宝鸡峡塬上总干渠节水改造项目设计方案探析

张亚安

（陕西省宝鸡峡工程局，陕西宝鸡712100）

宝鸡峡塬上总干渠节水改造项目设计方案探析

张亚安

（陕西省宝鸡峡工程局，陕西宝鸡712100）

针对宝鸡峡塬上总干渠存在工程设施老化、渠道衬砌破损、设计标准低、管护设施破损等问题进行调研分析，结合渠道现状，提出加大设计标准，复核渠道纵断面比降，合理选择横断面形式，开展渠道衬砌改造，增加渠道防护设施的改造等措施。实施后，社会和经济效益明显。

宝鸡峡灌区；渠道节水改造；设计思路；方案；效益

1 工程概况

宝鸡峡塬上总干渠于1971年建成，由林家村枢纽进水闸起至乾县坛子坊止，全长170.2 km。灌区地形，在眉县常兴镇以西为狭窄的黄土陡坡地带，常兴镇以东则为开阔的黄土塬地带。总干渠设计断面为梯形，底宽4.5 m～12 m，渠深3.2～4.6 m，内坡比1：1.1～1:1.5，比降1/1000～1/5000，设计流量50 m3/s～40 m3/s，加大流量60 m3/s～55 m3/s。渠道自建成后，承担着向下游灌区的输水任务，具有灌溉、蓄库等多项重要功能，控制灌溉面积171.91万亩。渠道年均运行300天以上，是灌区引渭输水的“脊梁骨”，应重点加强维护修缮。经过近年节水改造等项目的实施，塬上总干渠已累计改造32.446 km，还余137.754 km有待改造。

2 存在问题

（1）工程设施老化失修严重。灌区设施经过40多年运行，渠道衬砌板裂缝、鼓肚比较普遍，淤积堵塞使过流能力下降，决口冒堤事故时有发生，损失严重。

（2）渠道衬砌板问题众多。改造段内原衬砌板阳坡厚8 cm～12 cm，阴坡板厚8 cm～14 cm，底板厚10 cm，相对较薄，且板下无膜，混凝土标号为老140#。经过几十年的运行，砼受碳化、剥蚀、冻胀、裂缝等因素破坏，已不能完全防渗、防冲，板面灰浆脱落，部分出现细小裂缝，特别是底板和阴坡板出现裂缝、鼓肚、滑落现象严重，失去防渗作用；伸缩缝填充物老化遗失，成为渗水通道。

（3）建筑物设计标准低。因老化失修，破烂不堪，跨渠桥梁承载能力和宽度已不能满足现代交通和农业生产机械化日益发展的要求，引水设施锈蚀腐朽，启闭失灵，加上渠道淤积，很多已无法正常运行，亟待改善。改造段内建筑物，农桥桥面板断裂，铺装层破烂，影响运行安全；斗门老化破损严重，多处启闭困难，斗门板遗失，无法正常使用。

（4）工程管护设施破损严重。北索段管护房屋35间，为七十年代建成的土木结构房，经过四十多年使用，房屋整体破烂不堪，存在墙体裂缝和屋顶不同程度漏雨问题，部分倒塌，绝大多数已不能入住；常兴站管护平房为砖混结构，屋面不同程度漏雨，瓦房为土木结构，房屋破烂不堪，木机构腐朽松散，部分屋顶严重漏雨，墙面脱落裂缝，地面潮湿不平，职工生活条件艰苦。

3 改造方案

3.1 改造思路

坚持民生优先，着力解决群众最关心最现实的引水灌溉、涉水交通问题；坚持统筹兼顾，注重兴利除害结合、防灾减灾并重、治标治本兼顾，多方提升工程综合效能；顺应自然规律，合理开发、优化配置、全面节约、有效保护水资源；坚持技术先进、经济合理、安全可靠、管理运行方便原则；依靠科技进步，因地制宜采用新技术、新材料、新工艺，加强管理，创建优质工程；改造方案要结合现状，充分利用原有设施，做到新老设施配合良好。

3.2 项目建设内容

本次塬上总干渠改造共计2.30km，桩号为134+750～137+050，地处开阔的黄土塬地带，全部为衬砌改造；拆除新建各类建筑物5座，其中农桥3座、斗门2座。分别改造北索段、常兴站管护设施145.64 m2、596.11 m2。渠道安全防护新建钢波护栏12.575 km，钢丝网防护1.892 km，桥梁防护15座。

4 工程设计方案

4.1 渠道流量

根据调查资料，0+000～108+083段设计流量为50 m3/s，加大流量为60 m3/s，108+083～108+634段计流量为50 m3/s，加大流量为55 m3/s，108+634～109+552（韦水倒虹）设计流量52 m3/s，加大流量55 m3/s，109+552～110+030设计流量50 m3/s，加大流量55 m3/s，110+030～131+717设计流量45 m3/s，加大流量55 m3/s，131+717～170+208设计流量40 m3/s，加大流量55 m3/s。由于灌区面积基本没有改变，所以本次改造维持原设计流量不变。

4.2 渠道纵断面

以塬上总干渠漆水河渡槽出口和总干四支渠进水闸为控制点，组织复核项目改造段渠道的比降，经复核该段渠道设计比降为1/4000。根据现场勘测和调查分析，改造渠道原设计比降基本合理，本次改造维持原设计比降不变。

4.3 渠道横断面

根据近几年渠道改造工程实践，灌区干支渠道改造横断面形式选择情况如下：设计流量大于9 m3/s，选择弧脚梯形断面或梯形断面；设计流量在3 m3/s～9 m3/s时，选择弧脚梯形断面或弧底梯形断面；设计流量在1 m3/s～3 m3/s时，选择弧底梯形断面或U形断面。

塬上总干渠134+750～137+050段设计流量为40 m3/s，依据《灌溉与排水渠系建筑物设计规范》和《陕西省大型灌区续建配套与节水改造工程实施方案设计大纲》，横断面形式可以选择弧脚梯形断面和梯形断面两种。该渠段现状为梯形断面，若改为弧脚梯形断面土方工程量大，施工工期长；而采用梯形与现状断面易于结合，土方工程量少，施工期短，因此该段渠道决定采用梯形断面，渠底宽7.8 m，渠深4.3 m，内坡比1∶1.25。

4.4 渠道衬砌

本项目改造渠道衬砌，采用全断面现浇砼板膜复合结构，板下铺设一布一膜复合土工膜。统一采用膜厚0.5 mm、基布150 g/m2的复合土工膜，渠道衬砌砼标号为C20 W6 F50。渠道衬砌底板等厚16 cm，坡板采用楔形板，按照渠道阴阳坡分别设计衬砌板厚度，阳坡板厚10 cm～16 cm、阴坡12 cm～16 cm。本次改造段纵向伸缩缝沿两侧坡板与底板相交处设两道，横向伸缩缝每隔4 m设一道，同时在新旧衬砌板相接处及断面变化处设横向伸缩缝。伸缩缝断面为梯形，上口宽3.0 cm，下口宽2.0 cm，伸缩缝先用M10水泥砂浆封底，再热灌聚氯乙烯胶泥，最后用M10水泥砂浆封口。

4.1.1 渠道改造

（1）渠道衬砌改造工程

主要为土方、砼工程。施工按渠道清淤—土模整形—土工膜铺设—砼浇注—伸缩缝处理的工序进行。

渠道土方开挖包括渠堤整平铲除和渠基清理整形，工程量相对较大，对大渠道以机械开挖为主，人工为辅整形，小渠道以人工清理为主，机械挖运为辅；破旧砼板人工拆除装车，运至指定弃渣场堆埋；渠道断面残缺部分采用局部填筑补齐的方法修补，填筑宽度应较设计加宽50 cm以上，以满足一个蛙式电夯机的正常工作，最终按整修渠槽的方法修整渠道基槽，挖除填筑时加宽的多余土体。回填土不得含有杂草、树根等，杜绝冻块或大颗粒湿土出现，以减少基础沉陷因素。

渠道现浇砼用移动式拌合机拌合、翻斗车或架子车运输，机械振捣，采用分块跳仓法施工，同一浇筑块应连续浇筑，原浆收面，施工时入仓砼应均匀及时，不得堆积，严禁在仓内加水；斗门、桥梁等砼在浇注地现场拌合，人工灰斗车运输，严格按立模、振捣浇注、养护、脱模的工序进行，在构件砼强度未达到70%以上时，不得提前脱模、移位，桥面板架设采用起重机吊装，人工辅助定位。

（2）建筑物砼预制

按项目区分别预制，预制场地利用堤顶道路或附近空闲地带，运至工地备用；为确保进度和安全，施工时封堵堤顶交通。桥梁预制板架设采用5 t～50 t吊车吊装，人工配合定位。

4.4.2 渠道防护

（1）钢波形护栏工程

施工前先清除立柱周围杂草和树根，将打立柱地方的砼导沿石挖出，将砼导沿石裁掉立柱宽度，立柱位置在导沿石中间。然后用打桩机捶打立柱，施工时作好控制测量，确保立柱垂直度和柱顶高度，在打立柱桩过程中，要严格按照图纸规定，打到要求位置、尺寸，不得打歪，当打入过深时，不得将立柱部分拔出加以纠正，须将其全部拔出，待基础压实后再重新打入。打好立柱后，在安装护栏板过程中要紧固螺栓、螺帽，达到平稳安然要求。最后将砼导沿石重新安好。

（2）钢丝网防护工程

钢丝网基础采用人工开挖，开挖至底部标高时，对原地表进行夯实处理，埋设护栏立柱并现浇C20砼基础。然后进行外侧土方回填，施工时要求分层对称进行，每层回填厚度不超过30 cm。最后进行防护网安装。

（3）管理房新建

常兴、北索两处管护房抗震烈度为七度，耐火等级为二级，屋面防水等级Ⅲ级。砖基础下设3∶7灰土垫层，基础、顶均设钢筋砼圈梁，隔间设构造柱，砖砌内外墙。现浇房屋面板计挑檐。窗为塑钢推拉窗，门为彩色钢板门。屋面设防水层，保温层，室内地面、台阶为地砖，散水为砼。外墙喷刷涂料，内墙、顶棚刷乳胶漆。屋面为不上人屋面。管护房院内规划道路及绿化园区。除绿化及建筑用地外，其余地面均采用C20砼硬化。以达到经济、美观、实用目的。

5 结语

本次宝鸡峡塬上总干渠节水改造项目实施后，年可节约水量21万m3，增引适时水量65万m3，灌溉效益为69.2万元，渠道引输水能力、渠系水利用系数和灌溉保证率都有所提高，运行更为安全。工程内部收益率为10.9%，大于经济基准收益率8%；经济效益费用比1.19，大于1.0。经济、社会效益明显，说明项目方案设计经济合理。

S277

B

1673-9000（2017）04-0178-02

2017-01-08

张亚安（1974-），男，陕西岐山人，助理工程师，主要从事水利水电工程建设管理工作。