宝鸡峡东干渠节水改造项目实施方案探析

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(1.陕西省宝鸡峡工程局，陕西 宝鸡 721001，2.陕西省宜川县河道水库管理站，陕西 宜川 716200)

1 工程概况

宝鸡峡东干渠于1971年建成通水，由乾县薛禄镇坛子坊村塬上总干渠末(170+208处)设闸引水，止礼泉县裴寨乡段家崖村，全长26.3 km，为梯形砼衬砌断面，多数渠段为填方渠道，进口设计引水流量20 m3/s，加大流量28 m3/s，沿途设有东一支、东二支、东三支、东四支、东五支、东六支共计6条支渠，灌溉着乾县、礼泉、泾阳、兴平、秦都、渭城六县(区)的72．68万亩农田。灌区作物种植以果树为主，粮果蔬菜比例为3：6:1，属于农业灌溉高产高效区域。2001年在世行贷款项目建设中已改造渠道6.326 km，改造断面为弧形坡脚梯形断面，剩余19.974 km渠道因资金问题仍为旧渠运行，老化状况逐年增多。随着近年下游支渠相继节水改造，东干渠修缮改造已提上日程，以实现整体效益扩大。

2 存在问题

(1)衬砌渠段多年冲刷破损严重，危及行水安全。该渠道阴坡有65%、阳坡有25%的砼衬砌板都不同程度裂缝、鼓肚、严重断裂、悬空、坍塌、引起渠坡板淘刷破坏，危及渠道安全；东干渠16+170～19+960段渠道处于东四支、东五支两个节制闸之间，80%为填方段，渠道衬砌板裂缝，板面灰浆脱落，纵横伸缩缝填缝材料失效、遗失；渠道受桥梁中墩挂柴落淤影响，过水能力较设计流量减少12%以上。

(2)多数填方渠段老化粗糙变形，过水能力减弱。除2001年改造的6.326 km渠道基本完好外，其余砼衬砌板老化、出现裂缝，板面剥蚀，石子外漏，伸缩缝脱落，特别是阴坡混凝土板，因冻胀作用，已断裂拱起滑落，防渗固堤作用大大降低，且加大了渠道糙率，减小了过流能力。在春夏季用水高峰期，遇到大雨天气部分要害处险象环生，多次发生倒虹堵塞、渠堤决口问题，造成不应有经济损失。

(3)渠系建筑物老化破烂，亟待改造。生产桥中墩挂淤严重，影响渠道行水安全，中墩砼剥蚀，石子、钢筋外露，桥面板损坏严重。斗门损坏，启闭困难，无法使用。节制闸、进水闸手动启闭，操作不便，钢筋砼闸门也有损坏。大部分建筑物因年久失修，现已破烂不堪，尤其是跌水下游水流不稳，渠岸坡淘刷严重，危及两岸交通，给当地群众生产、生活带来不利影响。

3 项目实施方案分析

3.1 工程改造布设

东干渠经40多年运行，整个渠道布线基本合理，本次局部改造，计划对16+170～19+960段进行衬砌改造，改造长度3.79 km。同时拆除重建改造建筑物共计15座，其中拆除重建斗门3座、农桥9座、跌水1座，改造水闸2座、更换东四支、东五支2处进水闸的机电设备、闸门共5套，更换门窗6樘及闸房内外粉刷778 m2。

3.2 渠道设计流量确定

东干渠设施灌溉面积72.68万亩，渠首原设计流量20 m3/s，加大流量28 m3/s。根据现状调查，原设计流量基本满足要求，故维持不变。原渠道设计加大流量为设计流量的1.4倍，加大系数太大，不符合《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)要求，本次设计按规范取流量加大系数为0.20～0.25，据此推断各渠段加大流量如下表1。

表1 东干渠分段流量统计表

由表1知，东干渠改造段16+170～19+960设计流量为6.7 m3/s，加大流量为8.4 m3/s。

3.3 渠道改造方案设计

3.3.1 渠道纵断面

东干渠16+170～19+960段为填方渠道，本次改造渠道纵向设计比降应与上、下游渠道合理连接，并要求水面衔接平顺，同时保证斗口正常引水。根据东干渠多年实际运行情况，渠道原设计比降基本合理，本次衬砌改造仍维持原渠道比降不变(详见表2)。

表2 东干渠道分段设计比降表

从表2知，东干渠16+170～19+960改造段设计比降为1/2 750。

3.3.2 渠道横断面

依据《灌溉与排水工程设计规范》，结合近些年工作实践，灌区渠道改造横断面形式选择思路如下：设计流量大于9 m3/s时，选择弧形坡脚梯形断面或梯形断面；设计流量在3～9 m3/s时，选择弧形坡脚梯形断面或弧形底梯形断面；设计流量在1～3 m3/s时，选择弧形底梯形断面或U形断面。并取得了较好运行效果。

东干渠分段流量：0+000～9+984段为20 m3/s，9+984～16+174段为12 m3/s，16+174～26+327段为6.7 m3/s，依据《灌溉与排水工程设计规范》和《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形坡脚梯形断面或梯形断面。东干渠改造，一方面弧形坡脚梯形断面和上游世行项目断面一致；另一方面弧形坡脚梯形的运行效果良好，水力条件、整体性能好，安全、抗冻胀能力较梯形断面强，在小流量运行时，弧形坡脚梯形断面与梯形断面比较，几乎不淤积。因此，本次设计东干渠改造段横断面选用弧形坡脚梯形。

东干渠改造段16+170～19+960段坡脚圆弧半径为0.713 m，圆心角为39°，衬砌深度为2.4 m，渠深2.8 m，边坡比1：1.25。

3.3.3 砼浇筑准备

(1)浇筑前对模具及模板的几何尺寸、刚度、强度及模板数进行检查，确定满足规范要求，并报监理工程师验收合格。

(2)立模架：模架的中心、高程除用渠道的中心线、高程桩控制外，对两边腰线进行挂线控制。当确信高程、中线和模架的水平和几何尺寸准确无误，经监理工程师验收合格后，进行砼入仓的准备。

(3)砼的拌合及运输：采用人工上料、350L搅拌机拌合。砼拌合站严格按照砼配合比进行拌料，并且做到盘盘称量及作好称量记录。在砼施工中严格按照配合比试验单进行拌和配料。采用自卸翻斗车运输，人工入仓。为防止砼在运输过程中发生漏浆、离析、泌水等现象，在所有的运输车厢铺设塑料布彩条布等预防措施。

(4)浇砼前先检查电器机具是否良好，人员是否到位，运输车辆是否准备好及岸坡堆积的泥土、杂物是否清理干净等。并在岸坡上铺设彩条布，以防止散落的砼和杂物混合，为砼的质量埋下隐患。入仓的砼自由下落高度大于2 m时，采用溜槽等缓降措施。

3.3.4 渠道浇筑衬砌

浇筑采用跳、填、补仓法进行施工，每仓长度4m，浇筑顺序先奇数、后偶数。

1②3④5⑥

渠道衬砌采用砼整体现浇，板下全断面铺设一布一膜复合土工膜。衬砌板厚度12 cm，砼统一采用C15W6F50砼，土工膜规格为基布150 g/m2，膜厚0.25 mm。衬砌渠段每4 m设横向伸缩缝一道，在坡板与弧形坡脚交接处设纵向伸缩缝两道，伸缩缝断面为矩形，宽2.0 cm，伸缩缝先用M10水泥砂浆封底，再填塞PT521聚氨酯填缝胶，最后用M10水泥砂浆封口。

渠道采用“弧底梯形全断面现浇”方式，浇筑工序为先渠底后两边、先跳仓后填仓。浇筑顺序为先浇筑弧底，后两岸对称浇筑弧坡段，不用面板的弧底下弧坡振捣采用平板振捣器,上弧坡用面板，采用插入式振捣器振捣，振捣棒振捣砼到不明显下沉，不出现汽泡，开始泛浆时为止，后将振捣棒徐徐抽出。对边角处除用振捣器外，再用铁钎，铁锤等辅助工具捣固密实，防止脱模后出现蜂窝麻面等。砼振捣密实后，拆模成型，原浆收面压光。为保证砼表面光滑平顺，在初收面后，至少再收2～3次。为防止下雨给砼浇筑带来的损失，给每个施工组备有30 m长、6 m宽的彩条布，下雨时即可进行棚下未完的工作量。仓内若有粗骨料堆叠时，就均匀地分布于砂浆较多处。如发现混凝土和易性较差时，加强振捣等措施。待跳仓完成3昼夜后，进行填仓准备，填仓前清除仓内、表面的砼散落物等。填仓工序、方法同跳仓一样。

3.3.5 伸缩缝制作及填塞

(1)伸缩缝的制作：按规范和设计要求用3 mm厚钢板制作与设计断面一致的钢弧条，在填仓砼浇筑时，置放于伸缩逢处，待砼初凝后将弧条取出成缝。

(2)填塞：将板缝内的杂物清理干净，再用风机吹一遍。依据试验配合比进行M5砂浆的拌合，先填塞垫层砂浆，后填塞胶泥条接近设计厚度，在将焦油塑料胶泥热融化后从上而下进行热灌到设计高度，灌注的焦油塑料胶泥密实，缝口多余抛散的胶泥，冷却后用铲刀割掉，缝外的刮净。上部分用标号为M10的砂浆填塞压实、抹光后，与渠道砼表面勾成阴平缝。

4 结语

宝鸡峡东干渠节水改造项目，对工程方案精心科学设计。2016年实施后，使渠道安全隐患得到消减，年可节水150万 m3,实际引水能力提高1.5 m3/s，适时灌溉增产粮果60万 kg;工程设施面貌改观，改善生态植被10万亩，增加区域氧气含量，治污减霾作用积极。说明灌区节水改造项目能有效消除渠道安全隐患、节约用水、合理配置资源、改善农村生态环境、提高农业生产效果，效益良多。今后应按照规划持续实施，以创造更大的社会经济效益。