巢室护坡在查哈阳灌区的工程应用
2015-10-25马长德
马长德
(集贤县永安乡水利站，黑龙江 集贤155900)
1 流域概况
查哈阳灌区位于黑龙江省甘南县境内，诺敏河下游右岸，总面积为58 207 hm2，其中农场49 147 hm2，占总面积的84.43%，地方9 060 hm2，占总面积的 15.57%，灌区设计灌溉面积为38 933 万hm2，其 中 水 田 面 积28 707 hm2(农 场24 373 hm2，地 方4 333 hm2)，旱 田 喷 灌 面 积10 227 hm2(全部归属农场)。
灌区所在区域属中温带大陆性季风气候区，多年平均气温1.6 ℃，多年平均降水量468 mm，冻土层厚2.0 ～2.8 m。
灌区的主要水源是诺敏河，流域面积为2.6 万km2，年径流量46 亿m3，洪水平槽泄量为2 000 m3/s，灌区渠首至上游古城子水文站12.5 km。
灌区大部分属高漫滩冲积、洪积平原，地形开阔平坦是发展以水稻为主的灌溉农业较理想的地区。灌区土壤以黑钙土为主，土壤肥沃，生产潜力大，适合发展水田，但由于受地下水埋藏浅，地表水径流不畅，土壤质地黏重，土壤过湿等因素影响，必须搞好灌区排水，防止土壤沼泽化。
2 水文地质
该区地下水主要有第四系孔隙潜水和上层滞水两种类型，区内地下水分布于河漫滩处，主要为第四系松散层孔隙潜水。含水层岩性为低液限黏土中的上层滞水及级配不良砾中的孔隙潜水。
区内水文地质条件简单，黏性土及砂砾石层较薄，地下水类型为第四系孔隙潜水，地下水稳定水位埋藏深度在0.60 ～5.60 m。黏性土层分布稳定，含水性能差，水量贫乏。地下水主要由大气降水的垂直渗透补给［1］。
通过对灌区总干渠和一干渠的地质资料分析可知，渠道的渠底高程低于地下水水位1 ～2 m。
3 2013年实施设计及存在的问题
3.1 2013年实施方案
查哈阳续建配套与节水改造工程实施方案(2013年度)主要建设内容为总干渠混凝土护砌工程6.052 km(21 +200 ～27 +252)，一干渠混凝土护砌工程12.85 km(10 +000 ～22 +850)。
3.2 工程实施存在的问题
由于2013年度实施方案以渠道衬砌为主，衬砌材料为混凝土。工程施工时发现，由于地下水位高于渠底高程，施工排水困难，且由于地下水位较高，很难开挖稳定的边坡，工程施工达不到设计标准，需要修改设计方案［2－3］。
4 巢室护坡的优点
由于混凝土护坡成本较高，施工较困难，而巢室护坡采用新兴材料聚乙烯存在很多优点，巢室护坡较混凝土护坡存在以下优点:
1)水位以上采用植草巢室护坡，锁固表层土壤，并通过植被根系和蜂巢格室的整体结合，达到固土的作用［4］。
采用悬挂式柔性护坡，增加了抗冻涨性，减少基础局部和整体沉降。
2)水位以下砾石采用巢室护坡，无硬性表面护坡，整体结构自成排水减压结构;对坡体进行整体施压，而水泥砌块是局部施压;从坡顶到坡底整体保护，减少坡顶的水土流失，并防止了坡底推坡现象。
3)巢室护坡采用新型材料生态环保聚乙烯，材料运达工地可直接铺设，便于施工，易施工，无需专业培训，施工周期是水泥砌块的10 倍以上。由于混凝土板护砌，需预制混凝土板，施工进度慢，难度大［5］。
5 巢室护坡与混凝土护坡的经济比较
巢室护坡经济耐用，易维护，费用低，护坡面积大，生态效益高，以一干渠(8 +000 ～9 +000)1 km比较，由于护坡型式不同，所需材料不同，比较后巢室护坡比混凝土护坡节省投资20.16 万元。
表1 巢室护坡工程量及投资表
表2 混凝土护坡工程量及投资表
6 结 论
变更后改为巢室护坡护砌型式:渠道边坡铺设巢室，为增加渠道边坡衬砌稳定性，渠底隔5 m设置1个地锚。
设计水位以下填充砾石，水位以上到堤顶上延0.5 m填充土料植草。
渠道护砌长度的延长及部分护砌形式的变更，护砌长度延长，工程更安全了，由于巢室护坡是从渠底护砌到渠顶上延0.5m，会使渠道从坡顶到坡底整体保护，减少坡顶的水土流失，并防止了坡底推坡现象［6］。
采用悬挂式柔性护坡，增加了抗冻涨性，减少基础局部和整体沉降。
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［2］何蘅，陈德春，魏文白. 生态护坡及其在城市河道整治中的应用［J］. 水资源保护，2005(06):56－58.
［3］汪洋，周明耀，赵瑞龙，徐方. 城镇河道生态护坡技术的研究现状与展望［J］. 中国水土保持科学，2005(01):88－92.
［4］刘正龙. 一种陡坡生态护坡的结构模型［J］. 山西建筑，2006(03):111－112.
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［6］王晖，靳燕宁. 浅谈绿化混凝土生态护坡［J］. 水利经济，2006(05):66－68.
