王鋪灌區李莊泵站出水渠襯砌方案比選

張 偉

（聊城市東昌府區水利局，山東 聊城252000）

王鋪灌區位于聊城市東昌府區西北高亢區，涉及梁水鎮鎮、斗虎屯鎮2個鎮，設計灌溉面積1.576萬hm2。灌區內渠道多為土渠，淤積嚴重，渠系水損失較大，且配套建筑物不完善。為了提高整個灌區灌溉水的利用率，確保灌區灌溉效益的充分發揮，2016—2017年，灌區管理處對王鋪灌區進行了節水配套改造。李莊泵站建設及出水渠襯砌屬于王鋪灌區節水配套改造項目2017年度的建設內容之一。李莊泵站位于馬頰河與聊臨路交匯處下游，馬頰河左岸，樁號62+945。其出水渠利用現有的聊臨路邊溝，為土渠，渠內雜草叢生，土質多為沙壤土，渠系水損失較大。因此采取渠道襯砌防滲工程措施，減少渠水滲漏。

1 渠道斷面設計

根據項目實施方案所確定的引水點高程，結合渠道沿程控制建筑物的引水條件，參考渠道沿線地面坡度，確定渠道比降為1/8000。由于是對現有灌區進行節水改造，出水渠已是成型渠道，按照不影響控制性建筑物的使用和不增加新征占地的原則，最大限度地利用現有渠道裁彎取直，對渠道的中心線進行合理地調整。根據渠床的土壤巖性，并考慮盡量減少挖筑土方工程量，確定邊坡系數為1∶2。聊城市灌區渠道斷面現狀多為梯形單式斷面，因此本文橫斷面設計及襯砌形式均采用梯形斷面。

根據《灌溉排水工程設計規范（GB50288-2018）》，渠道橫斷面設計應能滿足渠道邊坡穩定及沖淤平衡，有足夠的輸水能力，工程造價合理。采用明渠均勻流計算公式進行計算和校核。

式中：Q為渠道設計流量，m3/s；A為渠道過水斷面面積，m2；C為謝才系數；R為水力半徑，m；i為渠道比降。

2 渠道襯砌方案比選分析

2.1 襯砌方案

近幾年來，聊城市東昌府區對境內多條分干渠、支渠進行了襯砌治理，主要采用預制混凝土板鋪設、現澆混凝土板鋪設及砌石護坡3種形式。3種形式防滲材料的特點、適用條件、適用年限、防滲效果等都不相同。

1）預制混凝土板鋪設抗變形能力強，糙率小，施工速度快，便于管理，但對坡面整平要求較高，板的接縫多，防滲能力較差。2）現澆混凝土鋪設表面平整光滑，抗沖性和耐久性較好，施工工序簡單，便于施工管理，但抗變形能力相對較弱。3）砌石防滲抗凍、抗沖、耐磨、耐久性較好，使用年限較長，具有較強的穩定渠道作用。砌石襯砌結構對施工質量和施工工藝的要求非常高，是依靠施工質量保證防滲效果的。砌石護坡不易采用機械化施工，施工質量較難控制，影響防滲效果。砌石襯砌造價相對較高，適用于石材來源豐富的地區。

2.2 襯砌方案比選

現對李莊泵站出水渠進行襯砌方案比選，長度210m。通過對工程投資、適宜條件、優缺點等方面的比較，確定最終的襯砌方案。

方案一：漿砌塊石護坡。渠道按照設計斷面開挖后，對兩側邊坡進行整平、壓實，采用22cm厚M10漿砌塊石護坡，渠底采用30cm厚M10漿砌塊石護底。

方案二：土工布加混凝土預制板防滲襯砌。渠坡采用混凝土預制板（6cm厚），混凝土板下鋪設土工織物（具體采用復合土工膜或者是土工布，根據渠道滲漏情況定）。襯砌的坡腳設M1050cm×50cm漿砌塊石齒墻。

方案三：土工布加現澆混凝土板襯砌。渠坡、渠底均采用10cm厚C20混凝土現澆板，混凝土板下鋪設土工織物。

具體方案比較見表1。

表1 襯砌方案比選

根據本工程的特點，方案比較主要考慮的指標有：1）防滲性；2）耐久性；3）穩定性；4）施工難易程度及工期等。通過綜合比較，結合灌區已有經驗，本次襯砌選用防滲能力較強且造價適中的現澆混凝土板襯砌的形式。由于現澆混凝土襯砌渠道的糙率在0.012～0.025之間以及參照灌區已襯砌渠道設計糙率0.017的運行實踐，通過綜合分析，確定襯砌后渠床糙率采用0.017。

2.3 襯砌混凝土現澆作業

渠道混凝土現澆作業包括：1）削坡后，鋪設土工布，下入反濾層石子；2）支護安裝模板；3）機械澆筑混凝土，人工初步找平，隨澆隨振，利用汽油機振動尺振實，振動棒振實模板邊緣，避免漏漿；4）汽油磨光機進行磨光、提漿；5）壓光機壓光后，再人工精細抹面壓光；6）待混凝土凝固后，覆蓋薄膜進行養護。

施工時應注意以下幾點：

1）鋪設土工布前，檢查基面平整度、回填土是否夯實，復核基面高程與尺寸，模板是否合格，確保模板邊緣不漏漿，確定上述環節無誤后，才可進行下一步的施工。

2）為了保證混凝土現澆質量，應跳倉、錯縫澆筑。一般渠道混凝土的施工順序為先坡后底再壓沿。跳倉法即是澆筑完成一部分后等一段時間再進行新的澆筑作業，完成下一部分。待已澆筑部分凝固變硬后，方可進入后續的施工。

3）振搗是混凝土現澆作業的重要環節，通過選用合適的振搗設備，按照操作流程進行規范操作，確保振搗到位，避免出現漏振、欠振等現象，有利于磨平、壓光、收面。

4）待混凝土澆筑終凝后，要做好養護工作，可用塑料薄膜覆蓋，養護時間≥15d，避免出現裂縫等現象。

3 結語

通過對王鋪灌區李莊泵站出水渠襯砌形式的比選，選擇了防滲能力較強、便于施工且造價適中的現澆混凝土板的襯砌方案，可以達到較好的防滲效果。渠道襯砌是灌區設計的主要內容，通過選用最適用的襯砌方案，能夠達到提高灌溉水利用系數，增加灌溉效益的目的。