车排子灌区渠道改造方案设计及施工技术

郭　涛

(乌苏市水利管理站，新疆 乌苏 833000)

车排子灌区渠道改造方案设计及施工技术

郭涛

(乌苏市水利管理站，新疆 乌苏 833000)

摘要：渠道是灌区的水利设施基础，但目前很多渠线年久失修，破坏严重，较大地影响了灌区农业的正常生产，对灌区渠道进行改造翻新已成为重要工作。本文以新疆乌苏市车排子灌区为实例，介绍了该灌区渠道具体改造方案设计及施工技术，为以后类似的施工提供一定的技术参考。

关键词：车排子灌区；渠道改造；方案设计；施工技术

1工程概况

乌苏市车排子中型灌区地处欧亚大陆腹地，位于乌苏市最北端70 km，总灌溉面积为0.94×104hm2，有效灌溉面积0.83×104hm2，是乌苏市“四区一线”中主要的棉花生产基地。车排子灌区渠道主要存在以下几个问题：①车排子灌区地处偏远，地下水位较高，需要设置换填材料防止冻胀破坏；地面坡度小，灌溉渠道横断面设计较其他地区断面要大。这些因素都造成灌区相关输水设施建设成本及对技术要求较高。②灌区内部分渠道渗漏严重，且相关配套建筑跟不上，灌区达不到设计引水流量，灌区难以发挥设计目标。灌区渠系水利用系数为0.53，与设计值0.58存在一定差距。③项目区骨干工程多修建于20世纪六七十年代，因历史条件限制，工程设计规模小，配套设施不完善，施工比较简单，施工质量也较差。经过多年运行已严重老化，加之资金缺乏，维修也只限于表面，无法从根本上解决工程问题。

2车排子灌区渠道改造方案设计

本次对车排子灌区共计10.40 km的干渠进行改造施工，沿渠线设计布置渠系建筑物共7座，其中农桥2座、节制分水闸5座。

(1)渠道选线方案设计

通过实地勘测，采取沿原渠线布置，采取这种布置方案原因为：①原渠线渠床基础已成型，渠道稳定性较好；利用原有渠道可减少工程量，方便施工。②原渠道已有伴渠道路，经平整可作为施工道路，大大减少土方开挖量、土地扰动面积，减少水土流失，保护生态环境。

(2)渠道衬砌方案设计

根据已建渠道工程得知：项目区内纵坡较小，需考虑淤积问题。据此本次渠道防渗改造主要考虑两个方案：预制板衬砌方案和现浇板衬砌方案。具体对比情况详见表1。比较分析得出：预制板衬砌施工时间可同农业用水时间错开，不耽误农时；单位长度造价比现浇混凝土低，施工工艺简单，可分段施工，工期短。因此，选用预制混凝土板衬砌方案。

(3)渠道的具体结构设计

根据相关规定：预制板渠道糙率范围在0.016～0.018，据此本设计取0.017。新疆属寒冷地区，要求渠道混凝土预制板厚度应大于8 cm。工程所用混凝土采用强度标号为C20、抗冻标号为F200、抗渗标号为W6。预制混凝土板的尺寸规格为40 cm×50 cm×8 cm，采用C20细粒混凝土勾缝[1]。

渠道沿线大部分土壤为轻壤土和沙壤土，水深为1.0～1.5 m，据此设计无论是半填半挖或全挖全填形式，渠道的内边坡系数均取1∶1.5，外边坡为1∶1.25(渠道断面图见图1)。为防止堤顶雨水流入防渗层，在边坡的顶部设置封顶，水平封顶板为混凝土结构,其中混凝土强度等级为C20,抗冻标号为F200。板宽30 cm，板厚6 cm，每8 m设一横缝,伸缩缝宽度2 cm，缝内充填聚苯乙烯泡沫塑料板。此外，因工程区土和地下水都对混凝土具有强腐蚀性，本次渠道工程在预制板下铺设一布一膜(300 g/0.3 mm)作为防渗材料[2]。

表1　车排子灌区渠道衬砌方案比选分析

图1　车排子灌区干渠断面结构示意图

(4)渠道建筑物设计方案的选择

水闸是控制水流的关键部分，因此要求其结构坚固、密封性好。本项目可选择的水闸形式有浆砌石水闸和混凝土水闸。其中浆砌石水闸的砌筑断面较大，糙率较大，过水断面较大；混凝土水闸施工简单，过水断面较小，造价低。本着经济适用原则，最终设计采取混凝土水闸。

闸室可选择形式有整体式闸室与分离式闸室。由于分离式闸具有较强的沉陷变形适应能力，适合当地的地质条件，因此采用分离式闸室结构[3]。

3渠道施工技术

(1)渠道结构的施工技术

渠道结构的主要施工工序为：土方开挖、砂砾石垫层铺筑、混凝土板砌筑、土方回填。施工前先将渠线范围内杂草杂物清除，渠基清理后进行开挖，开挖形式为机械+人工修坡；之后对基底和边坡夯实[4]。

边坡砂砾石垫层施工时，应采用大功率平板振动器+振捣器进行拖振，人工整平，并顺坡面再拖振一次，使坡面平整光滑。渠底砂砾石垫层施工，亦采用平板振捣器或蛙式打夯机进行振动碾压，施工中要求垫层中土的粒径d≤0.075 mm的含量≤10%，相对密实度Dr≥0.75。砌筑预制混凝土板时应顺坡从下向上边坐浆边铺砌，通过板缝间砂浆条来控制板缝宽度，铺砌完毕后，把缝中杂物清除冲洗干净，最后填缝。

(2)渠道建筑物的施工技术

渠道建筑物的主要施工为混凝土浇筑、进水闸闸门和启闭机安装。在混凝土浇筑时，采用人工配料进料+0.50 m3搅拌机拌和，拌料由人工推胶轮车运至浇筑部位，利用人工平仓，插入式振捣器捣实，分层浇筑，分层不得超过40 cm[5]。

4结语

渠道是灌区的基本组成部分，虽然结构简单，但是距离长且对整个灌溉系统影响大，因此在设计和施工时应特别注意合理性和质量。车排子灌区渠道经过改造之后，流量和施工质量均满足设计要求，满足了灌区的日常使用，保障了农民的经济收入，取得了较好的经济和社会效益。

参考文献：

[1]周建伟，何帅.干旱内陆河灌区节水农业综合技术集成与示范[J].新疆农垦科技，2005(1)：56-58.

[2]王伟.景电灌区渠道防冻胀技术在节水改造工程中的应用研究[D].兰州：兰州大学，2013.

[3]于东兴.黄羊灌区浆砌石渠道套衬改造中的若干问题探讨[J].甘肃水利水电技术，2012(4)：78-80.

[4]朱克斌.Z灌区续建配套与节水改造项目可行性研究[D].南京：南京理工大学，2013.

[5]王福泰.渠道衬砌破坏原因分析及改造设计与施工[J].甘肃水利水电技术，2005(9)：30-33.

作者简介：郭涛(1974-)，男，工程师，主要从事水利工程建设与管理工作。

中图分类号：S277

文献标志码：B

文章编号：2096-0506(2016)05-0077-02