喀什噶爾河流域灌區改造防滲渠設計方案比選

張 濤

（新疆伊犁州水利電力勘測設計研究院，新疆 伊犁 835000）

1 工程現狀

喀什噶爾河流域伽師縣灌區的九鄉干渠修建于20世紀60年代，全長36.25km。渠道起點接八九鄉分水閘開始，終點至36+249阿拉庫節制分水閘結束，全長36.25km，本次改建36.25km。現狀為土渠，渠道斷面為寬淺式，渠道現狀地面坡降1∶2500～1∶1700，低液限黏土、局部夾低液限粉土與粉土質砂，本區屬微—中等透水層。渠線較順直，為挖方渠道。

2 存在問題

2.1 水量蒸發、滲漏損失嚴重

九鄉干渠現狀渠道上口寬5～18m，蒸發損失大。干渠現狀為土渠，0+000～18+000段渠道斷面較大，上口寬10～18m。地層巖性主要為低液限黏土、局部夾低液限粉土與粉土質砂，具有中等透水性。該渠現狀渠道水利用系數0.86，水量損失大，蒸發、滲漏損失大，不僅抬高了地下水位，還加重了灌區土壤次生鹽漬化。

2.2 渠道現狀淘刷嚴重

根據現狀調查，渠道淘刷嚴重，渠道上口寬寬窄不一，渠深較小，造成水量浪費。渠道上現狀建筑物墩部有淘空現象，閘后已沖出深坑，難以滿足原有功能。

2.3 渠道過流能力不足

伽師縣九鄉干渠灌區經過多年的發展，灌區灌溉面積增加，九鄉干渠控制灌溉面積已達0.986萬hm2，九鄉干渠原設計流量10m3/s，0+000～18+463段渠道斷面沖刷，實際斷面較大，實際運行能力大于10m3/s，但是部分渠道邊坡破壞嚴重，渠深不足2.0m，樁號18+463～36+249段實際運行能力不能滿足原設計流量，渠道滿渠運行無法滿足下游灌溉需水量。

2.4 渠系、管理設施及體制不完善

現狀項目區渠系及渠系建筑物不配套，現狀全部渠道均沒有量水、測水設施，另外渠系配套建筑物因年久失修，已失去其應有功能。渠道沿線農民隨意扒引水口中，毀壞渠道，灌溉用水浪費嚴重。

3 設計方案比選

根據渠道沿線地層巖性、地下水埋深及滲透性，渠段全段地層巖性主要為低液限黏土、局部夾低液限粉土與粉土質砂，具有中等/弱透水層，要采取防滲型式［1-6］。0+000～7+000段渠道設計為挖方渠道，地下水埋深與設計渠底齊平，水位高程1207.47～1207.24m。地下水位受灌溉用水的控制，季節性變化幅度較大，年際變幅：-0.5m，本次勘探地下水時期為1月中旬，屬高水位期，預計低水位期地下水位將下降：0.5～1.0m。此段地下水位埋深較淺，渠底宜采用透水襯砌方案。主要考慮以下4種防沖、防滲材料進行比選。

3.1 渠底現澆混凝土、打排水孔+邊坡現澆混凝土（方案1）

渠底自外向里依次為10cm，C20現澆混凝土板，板上設4個φ110mmPVC排水孔，孔內采用0.5～2cm小石子填充，外包一層200g/m2無紡布并用鉛絲連續捆扎。板下鋪設35cm厚砂礫石防凍墊層，邊坡自外向里依次為10cmC20現澆混凝土板，板下鋪設35cm厚砂礫石防凍層，渠道底寬3.0m，渠深3.1～2.0m，邊坡坡比1∶1.75，如圖1。

圖1 方案1

3.2 全斷面雷諾護墊（方案2）

橫斷面結構，渠底、邊坡自外向里依次為17cm厚雷諾護墊，下設20cm厚砂礫石墊層，渠道底寬3.0m，渠深2.1m，邊坡坡比1∶2.0，如圖2。

圖2 方案2

3.3 邊板現澆混凝土，底板雷諾護墊（方案3）

渠底自外向里依次為17cm厚雷諾護墊，下設無紡布+20cm厚砂礫石墊層，邊坡自外向里依次為10cmC20現澆混凝土板，板下鋪設35cm厚砂礫石防凍層，渠道底寬3.0m，渠深2.1m，邊坡坡比1∶1.75，如圖3。

圖3 方案3

3.4 全斷面棄料石（方案4）

全斷面為40cm厚棄料石，渠道底寬3.0m，渠深2.1m，邊坡坡比1∶2.0，如圖4。

圖4 方案4

以上4個方案渠道左側渠堤寬取2.5m，右側取4.0m，右側渠頂兼作管理道路。

各方案優缺點比較：

（1）方案1。具有糙率低、斷面整體性好、結構性強等特點，但現澆混凝土不利于施工搶修，對施工期的控制性大，有一定透水性。主要缺點為開孔施工困難。此方案渠道設計斷面最小，土方量最小，工程投資最低。

（2）方案2。透水性好，糙率高、抗淘刷、磨損能力最強，施工方便，運行安全，不會產生凍脹破壞，雷諾厚度較薄。對卵石要求高，施工質量不易控制，防滲性能較混凝土板差。工程投資比方案1高。

經現場調查，工程所需卵石料可從疏附縣烏帕爾鄉購買，儲量豐富，平均運距150km。卵石儲量豐富。

（3）方案3。透水性好，糙率低、斷面整體性好、結構性強，施工方便，運行安全，不會產生凍脹破壞，雷諾厚度較薄。工程投資在方案1和方案2之間。

（4）方案4。糙率較高、抗淘刷、耐磨損，方便施工、工期稍長，需要人力較多，質量難以保證。棄料石厚度比雷諾護墊厚，工程投資最高。

各方案投資如表1，表2。

表1 各方案投資比較

表2 各方案項目比較

4 結語

綜合比較渠道襯砌材料從工程施工、工程投資、抗沖、抗磨損、使用壽命、運行安全等各方面的性能，方案1投資最低，且各項性能均滿足設計要求。