甘肅省灌溉渠系改建配套技術要點

靳彥榮

（天水市水利水電勘測設計研究院有限公司，甘肅天水 741000）

甘肅省灌溉渠系改建工作的落實需要注意堅持因地制宜等原則，為降低成本投入，改建過程中使用的材料應盡可能就地取材。同時，從農業生產的角度出發，對以往渠系中不合理的布局進行改建襯砌，全面規劃出更加合理的布局，適應田間渠系的分布需求。甘肅省灌溉渠系改建工作屬于技術性很強的建設項目，應始終堅持“群眾自辦，國家輔助”的原則，同時提高規劃建設的科學性，盡可能提升改建的經濟和社會效益。

1 灌溉渠系布置形式

1.1 河西山水灌區

該區域的地形比較開闊，且地面有較大的坡度，周邊土層情況為上游薄下游厚，地下水位很低，因此整體灌溉面積也較大。原本的灌溉渠系設置在地面坡度比較平緩的位置，整體按照干、支、斗、農、毛及地頭溝進行五級和六級展開布置。通常系統中的干、斗、毛渠與等高線呈垂直狀態，而支、農渠和地頭溝則與等高線相互平行。

該區域的支渠之間的距離通常為1 500～2 500 m，斗渠間距單側灌水能夠達到400 m 左右，雙側可以達到800 m 以上。整個灌溉渠系設計流量為0.3～0.6 m3·s-1，可以覆蓋53.3～166.7 hm2的灌溉面積。基本系統中農渠的間距比較平均，在200 m 左右，流量在0.1 m3·s-1左右，能夠覆蓋8 hm2左右的灌溉面積［1］。

1.2 河西泉井水灌區與河東河川灌區

由于兩種灌區的地形情況比較接近，在此合并闡述。灌區沿著河流的兩岸分布，形態長且較窄，灌溉渠系分為干、斗、農或地頭溝三級，其中的干渠與等高線相互平行，布置方向順著河流。而斗渠則垂直于等高線布置，間距能夠達到200 m 以上，流量也至少可以達到0.1 m3·s-1，覆蓋農田面積在20.0～46.7 hm2。在兩個渠系當中，農渠和地頭溝都和等高線平行，且布置在梯田的上方，間距基本和農田條寬相似，即30～70 m，流量30～50 L·s-1。

1.3 川臺提水灌區

川臺地通常位于中部的干旱區域，其整體范圍一般不大，且域內的土層很厚，地下水位也不高。土壤性質通常是濕陷性的黃土，灌溉渠系的配置與河西泉井水灌區和河東河川灌區基本一致。

2 灌溉渠系改建配套技術要點

2.1 防沖防滲

灌溉渠系改建工程中，渠道的防滲和防沖襯砌效果，與所使用的材料質量息息相關［2］。在甘肅省灌溉渠系中，常見的有以下5 種。1）干砌卯石。這種材料一般在戈壁沙礫和卯石比較多的位置使用［3］，在應用過程中只需要注意控制堆砌工作的落實質量和后續維修的難度即可。隨著石縫內泥沙的淤積，灌溉渠系的防滲效果也會逐漸提高，整體工作效果在土渠與漿砌石之間。2）干砌卯石灌細粒混凝土。這種材料更適用于卯石土滲漏和沖刷影響比較嚴重的區域，具有較好的防沖和防滲效果，尤其是和干砌卯石相比，效果提升比較明顯，幾乎可以和漿砌石的效果相媲美。3）漿砌卯石襯砌。這種材料的襯砌方式更適合在卯石較多且基土滲漏及沖刷情況比較嚴重的位置。其優勢在于防沖防滲的效果比第2 種效果更好，可以就地取材，但需要注意成本控制工作。4）混凝土襯砌。這種方式和材料適合在大卯石少的位置，落實后的效果與漿砌卯石比較相似。工作人員在使用此種材料時，通常會配合預制安裝的技術，降低在灌溉間歇施工的難度。5）水泥土襯砌和原土、灰土的夯實。這種材料和方式適合在地面坡度不高的位置使用，若在甘肅省灌溉渠系改建過程中使用，則水泥和黃土之間的比例需要控制在1 ∶6～1 ∶10，也可以將原土翻夯壓實40 cm 左右，配合襯砌混凝土板也能達到防滲效果。

2.2 襯砌渠道伸縮縫

大量的實踐工作表明，在漿砌石渠道當中可以不設置伸縮縫，而混凝土襯砌渠道當中通常會每隔5～10 m就設置一條伸縮縫。填縫材料通常是瀝青油氈、1 ∶4 的瀝青砂板條、1 ∶1.4 的瀝青石棉粉等，這幾種材料在低溫環境下也不會產生嚴重的變形。甘肅省有部分區域使用的是聚氯乙烯膠泥作為填縫材料，這種材料在低溫下的變形性能有優勢，可以和混凝土實現有效地粘結，在使用時，其重量配合比應注意符合實際情況。

填縫劑的制作工藝為：在120 ℃的環境下使煤焦油脫水，并在此過程中清除雜質；定量稱取脫水之后的煤焦油和聚氯乙烯等材料，將煤焦油加熱至120 ℃后陸續添加除粉煤灰外的其他材料，持續攪拌約30 min，待所有材料基本熔化后加入粉煤灰，維持溫度在100～110 ℃，攪拌均勻即可。

2.3 確定渠道配水制度、流量和水位高程

渠道配水制度和流量的規劃合理程度會影響渠道大小的確定，因此有必要確定合理的配水制度。

灌渠水位的高程需要根據灌區當中的地面參考點高程和各級渠道沿渠水頭損失確定［4］，水流通過各級渠道建筑物的水頭損失見表1。

表1 水流通過各級渠道建筑物的水頭損失 單位：m

2.4 墊層和防凍脹

甘肅省灌溉渠系使用的墊層材料主要有砂礫和砂子，在河西及河東地區沙礫較多的土壤環境當中，效果十分顯著。在戈壁沙礫地基的位置施工，只需要使用10 cm 左右的砂礫找平襯砌即可；若地下水位不高、土層也比較薄，砂礫墊層的埋設深度只需要達到最大凍土深度的50%即可；但如果地基是黏性土或者重壤土，則砂礫墊層的埋設深度就要達到最大凍土層深度的75%以上。

防凍脹材料一般使用的是柔性材料，若在砂礫和砂子較少的區域，可以選擇在混凝土板下方鋪設柔性瀝青薄膜等材料，隔斷滲水的同時也能保障地基的含水量保持在天然狀態，最終達到防凍脹的目的。

2.5 施工技術

1）準備階段。主要是組織參與工程的各部門組成各種施工團隊，分別負責灌溉渠系改建的施工管理、設備供應、技術指導等工作。2）施工過程。堅決保障整個施工過程都能夠遵循工程規劃設計內容，尤其是工程規模和結構形式等方面，若必須要修稿，也要得到主管部門的同意之后才能修改。3）質量檢驗階段。由專人負責針對各個環節落實決算和驗收工作，保障工程質量。

在工程正式開始落實之前，主管部門和受益單位應共同組成施工機構，負責工程的具體實施及施工器材、施工人員等方面的管理，而具體的施工則要根據上報的批準計劃落實，尤其是對工程的建設規模、范圍和結構等內容，參與施工的技術人員不得隨意更改。

在灌溉工程的渠道土方及土方斷面施工階段，技術人員需要嚴格遵循設計標準落實工作，且在斷面位置要預留10～20 cm 的削坡修底厚度。通常情況下，此類工程的開挖尺寸會比襯砌斷面大，但凹凸要＜5 cm。在灌溉工程的斗和農渠開挖階段，技術人員需要先根據渠底部的寬度開挖，使其形成矩形斷面，并按照設計標準削坡。需要注意的是，在工程中填方渠施工需要先將地面的草皮雜物清理干凈，并翻挖15 cm 后夯實土層，夯實使用的新土當中應避免存在石塊等雜物。

3 結語

綜上所述，甘肅省灌溉渠系改建工作的重點在于因地制宜，同時還需要選擇和設計條件相符的施工方式落實工作，嚴格根據工程設計要求施工，原則就是保障工程質量和落實效果，最終為灌溉細節的優化奠定穩定基礎。