改造項目設計方案探析

張亞安

（陜西省寶雞峽工程局，陜西寶雞712100）

寶雞峽塬上總干渠節水改造項目設計方案探析

張亞安

（陜西省寶雞峽工程局，陜西寶雞712100）

針對寶雞峽塬上總干渠存在工程設施老化、渠道襯砌破損、設計標準低、管護設施破損等問題進行調研分析，結合渠道現狀，提出加大設計標準，復核渠道縱斷面比降，合理選擇橫斷面形式，開展渠道襯砌改造，增加渠道防護設施的改造等措施。實施后，社會和經濟效益明顯。

寶雞峽灌區；渠道節水改造；設計思路；方案；效益

1 工程概況

寶雞峽塬上總干渠于1971年建成，由林家村樞紐進水閘起至乾縣壇子坊止，全長170.2 km。灌區地形，在眉縣常興鎮以西為狹窄的黃土陡坡地帶，常興鎮以東則為開闊的黃土塬地帶。總干渠設計斷面為梯形，底寬4.5 m～12 m，渠深3.2～4.6 m，內坡比1：1.1～1:1.5，比降1/1000～1/5000，設計流量50 m3/s～40 m3/s，加大流量60 m3/s～55 m3/s。渠道自建成后，承擔著向下游灌區的輸水任務，具有灌溉、蓄庫等多項重要功能，控制灌溉面積171.91萬畝。渠道年均運行300天以上，是灌區引渭輸水的“脊梁骨”，應重點加強維護修繕。經過近年節水改造等項目的實施，塬上總干渠已累計改造32.446 km，還余137.754 km有待改造。

2 存在問題

（1）工程設施老化失修嚴重。灌區設施經過40多年運行，渠道襯砌板裂縫、鼓肚比較普遍，淤積堵塞使過流能力下降，決口冒堤事故時有發生，損失嚴重。

（2）渠道襯砌板問題眾多。改造段內原襯砌板陽坡厚8 cm～12 cm，陰坡板厚8 cm～14 cm，底板厚10 cm，相對較薄，且板下無膜，混凝土標號為老140#。經過幾十年的運行，砼受碳化、剝蝕、凍脹、裂縫等因素破壞，已不能完全防滲、防沖，板面灰漿脫落，部分出現細小裂縫，特別是底板和陰坡板出現裂縫、鼓肚、滑落現象嚴重，失去防滲作用；伸縮縫填充物老化遺失，成為滲水通道。

（3）建筑物設計標準低。因老化失修，破爛不堪，跨渠橋梁承載能力和寬度已不能滿足現代交通和農業生產機械化日益發展的要求，引水設施銹蝕腐朽，啟閉失靈，加上渠道淤積，很多已無法正常運行，亟待改善。改造段內建筑物，農橋橋面板斷裂，鋪裝層破爛，影響運行安全；斗門老化破損嚴重，多處啟閉困難，斗門板遺失，無法正常使用。

（4）工程管護設施破損嚴重。北索段管護房屋35間，為七十年代建成的土木結構房，經過四十多年使用，房屋整體破爛不堪，存在墻體裂縫和屋頂不同程度漏雨問題，部分倒塌，絕大多數已不能入??；常興站管護平房為磚混結構，屋面不同程度漏雨，瓦房為土木結構，房屋破爛不堪，木機構腐朽松散，部分屋頂嚴重漏雨，墻面脫落裂縫，地面潮濕不平，職工生活條件艱苦。

3 改造方案

3.1 改造思路

堅持民生優先，著力解決群眾最關心最現實的引水灌溉、涉水交通問題；堅持統籌兼顧，注重興利除害結合、防災減災并重、治標治本兼顧，多方提升工程綜合效能；順應自然規律，合理開發、優化配置、全面節約、有效保護水資源；堅持技術先進、經濟合理、安全可靠、管理運行方便原則；依靠科技進步，因地制宜采用新技術、新材料、新工藝，加強管理，創建優質工程；改造方案要結合現狀，充分利用原有設施，做到新老設施配合良好。

3.2 項目建設內容

本次塬上總干渠改造共計2.30km，樁號為134+750～137+050，地處開闊的黃土塬地帶，全部為襯砌改造；拆除新建各類建筑物5座，其中農橋3座、斗門2座。分別改造北索段、常興站管護設施145.64 m2、596.11 m2。渠道安全防護新建鋼波護欄12.575 km，鋼絲網防護1.892 km，橋梁防護15座。

4 工程設計方案

4.1 渠道流量

根據調查資料，0+000～108+083段設計流量為50 m3/s，加大流量為60 m3/s，108+083～108+634段計流量為50 m3/s，加大流量為55 m3/s，108+634～109+552（韋水倒虹）設計流量52 m3/s，加大流量55 m3/s，109+552～110+030設計流量50 m3/s，加大流量55 m3/s，110+030～131+717設計流量45 m3/s，加大流量55 m3/s，131+717～170+208設計流量40 m3/s，加大流量55 m3/s。由于灌區面積基本沒有改變，所以本次改造維持原設計流量不變。

4.2 渠道縱斷面

以塬上總干渠漆水河渡槽出口和總干四支渠進水閘為控制點，組織復核項目改造段渠道的比降，經復核該段渠道設計比降為1/4000。根據現場勘測和調查分析，改造渠道原設計比降基本合理，本次改造維持原設計比降不變。

4.3 渠道橫斷面

根據近幾年渠道改造工程實踐，灌區干支渠道改造橫斷面形式選擇情況如下：設計流量大于9 m3/s，選擇弧腳梯形斷面或梯形斷面；設計流量在3 m3/s～9 m3/s時，選擇弧腳梯形斷面或弧底梯形斷面；設計流量在1 m3/s～3 m3/s時，選擇弧底梯形斷面或U形斷面。

塬上總干渠134+750～137+050段設計流量為40 m3/s，依據《灌溉與排水渠系建筑物設計規范》和《陜西省大型灌區續建配套與節水改造工程實施方案設計大綱》，橫斷面形式可以選擇弧腳梯形斷面和梯形斷面兩種。該渠段現狀為梯形斷面，若改為弧腳梯形斷面土方工程量大，施工工期長；而采用梯形與現狀斷面易于結合，土方工程量少，施工期短，因此該段渠道決定采用梯形斷面，渠底寬7.8 m，渠深4.3 m，內坡比1∶1.25。

4.4 渠道襯砌

本項目改造渠道襯砌，采用全斷面現澆砼板膜復合結構，板下鋪設一布一膜復合土工膜。統一采用膜厚0.5 mm、基布150 g/m2的復合土工膜，渠道襯砌砼標號為C20 W6 F50。渠道襯砌底板等厚16 cm，坡板采用楔形板，按照渠道陰陽坡分別設計襯砌板厚度，陽坡板厚10 cm～16 cm、陰坡12 cm～16 cm。本次改造段縱向伸縮縫沿兩側坡板與底板相交處設兩道，橫向伸縮縫每隔4 m設一道，同時在新舊襯砌板相接處及斷面變化處設橫向伸縮縫。伸縮縫斷面為梯形，上口寬3.0 cm，下口寬2.0 cm，伸縮縫先用M10水泥砂漿封底，再熱灌聚氯乙烯膠泥，最后用M10水泥砂漿封口。

4.1.1 渠道改造

（1）渠道襯砌改造工程

主要為土方、砼工程。施工按渠道清淤—土模整形—土工膜鋪設—砼澆注—伸縮縫處理的工序進行。

渠道土方開挖包括渠堤整平鏟除和渠基清理整形，工程量相對較大，對大渠道以機械開挖為主，人工為輔整形，小渠道以人工清理為主，機械挖運為輔；破舊砼板人工拆除裝車，運至指定棄渣場堆埋；渠道斷面殘缺部分采用局部填筑補齊的方法修補，填筑寬度應較設計加寬50 cm以上，以滿足一個蛙式電夯機的正常工作，最終按整修渠槽的方法修整渠道基槽，挖除填筑時加寬的多余土體。回填土不得含有雜草、樹根等，杜絕凍塊或大顆粒濕土出現，以減少基礎沉陷因素。

渠道現澆砼用移動式拌合機拌合、翻斗車或架子車運輸，機械振搗，采用分塊跳倉法施工，同一澆筑塊應連續澆筑，原漿收面，施工時入倉砼應均勻及時，不得堆積，嚴禁在倉內加水；斗門、橋梁等砼在澆注地現場拌合，人工灰斗車運輸，嚴格按立模、振搗澆注、養護、脫模的工序進行，在構件砼強度未達到70%以上時，不得提前脫模、移位，橋面板架設采用起重機吊裝，人工輔助定位。

（2）建筑物砼預制

按項目區分別預制，預制場地利用堤頂道路或附近空閑地帶，運至工地備用；為確保進度和安全，施工時封堵堤頂交通。橋梁預制板架設采用5 t～50 t吊車吊裝，人工配合定位。

4.4.2 渠道防護

（1）鋼波形護欄工程

施工前先清除立柱周圍雜草和樹根，將打立柱地方的砼導沿石挖出，將砼導沿石裁掉立柱寬度，立柱位置在導沿石中間。然后用打樁機捶打立柱，施工時作好控制測量，確保立柱垂直度和柱頂高度，在打立柱樁過程中，要嚴格按照圖紙規定，打到要求位置、尺寸，不得打歪，當打入過深時，不得將立柱部分拔出加以糾正，須將其全部拔出，待基礎壓實后再重新打入。打好立柱后，在安裝護欄板過程中要緊固螺栓、螺帽，達到平穩安然要求。最后將砼導沿石重新安好。

（2）鋼絲網防護工程

鋼絲網基礎采用人工開挖，開挖至底部標高時，對原地表進行夯實處理，埋設護欄立柱并現澆C20砼基礎。然后進行外側土方回填，施工時要求分層對稱進行，每層回填厚度不超過30 cm。最后進行防護網安裝。

（3）管理房新建

常興、北索兩處管護房抗震烈度為七度，耐火等級為二級，屋面防水等級Ⅲ級。磚基礎下設3∶7灰土墊層，基礎、頂均設鋼筋砼圈梁，隔間設構造柱，磚砌內外墻?，F澆房屋面板計挑檐。窗為塑鋼推拉窗，門為彩色鋼板門。屋面設防水層，保溫層，室內地面、臺階為地磚，散水為砼。外墻噴刷涂料，內墻、頂棚刷乳膠漆。屋面為不上人屋面。管護房院內規劃道路及綠化園區。除綠化及建筑用地外，其余地面均采用C20砼硬化。以達到經濟、美觀、實用目的。

5 結語

本次寶雞峽塬上總干渠節水改造項目實施后，年可節約水量21萬m3，增引適時水量65萬m3，灌溉效益為69.2萬元，渠道引輸水能力、渠系水利用系數和灌溉保證率都有所提高，運行更為安全。工程內部收益率為10.9%，大于經濟基準收益率8%；經濟效益費用比1.19，大于1.0。經濟、社會效益明顯，說明項目方案設計經濟合理。

S277

B

1673-9000（2017）04-0178-02

2017-01-08

張亞安（1974-），男，陜西岐山人，助理工程師，主要從事水利水電工程建設管理工作。