石底大圳灌區(qū)改造施工技術

植發(fā)龍

（云浮市云安區(qū)白石鎮(zhèn)農業(yè)水利站，廣東 云浮 527523）

1 工程概述

云安區(qū)石底大圳所在的白石鎮(zhèn)位于云安區(qū)西北部，灌區(qū)內加固改造渠道總長21.74 km，其中加固改造干渠共2 條（總干渠長1.87 km，石底干渠12 km），新建支渠共6條（總長7.85 km）；灌區(qū)工程的復建改造，直接關系到社會主義新農村建設和灌區(qū)的經濟發(fā)展及灌區(qū)內群眾生活水平的提高，特別是能夠盤活石底村近年來所做的80 hm2墾造水田。

2 灌區(qū)存在問題及復建改造的必要性

2.1 灌區(qū)存在問題

石底大圳灌溉范圍主要為石底村，設計灌溉面積為533.33 hm2，有效灌溉面積426.66 hm2。農作物以水稻為主，經濟作物主要有果樹、花卉苗木、中藥材等。目前工程存在的主要問題有：

①干渠由于建設久遠，歷史規(guī)劃等原因，渠道及附屬建筑物由于受興建時歷史條件影響，設計標準低，渠道淤積嚴重，年久失修，廢棄多年。②渠道附屬建筑物配套不全，渠道分水閘多已經損壞，用水無法有效控制，致使本來可以受益的大片耕地得不到灌溉。③泄水閘啟閉設備老舊，下暴雨時無法及時開啟，加上渠槽淤積堵塞，渠水時常漫堤，造成渠道崩塌。④灌區(qū)工程管理水平低，管理設施落后。

2.2 復建改造的必要性

2.2.1 發(fā)展節(jié)水灌溉的需要

實施灌區(qū)節(jié)水灌溉，改善水系條件，充分發(fā)揮灌區(qū)水源的命脈作用，以水資源的可持續(xù)利用支持當?shù)亟洕鐣目沙掷m(xù)發(fā)展，為當?shù)匕l(fā)展“三高”農業(yè)，實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化創(chuàng)造條件。由于灌區(qū)年久失修，渠道已老化荒廢，目前，當?shù)剞r民只能靠打井提水灌溉，灌溉效率低，若不對灌區(qū)工程進行復建改造，嚴重制約著當?shù)剞r業(yè)和農村經濟的發(fā)展。因此，對項目區(qū)渠道進行復建改造非常有必要，也非常緊迫。

2.2.2 灌區(qū)發(fā)揮最大效益的需要

灌區(qū)建成發(fā)揮效益以來，為灌區(qū)的農業(yè)生產發(fā)展和群眾生活水平的提高發(fā)揮了巨大的作用，改善了農業(yè)灌溉條件，實現(xiàn)了旱澇保收的目標。然而，該渠道配套建筑物少，工程建設標準低、施工質量差，加上年久失修，輸水控水能力差，干渠、支渠口均無閘門，多用土袋子堵口。并且由于管理設施落后，管理水平低，以及資金短缺，不能及時維修和更新，使灌區(qū)的水利用系數(shù)逐年降低。為了改善灌區(qū)群眾農業(yè)生產條件，提高生活質量的內在要求，充分發(fā)揮現(xiàn)有工程效益和恢復設計灌溉效益，有必要對灌區(qū)工程進行復建改造。

3 復建改造的施工技術要點

3.1 材料控制要點

3.1.1 土料

該區(qū)域屬于丘陵-低山地帶，山坡土主要為殘坡積粉質黏土和碎屑巖全、強風化土層，呈褐紅、褐黃色，稍濕，土粒比重Gs=2.60～2.75，天然含水量w=20%～30%，塑性指數(shù)IP=11.50～16，抗剪強度較高，力學性質好。初步判定質量技術指標能滿足要求，可作渠道的填筑土料，分布廣泛，能滿足施工所需土料用量。

3.1.2 砂、石料

由于工程所在地區(qū)交通便利、主要建筑材料如水泥、鋼材等可由云浮市內購買，其他建筑材料，如：砂、石料等可由工程附近采砂場及采石場購買。

3.2 渠道及建筑物工程控制要點

3.2.1 各渠道現(xiàn)狀及存在的問題

石底大圳灌溉渠道，大部分渠道出現(xiàn)淤積、沖刷、塌方、滲漏非常嚴重，已襯砌的渠道因地基較差，渠道邊坡過陡，混凝土預制塊均有大面積脫落。絕大部分支渠渠首沒有控制閘門，致使灌溉用水調配混亂，造成大量的水資源浪費。

3.2.2 渠道加固改造措施

襯砌通過四個方案進行經濟技術比較，灌區(qū)現(xiàn)狀渠道斷面絕大部分為矩形土渠，渠道防滲襯砌的方法很多，如：現(xiàn)澆混凝土結構、M7.5 漿砌石結構、混凝土磚墻結構、生態(tài)連鎖磚結構等。從項目區(qū)土壤構造出發(fā)，結合近幾年渠道防滲與施工的實踐，考慮到工程材料的來源等條件，下面對現(xiàn)澆混凝土、M7.5漿砌石、漿磚墻及生態(tài)連鎖磚襯砌四種方案進行比較：

方案一：渠道兩側用M7.5漿砌石擋墻襯砌，M10水泥砂漿批擋內墻，厚2 cm，C20混凝土底板，擋墻頂寬40 cm，底板厚10 cm。

方案二：生態(tài)連鎖磚梯形渠道，底板厚度為10 cm。

方案三：渠道兩側用M7.5砂漿磚墻，厚24 cm，M10水泥砂漿批擋內墻，厚2 cm，底板采用C20厚10 cm。

方案四：渠道采用C20 混凝土襯砌矩形渠道，每5 m 設一道撐桿，側墻厚度為20 cm，底板厚度均為10 cm。

混凝土強度為C20，邊坡厚20 cm、底厚為10 cm，渠底設水泥石碴墊層，水泥摻入量5%，墊層厚度10 cm。混凝土襯砌現(xiàn)場澆筑，每隔10 m設一道橫向伸縮縫，縫寬1.50 cm，內填聚乙烯低發(fā)泡沫板。

3.2.3 橫斷面設計

水力計算：灌溉渠道采用正坡明渠，在相鄰兩個或若干個分水口之間，如果忽略蒸發(fā)和滲漏損失，渠段內的流量是一個常數(shù)。因此，渠道縱橫斷面按照明渠均勻流公式設計。公式：Q=AV，A為過水面積，V為過流斷面平均流速。

過流斷面平均流速計算公式如下：

3.3 管道附屬構筑物控制要點

3.3.1 閥門及閥門井

在供水干管及供水分支管始端均設控制蝶閥，蝶閥設閥井保護，閥井檢查管井；在地形較高處設自動排氣閥；在地形較低處排污閥，閘閥井為圓形（D=1.20～1.60 m，h=1.50 m）閥井。

3.3.2 鋼配件

在穿河道等特殊位置需要用到鋼配件時，其工作壓力1 MPa，焊接接口，要求焊接嚴密，hf＝8 mm。鋼管壁厚10 mm，鋼管外防銹用三油二布瀝青防氧樹脂玻璃布，管內用高噴水泥漿層防銹。

3.4 渠系建筑物管理

3.4.1 水閘

原有水閘大多是干渠排洪體系的重要組成部分，運行多年，混凝土老化，啟閉設備殘舊不能安全運行，導致由于排洪不及造成渠道漫頂崩塌。各閘門的水力計算按寬頂堰自由出流公式計算，其公式為：

式中：m—自由溢流的流量系數(shù)，m＝0.32；b—溢流凈寬；H0—堰前水頭，按其上一級渠道的加大水位確定。

3.4.2 閘基防滲計算閘基防滲長度可采用滲徑系數(shù)法進行計算，計算公式如下：

式中：L—為閘基防滲長度，即閘基輪廓防滲部分水平段與垂直段長度的總和，m；C—為允許滲徑系數(shù)值，此處閘基為黏土層，C取值為3；H—為上下游水位差，m；按最不利情況考慮，閘門完全擋水，上下游最大水位差為1 m。

4 結語

新農村背景下農村小型農田水利工程管理工作的順利開展，要求能結合工程實際情況，做好材料管理、渠道及建筑物工程管理等各項工作，推動工程項目的順利開展，為鄉(xiāng)村各項工作的開展提供穩(wěn)定、安全的水資源。