蓝田县辋灞渠灌区渠道修复改造设计

郝良鹏（蓝田县辋灞渠管理站　陕西　蓝田　710500）

蓝田县辋灞渠灌区渠道修复改造设计

郝良鹏
（蓝田县辋灞渠管理站陕西蓝田710500）

辋灞渠灌区土壤肥沃、土层深厚、土地较为平整，是蓝田县粮经作物的主要产区。灌区现有的衬砌渠道因设计标准低、年久失修、长期运行后，渠系“病险段”和“卡脖子”现象严重，急需进行渠道的修复改造，从而保障灌区的正常用水。文中分别针对骨干渠和斗渠的改造设计进行了分析，供设计人员参考。

辋灞渠灌区；渠道修复改造；断面设计；衬砌

1　灌区水利设施现状

辋灞渠辋灞渠灌区位于蓝田县城以西、灞河右岸的西川地区。属灞河一、二级阶地，由河谷冲积阶地、黄土台塬、黄土丘陵和秦岭山地构成，地势由东北向西南倾斜。灌区南部为秦岭北麓延伸地带，东部为骊山南麓沟壑区，中西部川塬相间，灞河水系镶嵌其中。渠首采用引水低坝，建在蓝田县城关镇蓝西寨村西南的辋河与灞河交汇口以下400m处。引水口断面以上流域面积1321.8km2，多年平均径流量40092万m3，保证率50%年径流量36113万m3。灌区总面积1.8万亩，设计灌溉面积1.45万亩。引水枢纽设计引水流量1.83m3/s。工程于1958年开始修建，1967年建成投入运行。工程等级为Ⅳ等，建筑物级别为5级。引水枢纽由溢流坝段、冲砂闸门和引水闸门组成。溢流坝为浆砌石外包砼结构，坝段长201m，坝高1.3m。坝后设有消力池，消力池长9.0m。引水枢纽右岸设冲沙闸和进水闸，原设计均为木质闸门，人工启闭。2001年对冲沙闸、进水闸进行更新改造，更换了闸门、增设了启闭机、配备了电气设备、修建有启闭室。冲刷闸段宽10.5m，布设3孔闸门，闸门净宽7.5m，电动启闭机3台。引水闸1孔，净宽3.0m，电动启闭机1台。

2012年8月，溢流坝坝体及其下游工程全部被洪水冲毁，河床显现出完全溃烂的低坝砼块体，消力池已荡然无存。整个枢纽工程已经失去了原有功能。

2013年，对引水枢纽进行重修。自上游橡胶坝消力池取水，修建160m长宽浅式引水渠，在原冲沙闸处新修冲沙闸，修复改造进水闸，饮水枢纽工程得以恢复。

2　灌区灌溉渠系存在的问题

灌区水利工程设施包括干支渠骨干工程和斗农渠田间工程两部分。

2.1骨干工程

灌区现有骨干工程仅干渠1条，全长18.6km，为混凝土衬砌梯形断面渠道，平均比降为1‰，设计流量1.83m3/s。干渠现状表现存在的主要问题有：

（1）渠道衬砌老化，衬砌标准低，衬砌断面不统一，破损严重，输水损失大。现有的衬砌渠道因设计标准低、年久失修、长期运行后，衬砌板灰浆脱落，板块滑塌，过水断面减少；预制砼板渠道，衬砌板厚度小，标号低，受冻胀破坏作用，大多裂缝，鼓胀，坍塌，造成渠道淤积，杂草丛生，过水断面减少，输水损失大。

（2）干渠穿越村庄较多，垃圾堆积严重，渠道输水受阻，灌区下游无水可引，城区污水排入干渠，造成灌区污染。干渠多处穿越村庄，由于干渠断面多为梯形明渠，干渠在穿过村庄时常被村民堆放秸秆或生活垃圾，造成渠道堵塞，影响下游灌区的引水，致使下游干渠杂草丛生，几乎无法运用。县城污水排放穿越干渠时被排放至干渠，造成灌区污染。

（3）渠道渗漏严重。渠道的很多渠段土质较松散，含砂量较大，渗漏系数大，水量损失较大。

（4）管理不善，灌溉用水无计量，灌区设施破坏严重。灌区多数闸门已毁坏，灌溉时多数从干渠上直接开口取水，采用串、漫灌方式进行灌溉。渠道乱开口的现象严重，造成水量损失。

2.2田间渠道

田间渠道存在的主要问题有：

（1）斗渠衬砌率较低，已衬砌渠道断面不统一，破损严重，输水损失大。现有的斗渠有许多土渠，已衬砌的渠道有梯形、矩形和U型等断面型式，已衬砌渠道破损严重，特别是梯形和矩形衬砌渠道大部分被人为或冻融破坏。致使渠道堵塞、淤积，过水断面减少，输水损失增大。

（2）斗渠垃圾堆积严重，渠道输水受阻，渠道杂草丛生，几乎无法运用。灌区斗渠及其下级渠道因直接布置于田间，时常被村民堆放秸秆或垃圾，造成渠道堵塞。影响下游灌区的灌溉用水。

（3）田间渠道比降设置不合理，大部分沿地形设置。有的渠段过陡、有的渠段过缓。造成有的渠道冲刷，有的渠道淤积，影响田间灌溉用水。

2.3其他渠系建筑物

因灌区渠道运行多年，自然灾害及人为破坏严重等因素，建筑物完好率不足40%，基本功能几乎不能达到设计要求。渠系建筑物老化严重，干渠不同程度的存在着因渠系建筑物的损坏造成水量损失，特别是引水坝水毁及闸门不能控制，漏水严重，水量损失大，工程不能正常运行。

干渠建筑物共计49座，其中桥23座、渡槽9座、跌水6座、水闸5座。干渠建筑物存在问题主要是：设施老化、建筑物损毁严重，除大部分生产桥较为完好外，其他建筑物几乎全部损毁，造成水量损失。特别是干渠中的闸门不能控制，漏水严重，丧失了其基本功能。

3　灌区干渠修复改造的主要内容

结合辋灞渠灌区的实际情况，拟定修复改造项目建设规模为：恢复灌溉面积1.45万亩；修复干渠砼衬砌梯形渠道329m，改造浆砌石矩形渠道189m，明渠加盖7080.5m，改造干渠建筑物48座，恢复、改造抽水站1处，衬砌斗渠31.48km。

干渠及其渠系建筑物改造是本次改造工程的主要内容。本次对辋灞渠灌区干渠改造维持原设计渠系布置及纵坡比降，只对渠道损坏段进行衬砌改造，对损毁的建筑物进行拆除重建或加固改造。辋灞渠输水干渠1条，长18.6km。现状干渠基本为梯形渠道，由于灌区运行长达40多年，工程老化严重，衬砌损毁段较多，需进行衬砌改造。经统计干渠需砼衬砌改造共1段328m，浆砌石1段189m，明渠加盖12段7080.5m。干渠原衬砌结构型式有几种型式，有的为渠道断面整体衬砌，有的为预制砼板衬砌，本次衬砌改造统一在原渠基础上采用梯形断面衬砌。

3.1干渠衬砌改造

辋灞干渠总长18.6km，基本为梯形断面渠道。工程建设初期采用砼整体衬砌、砼预制板衬砌等几种衬砌型式。由于受当时施工条件限制，设计标准及衬砌质量均较差，运行40多年来破损严重。后来经过几次灌区改造，又出现有浆砌石衬砌、浆砌石与砼衬砌并加盖等多种衬砌型式。本次改造采取保留衬砌完好的渠段、拆除现有破损渠段的衬砌体、对破损渠段重新进行衬砌设计的方案。

本次干渠衬砌修复采用梯形及矩形断面，梯形渠边坡比1∶1，桩号1+002～1+330段，渠底宽2.5m，衬砌高1.1m，渠顶宽5.6m～6.0m。采用C20现浇混凝土10cm厚，渠堤两边绿化措施。

矩形渠桩号16+421.4～16+800.4段，渠底宽2.0m，渠高1.7m，总长379m（190m以完成）。采用M7.5浆砌石断面挡土墙型式，底宽1.1m，基础高0.3m，挡土墙高1.7m，顶宽0.3m外边坡比1∶3.4，渠底浇筑0.10cm厚C20砼，渠顶预制C25钢筋砼板，每块板宽0.8m，长度2.6m，厚0.15m。

明渠加盖总长7080.5m，采用C25钢筋混凝土预制板型式，每块长度3.5m，宽度0.8m，厚度0.15m。两端为C30砼梁，桩号2+783～5+520梁长5.1m，梁宽0.3m梁厚0.4m；桩号5+520～15+867梁长4.4m，梁宽0.3m梁厚0.35m；桩号15+867～16+802梁长4.1m，梁宽0.3m梁厚0.35m。梁两端为C25砼支柱，支柱为矩型放大基础，底座为0.6m×0.6m×0.3m支柱高0.6m；支柱之间用C20砼充填，其断面尺寸为高0.6m，厚0.3m。盖板上铺盖0.6m厚种植土，共计6km。

3.2干渠的防渗设计

干渠总长度为18.6km，设计损毁段衬砌梯形渠道改造328m，采用C15F50W4混凝土梯形断面衬砌，衬砌厚度10cm。沿渠底纵向及每4m设一道矩形伸缩缝，缝宽2cm，缝内夹填沥青砂板条。渠道衬砌土方回填压实度为0.97。矩形浆砌石渠道189m，采用M7.5水泥砂浆砌石，M10水泥砂浆勾平缝，渠底10cm 厚C20砼浇筑。每4m设伸缩缝1处，缝内夹填沥青砂板条。

3.3斗门改造

对损坏的斗门拆除重建，本次涉及斗门29座。斗门的尺寸根据U型渠道的型号选用定型产品。本次设计斗门尺寸选用40cm×40cm和60cm×60cm的平面铸铁闸门，闸台高1.5m，宽0.4m，厚0.25m，闸台板厚0.15m。设置于渠堤内侧，与渠道衬砌口齐平。采用C20钢筋砼浇筑。闸门前上下游1.5m、靠斗门一侧的干渠设置渐变段。闸门后设置C15砼矩形涵洞，涵洞高1.0m，顶部为预制C20钢筋砼盖板，盖板厚8cm。涵洞出口设置渐变段，与U型斗渠连接。

4　斗渠节水改造设计

本次改造斗渠共计29条，大部分为土渠改造，有少部分拆除原有损毁渠道进行重建。

4.1渠道纵段面设计

本次渠系布置基本上按原渠道设计布置，灌溉面积、设计流量均未增减，为减少挖、填方量，渠道纵断面采用原纵断面设计，即设计比降l/100～1/1200。

4.2横断面及衬砌设计

现状渠道断面形式为U形砼衬砌渠道，本次设计充分利用U形渠道水力条件好、省工、省料和便于机械施工的优点，斗渠设计断面选用U形，结合现状断面，采用D40现浇砼结构。根据渠道设计流量、比降，由公式对各条斗渠渠道过水流量进行校核，均满足设计要求。

D40U形渠：采用C15W4F50砼衬砌，渠宽0.51m，深0.5m，最大水深0.4m，超高0.1m，倾角14°，衬砌厚度5cm。

渠道纵向不设伸缩缝，横向伸缩缝间距4m，缝内填聚氯乙烯胶泥。

渠顶宽度参考《灌溉与排水工程规范》，并结合灌区实际，左、右渠顶设计宽度均为0.6m，边坡1∶1。局部渠段受地形条件限制渠顶宽度不能达到0.5m的，渠顶宽度不小于0.3m。

5　结语

对辋灞渠灌区渠道采用工程措施、农业措施、管理措施等进行综合改造，将形成较为完善的灌溉工程体系，实现“旱能灌、涝能排”，有效提高灌溉保证率。并且，通过提高灌溉水的利用效率和服务水平，达到农业生产条件明显改善、农业综合生产能力明显提高、抗御自然灾害能力明显增强的效果，将为国家的粮食安全、用水安全和生态环境建设提供有力的支撑和保障。陕西水利

（责任编辑：唐红云）

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