悦来灌区渠道防渗衬砌形式比选

程本军,王丽原

(1.佳木斯水文局，黑龙江 佳木斯 154002；2.佳木斯市水利勘测设计研究院，黑龙江 佳木斯 154002)

悦来灌区渠道防渗衬砌形式比选

程本军1,王丽原2

(1.佳木斯水文局，黑龙江 佳木斯 154002；2.佳木斯市水利勘测设计研究院，黑龙江 佳木斯 154002)

渠道防渗工程是实行节水灌溉和提高渠系水利用系数的重要措施。结合悦来灌区工程地质条件及前几期节水改造的经验，和现代新技术、新材料，对渠道分别采取防渗衬砌，通过方案比较，从而选择更优断面。

低压管道；钢筋混凝土矩形槽；混凝土板防渗衬砌；方案比选

0 前 言

由于渠道防渗有提高灌溉水利用率，保证渠道的输水安全等优点，因此近年黑龙江省灌区的节水改造和配套工程多采用渠道防渗措施。悦来灌区为黑龙江省已建的重点建设大型灌区之一。丰收南支渠布设在丰收沟地区岗地边缘，渠道呈南北走向，线路大致顺直，通过水利计算确定其工程规模，结合地面高程可知支渠大部分为半填半挖断面，为减少渠道工程量和工程占地，根据悦来灌区工程地质条件及前几期节水改造的经验，渠道均为梯形断面，采取混凝土板下铺粗砂和复合土工膜的防渗衬砌措施，本次设计结合以往经验和现代新技术、新材料，对渠道分别采取低压管道、钢筋混凝土矩形槽和传统的梯形断面混凝土板防渗衬砌3种形式，进行方案比较，可通过方案比较确定支渠横断面形式，从而选择更优断面。

1 方案一：梯形断面混凝土板形式

渠道长8.8km，为梯形断面，按明渠均匀流公式计算，依据地形条件，采取半填半挖形式，比降为1/10000，渠底和坡面采取混凝土板衬砌，糙率为0.017，渠道分为3段：

3+200-9+400段，设计流量为4.03m3/s，渠底宽3.5m，边坡为1∶1.5，设计水深为1.34m；

9+400-11+400段，设计流量为2.74 m3/s，渠底宽3.0m，边坡为1∶1.5，设计水深为1.17m；

11+400-12+000段，设计流量为1.06 m3/s，渠底宽1.5m，边坡为1∶1.5，设计水深为0.92m。

在修坡整形后的渠床表面铺设防渗膜一层，防渗膜上再铺设10cm厚粗砂保护层和预制混凝土板。预制混凝土板尺寸为50cm×50cm，厚度为8cm，防渗膜采用两布一膜。渠道防渗顶高程为加大水位加一定的安全超高，安全加高都为0.2m。为保证坡面的整体稳定性，防止雨水冲刷及人为破坏，防渗体顶部设置混凝土封顶，封顶为垂直坡面竖埋一块混凝土板。

2 方案二：钢筋混凝土矩形槽形式

渠道长8.8km，为矩形断面，按明渠均匀流公式计算，依据地形条件，比降为1/10000，采取矩形槽钢筋混凝土结构，糙率为0.017，渠道分为3段：

3+200-9+400段，设计流量为4.03m3/s，渠底宽3.5m，设计水深为2.04m；

9+400-11+400段，设计流量为2.74 m3/s，渠底宽3.0m，设计水深为1.78m；

11+400-12+000段，设计流量为1.06 m3/s，渠底宽2m，设计水深为1.31m。

钢筋混凝土矩形槽断面尺寸(宽×高)分别为3.5m×2.70m、3.0m×2.60m、2.0m×1.80m，槽底板厚度为0.6m，下设素混凝土垫层，再下铺0.5m水撼砂。侧墙厚度上为0.4m，下0.6m。矩形槽每节长10m，纵向设置伸缩缝，缝间设止水。进、出口设一字墙与梯形渠道断面衔接。为满足抗冻要求，混凝土强度等级采用C25，抗冻等级F200。

图1混凝土板形式横断面图

图2 矩形槽形式横断面图

3 方案三：低压管道形式

渠道长8.8km，经计算，为满足渠道长距离输水要求，在支渠首端(桩号3+200处)需建加压站1座，设计流量为4.03m3/s，设计扬程为12.9m，装机为1065kw。依据地形条件，采取地埋管道形式，管道埋深为1.5-1.8m，分为3段：

3+200-9+400段，设计流量为4.03m3/s，布置有直径为1.2m的管道3根；

9+400-11+400段，设计流量为2.74 m3/s，布置有直径为1.2m的管道2根；

11+400-12+000段，设计流量为1.06 m3/s，布置有直径为1.2m的管道1根。

均采用聚乙烯PE管，管道厚度为6mm，并根据工程设计需要，设置有排气阀、逆止阀等相应配件。

图3 管道形式横断面图

4 方案比较表

具体的技术经济比较见表1。

表1 丰收南支渠横断面形式技术经济比较表

由上表可看出，方案三虽然工程土方量和占地量最少，但由于布设管道长，管道投资较大，且需要设置二级加压站，故方案三整体投资较大；方案二介于方案一和方案三两者之间，占地量较少，但挖方量和钢筋混凝土量较大，导致工程投资较大；方案一(渠道为梯形断面，混凝土板形式)最为经济。它不仅具有防渗效果好、施工方便、易于维修养护、适应土壤冻胀能力强等优点，而且上部预制混凝土板衬砌还可以减小渠道糙率，增加渠道输水能力，保护渠道不受冲淤破坏，延长渠道使用寿命等特点。因此本次采用此种横断面形式，梯形断面，混凝土板衬砌。

[1]张明帅.渠道混凝土裂缝预防及处理[J].农业科技与信息，2009(22)：33.

[2]韩苏建，陈涛，孙刚峰，等.关于灌区渠道衬砌结构形式现状综述[J].防渗技术，2002(02)：5-8.

1007-7596(2017)08-0115-03

2017-07-22

程本军(1985-)，男，陕西紫阳人，工程师，从事水质分析、评价工作；王丽原(1982-)，女，黑龙江佳木斯人，高级工程师，从事水利设计工作。

S277；TV543

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