中小型灌区节水灌溉配套改造项目渠道衬砌断面选择探析

周传节　鲍宁东

摘要    本文对灌区渠道分类进行了归纳，对灌区渠道衬砌类型进行了剖析，对灌区渠道衬砌实例进行了优点、缺点对比分析。由此认为，灌区渠道衬砌断面形式选择应因地适宜，选择适合本灌区、渠级、渠段要求，并且能充分利用本地建筑材料的衬砌形式，这样不仅经济实用还环保。

关键词    节水灌溉;渠道;衬砌断面选择;中小型灌区

中图分类号    S277        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）15-0180-01

随着经济建设发展和水资源利用之间矛盾的加剧，农业生产用水备受关注，农业用水浪费现象已成为不争的事实，节水农业被各级政府及水事部门提上了议事日程。如何提高灌溉水利用系数，除了从灌溉制度和水费计收管理方面采取非工程措施外，最直接的办法就是减少水量损失，对灌溉渠道进行防渗衬砌[1-2]。

1    渠道的分类

渠道按级别分为干渠、支渠、斗渠、农渠、毛渠5个等级;按建筑材料分为土渠、石渠、砼渠、高分子材料渠道;按断面形式分为梯形渠道、矩形渠道、U形渠道、园形管道;按地形分为挖方渠道、填方渠道和半挖半填渠道。

2    渠道的衬砌类型

渠道衬砌类型的选择是一个综合渠道衬砌要素择优组合的设计过程，需要考虑渠道流量、高程、地质、地势、建筑材料等诸多要素。渠道流量计算可用明渠均匀流公式或管流公式。

2.1    梯形砼衬砌断面

2.1.1    梯形砼现浇衬砌断面。渠坡和渠底三面衬砌，渠底宽度≤5 m，边坡不宜陡于1∶1，衬砌厚度8～10 cm。适合干渠、支渠衬砌;适合平原、丘陵地区。优点是防渗效果好，投资较小;缺点是施工质量不易控制。

2.1.2    梯形砼预制块衬砌断面。渠底可大于5 m，边坡可以陡于1∶1，不宜陡于1.00∶0.75。预制块厚度8～10 cm。适合干渠、支渠和斗渠;适合平原、丘陵地区。预制块可以选择多种形状，六棱块较好。优点是施工质量好控制，施工进度快，投资较小;缺点是防渗效果因勾缝处理不好而易渗漏。

2.2    梯形砌石衬砌断面

2.2.1    梯形浆砌石护坡式衬砌断面。衬砌断面尺寸要求和地形要求与砼预制块衬砌断面类似，衬砌后使用效果也相差不大。不同的是所用建筑材料不同，衬砌断面厚度30～40 cm，渠道的糙率也较大。优点是石材为当地建筑材料，易获得，可以节省水泥用量;缺点是半人工半机械化施工，施工进度较慢。

2.2.2    梯形干砌石护坡式衬砌水泥砂浆抹面。这是梯形浆砌石护坡式衬砌断面的改进型，防渗效果优于梯形浆砌石护坡式衬砌断面，渠道的糙率与现浇砼相近。缺点是在高寒地区易冻损砂浆面，施工进度较慢。

2.2.3    梯形浆砌石挡墙式衬砌断面。适合干渠、支渠衬砌，三面衬砌時渠底多用砼衬砌，由于挡墙起挡土和防渗作用，墙体较厚，使用的石料较多，在石料缺少地区不宜采用，边坡坡度可以陡于1.0∶0.5，但不宜陡于1.0∶0.3。设计时应校核抗倾覆稳定。优点是起挡土和防渗双重作用;缺点是石材消耗量大，施工进度较慢，成本费用较高。

2.2.4    梯形干砌石挡墙衬砌水泥砂浆抹面。这是梯形浆砌石挡墙式衬砌衬砌断面的改进型，防渗效果优于梯形浆砌石挡墙式衬砌断面，挡土作用不及梯形浆砌石挡墙式衬砌断面，渠道的糙率与现浇砼相近。缺点是高寒地区易冻损砂浆面，石材消耗量大，施工进度较慢。

2.3    梯形复合材料衬砌断面

2.3.1    梯形塑料膜加预制砼块保护层防渗渠道。在砂壤质地层上修建防渗渠道的一种衬砌方式[3]，适用于支渠、斗渠。优点是防渗效果好;缺点是塑料膜要有一定的厚度和强度，在施工过程中易损坏，易受生物破坏。

2.3.2    梯形复合土工膜加预制砼块保护层防渗渠道。土工膜是新型防渗材料，有一布一膜和两布一膜2种。可适用于干渠、支渠、斗渠的衬砌，接头有热接、冷接2种，热接效果较好。这种衬砌形式适用于渗漏严重土质且严重缺水地区。优点是防渗效果好，缺点是投资大。

2.4    现浇矩形砼衬砌断面

适用于斗渠、农渠。地形平坦利于施工，能用机械化滑模施工比较好，人工立模，边墙厚度不宜小于10 cm，施工进度较慢。优点是防渗效果好，缺点是投资大。

2.5    矩形砌石断面（浆砌石、干砌石加水泥砂浆抹面）

类似于梯形挡墙式衬砌断面。

2.6    U形砼预制块衬砌断面

适用于斗、农衬砌施工[4]。优点是施工进度快，投资较节约;缺点是预制块强度不高，易破损，勾缝质量不易控制。

2.7    园形渠道衬砌

适用于暗渠施工，材料有预制砼涵管、塑料波纹管等。管灌主要用于高效节水灌溉。

2.8    组合式衬砌断面

主要是梯形现浇砼衬砌与梯形挡墙式砌石衬砌断面的组合;或者是梯形现浇砼衬砌与矩形挡墙式砌石头衬砌断面的组合[5]。适用于绕山或绕丘渠道的衬砌，渠埂侧有交通要求，山坡侧坡度适宜。优点是适应渠段地形变化;缺点是施工组织设计复杂。

3    节水灌溉工程渠道衬砌实例

3.1    潜山县小微州土地复垦整理工程

设计干渠流量1.5 m3/s，采用矩形干砌石衬砌加水泥砂浆抹面防渗，底宽2.2 m、渠深1.1 m、纵坡1∶2 000，渠长达4 km。该工程2005年建成运行至今，工程运行良好，正常发挥效益。

3.2    农业综合开发打捆招标长春水库东支一渠工程

设计流量0.54 m3/s，采用现浇砼梯形断面衬砌段，渠道纵坡1/3 000，边坡1∶1，底宽1.5 m，厚度8 cm，渠深1.2 m，砼强度C15;采用梯形M10浆砌石断面衬砌段长985 m，纵坡1/3 000，边坡1.0∶0.3，底宽2.0 m，渠深1.2 m;渠道总长5 km，2001年建成运行至今，工程运行良好，正常发挥效益。

3.3    潜山市五丰河灌区节水配套改造项目干渠工程

设计灌溉流量1.95～3.40 m3/s，因该渠兼顾排水作用，渠道设计时考虑灌溉流量的同时要用排水流量校核。根据不同地形采用多种衬砌断面。渠底宽度3.5～5.0 m。①现浇砼梯形断面衬砌渠底宽度4.0 m，边坡1.00∶1.25，渠深1.5 m，渠坡、渠底厚度10 cm;②现浇砼梯形断面与梯形干砌石加水泥砂浆抹面组合断面，石砌边坡1.0∶0.5，砼衬砌边坡1.00∶1.25，渠深1.5m;③梯形干砌石加水泥砂浆抹面衬砌断面，边坡1.0∶0.5，挡墙顶宽0.5 m、底宽1.3 m、墙高1.5 m、水泥砂浆抹面厚度2 cm。工程于2017年底建成，已发挥节水灌溉效益。

3.4    潜山市西联圩等灌区水利血防工程

新发灌溉渠设计为梯形現浇砼衬砌，由于在施工期连续下雨，地质为砂壤土，边坡整理不能很好成型，现浇砼衬砌无法施工，工程变更设计为砼预制块衬砌。该工程于2017年建成，运行效果良好。

4    结语

综上所述，节水灌溉工程渠道衬砌断面选择必须综合考虑影响渠道流量的各种要素参数，并综合考虑地形、地势、地质、水文、建筑材料等因素，同时考虑施工工艺、进度控制、投资成本、环境保护等要求，选择适合本灌区、渠级、渠段要求的衬砌断面形式，达到安全、实用、经济、美观、环保的效果。

5    参考文献

[1] 康文泰.农田水利工程中节水灌溉技术应用及实施要点研究[J].农业科技与信息，2018（21）：85-86.

[2] 水利部.灌溉低压输水混凝土管技术条件[M].北京：中国水利水电出版社，1995.

[3] 潜山县水利局设计室.潜山县余井镇小徽州土地复垦整理重点项目规划设计[Z].潜山：潜山县水利局，2005.

[4] 安庆市水利水电规划设计院.潜山县西联圩等灌区水利血防工程初步设计报告[Z].安庆：安庆市水利水电规划设计院，2015.

[5] 安庆市水利水电规划设计院.潜山县农业综合开发五丰河中型灌区节水配套改造项目初步设计[Z].安庆：安庆市水利水电规划设计院，2016.