霍尔果斯总干渠渠道断面方案比选及细部设计分析

2015-03-27田文旭

黑龙江水利科技 2015年3期

田文旭

(伊犁花城勘测设计研究有限责任公司，新疆伊宁835000)

1 工程概况

霍尔果斯总干渠长1.924 km，设计流量为30 m3/s，渠道通过二渠首引水，向灌区东风干渠、可克达拉干渠、卡拉苏干渠以及红干调节渠输水。霍尔果斯总干渠K0+000 ～K0+120 段已防渗改建，K0+120 ～K1+924 段为本项目计划防渗改建段。霍尔果斯总干渠K0+120 ～K1+924 段渠道左侧为林带、果园、耕地，渠道右侧渠K0+229.57 ～K0+323.74 段为已建六十二团水厂引水口防护段，其他段大部分为荒草地，距离霍尔果斯河防洪堤30 ～40 m，因此，霍尔果斯总干渠没有可选择的合适的新渠线，本次工程拟在原渠道上防渗改建［1］。

2 渠道横断面方案比选

根据现状渠道断面和地质资料，渠道表层土岩性以低液限粉土为主，具有冻胀性，渠道底部为卵石，具有非冻胀性，渠道渠底浆砌石质量较好，现状稳定、规整，边坡浆砌石质量较差、变形严重，防渗效果较差。结合渠道现状衬砌材料为干砌石及浆砌石，断面型式为梯形断面以及渠道坡降较大等因素，选取霍尔果斯总干渠K0+120 ～K0+229.57 段做为典型，进行方案比选。

霍尔果斯总干渠渠道纵坡大、流速高，对渠道具有一定的冲刷，目前可供选择的、使用较为普遍的防冲刷的渠道防渗材料主要有现浇混凝土板、浆砌石及预制混凝土板。

在可选的衬砌材料中，混凝土预制板抗冲流速应≤2.5 m/s，而本工程由于渠道设计流量和纵坡大，流速基本在2.5 m/s 以上，且从现场踏勘来看，渠床中尚有一定数量的较大粒径的推移质，混凝土预制块衬砌的渠道接缝多，整体性较差，同时预制板由于模版以及制作工艺等因素，板厚相对现浇板较薄，抗冲抗磨性能较低，因此在本次工程渠道衬砌材料比选时仅可选择现浇混凝土板和浆砌石两种材料进行分析比较确定［2］。

1)方案一:保留原渠道衬砌材料，采用弧形坡脚梯形断面，衬砌型式采用5 ～30 cm厚C20 混凝土找平层+20 cm厚C30 现浇混凝土板。

2)方案二:保留原渠道衬砌材料，采用弧形坡脚梯形断面，衬砌型式渠底采用5 ～30 cm厚C20 混凝土找平层+30 cm厚C25 细石混凝土砌卵石，边坡采用5 ～30 cm厚C20 混凝土找平层+20 cm厚C30 现浇混凝土板衬砌方案。

3)方案三:保留原渠道衬砌材料，采用梯形断面，衬砌型式采用5 ～30 cm厚C20 混凝土找平层+20 cm厚C30 现浇混凝土板衬砌方案。

对以上3 个方案从工程投资、施工工期等方面进行方案技术、经济比选，其比选详见表1。

表1 渠道断面方案比选

从以上3 个方案构成来看，3 个方案均是渠道工程实际中常用方案，均能满足工程的防渗，防冲需要。

分析本工程特点:霍尔果斯总干渠为灌区内的续灌骨干渠道，从现状渠道两侧情况(左右两侧多为耕地、林地或生产道路)来看，渠线两侧从占地考虑，方案三占地较少，并且现状断面也为梯形断面型式，由此找平层量最少。从工程投资方面来看，方案三主体工程投资较为经济。同时，本地区东风干渠、六十一团东干渠等渠道2012 年防渗改建中，渠道横断面设计均采用方案三的衬砌型式。因此，从占地和工程投资及渠道安全运行等方面考虑，同时结合工程实际，本阶段推荐方案三，即保留原渠道干砌石，在原断面干砌石上采用C20 混凝土找平后采用现浇混凝土板衬砌梯形断面方案作为推荐方案。

3 渠道纵断面设计

霍尔果斯总干渠防渗改建工程渠道起点位于桩号K0+120 隔墙处，终点位于K1+924 分水闸处，总长1.804 km，起点K0+120 隔墙处底高程954.18 m，终点K1+924 分水闸底高程928.64 m。根据实测资料，在满足引水水位和渠道不冲不於流速的条件下，调整渠道纵坡，同时考虑防渗改建后，渠道上下游水位平顺连接，各渠段纵坡及断面尽可能一致，并结合地形，设计纵坡使工程量尽量减少，进行纵断面设计。

由于霍尔果斯总干渠K0+000 ～K0+120 段渠道已防渗，渠道终点K1+924 处东风干渠、可克达拉干渠分水闸也在2012 年改造完成，结合本次渠道防渗措施为在原渠底上衬砌，所以渠道首端、末端需要和原渠道平顺连接，渠道其余段尽量按原渠道纵坡设计，以减少原渠道浆砌卵石拆除量，降低工程投资。调整后，渠道设计纵坡为7.3‰～34.9‰。各段渠道纵坡及控制点高程见表2。