宁夏惠农渠生态砌护方案研究

曹雅峰

【摘要】宁夏引黄灌区自灌区续建配套与节水改造项目实施以来，基本完成了填发和半挖半填方渠道的砌护改造，然而挖方渠道是否进行砌护？采用何种砌护方式？仍在逐步探索过程中。 随着国家对生态环境保护的重视，惠农渠挖方渠道采用了混凝土格条内填卵石的的生态护坡型式，不仅达到了砌护渠道节水、固坡防冲的目的，而且生态环保效果显著，对同类渠道砌护也有借鉴作用。

【关键词】宁夏引黄灌区；挖方渠道；生態砌护

宁夏引黄灌区是我国古老大型灌区之一，近年来，随着节水型灌区建设步伐的不断加快，在灌区续建配套与节水改造项目和水权转换项目中，对灌区的干渠、支干渠进行了砌护改造，填万和半挖半填方灌溉渠道基本砌护改造完成。经过续建配套工程10余年的渠道砌护经验总结，对于宁夏寒冷地区，渠道砌护在满足防渗节水的前提下，还要能够抵抗冻胀破坏。本着环保生态的设计理念，挖方渠道提出了生态砌护型式，边坡以固坡防冲刷为主而不进行防渗，并能与自然环境相协调。

1、惠农渠（桩号64+688～69+584）段渠道特点

惠农渠是宁夏引黄灌区的第二大干渠，于清雍正七年建成，已有280年的历史。渠道总长139km，进口最大引水流量94m3/s，承担着近115万亩灌区灌溉任务。惠农渠（桩号64+688～69+584）段渠道设计流量81 m3/s，渠开口宽约50m，渠深约4.0m。渠段以挖方为主，地下水位高，非灌溉期地下水位位于渠底以上0.6m范围内。冬灌结束后，地下水没有消散，就已上冻。渠道土质主要为壤土和粘土。渠道内边坡由于水流的冲刷形成陡坎，局部有坍塌现象，内边坡基本稳定，但变形严重。

2、渠道生态砌护方案

针对惠农渠（桩号64+688～69+584）段特点，结合挖方渠道提出的生态砌护理念，该段渠道进行了多种砌护方案的分析研究。

（1）方案一：常规砌护型式

方案一为宁夏半挖半填方渠道上通常采用的砌护型式。渠道为圆弧坡脚梯形断面，渠坡为板膜砌护，10mm厚混凝土预制板下铺复合土工膜和60mm厚苯板；圆弧坡脚采取300mm厚现浇混凝土浇筑，其下铺40mm苯板；渠底铺砌300mm厚卵砾石，其下铺防渗复合土工膜。

该方案全断面进行防渗，边坡混凝土砌护材料用量大。

方案二：混凝土格条内填卵石生态护坡

渠道维持现状梯形断面。渠坡采用1.45×1.45m预制混凝土格条框，格条宽150mm，高200mm。框格内内铺砌卵石，卵石层厚度200mm，卵石粒径50～100mm占40%、100～150mm占60%，表层卵石须人工摆砌，保证表面平整密实，粒径100～150mm卵石摆在上层。为了防止渠坡细颗粒流失，在渠坡砌护与土接触面铺设土工布（200g/m2）；为加强边坡稳定性，坡脚基础采用1.0×1.0m格宾石笼；渠底铺设300mm厚卵砾石，并采取防渗措施，卵砾石下铺设防渗复合土工膜（0.3mm膜，150g/m2布）。

该方案采用天然卵石料，保持原始生态河道风貌，且边坡为软砌护，更适应冻胀变形，而不会造成冻胀破坏；边坡不防渗，少量渠道渗水更适宜维护生态平衡、保护环境；水位以上边坡卵石内可长草绿化，具有良好的生态和环境亲和性能。

方案三：生态混凝土护坡

现浇反滤植生生态混凝土护坡具有良好的透水性，坡面稳定性好；对边坡冻胀变形适应性强；能在生态混凝土上实现植生绿化，改善景观，生态和环境亲和性能较好。渠底铺设300mm厚卵砾石，其下铺反滤土工布（200g/m2）。

该方案渠道不防渗节水，抗冻胀性较好，采用新型材料，能够起到美化环境作用。

方案四：铰链式混凝土砌块生态护坡

边坡和渠底均采用铰链式混凝土砌块生态护坡，水下部分采用中间封闭式预制块，水上边坡采用中间开孔式预制块可植草。铰接式护坡是一种连锁型高强度预制混凝土块铺面系统 。是由一组尺寸、形状和重量一致的预制混凝土块，用镀锌的钢缆或聚酯缆绳相互连接而形成的连锁型矩阵。优点：整体铺设，施工快捷，透水性好；适应水下施工，不需围堰，节省时间；可植草绿化，保护生态。但工程造价较高。

方案五：联锁式混凝土砌块生态护坡

边坡和渠底均采用联锁式混凝土砌块生态护坡。联锁式护坡砖用独特的联锁设计，每块砖与周围的6块砖产生联锁，使得铺面系统在水流作用下具有良好的整体稳定性。同时，随着植被在砖孔和砖缝中生长，起到增加植被、美化环境的作用。优点：施工便捷，抗冻胀变形性能好，美好环境。但工程造价较高。

3、砌护方案比选分析

综合分析比较五个砌护方案，预制混凝土格条内填卵石护坡更优。该方案渠底铺膜防渗起到了节水的作用，边坡不防渗，没有完全截断渗漏通道，利用地下水位高，使得边坡渗漏量很小，然而很少的渗水可以维持生态平衡、保护生态环境；边坡铺砌卵石为软砌护，适应变形能力强，抗冻胀破坏性能好；菱形混凝土格条整齐美观，卵石缝隙可以植草绿化岸坡；因地制宜利用天然卵石护坡，使河道保持了原始风貌自然风光，且工程造价最小。

结束语

惠农渠（桩号64+688～69+584）段挖方渠道采用了混凝土格条内填卵石的生态护坡型式，这种砌护型式在宁夏灌区灌溉渠道砌护改造上首次采用。作为试验段，渠道通水运行后对此段落进行了渗漏观察，水位、流速观测和护坡冻胀变形破坏的观测。经过两年运行观测，混凝土格条内填卵石生态护坡满足设计要求，达到了节水的目的，且生态环保效果显著。

参考文献：

[1 ]薛塞光.宁夏引黄灌区发展思路与目标.人民黄河.2015，37（3）：1-3.

[2] 薛塞光.宁夏寒冷地区骨干渠道砌护技术研究.人民黄河.2012，34（1）：96-98.