甘肃省灌溉渠系改建配套技术要点

靳彦荣

（天水市水利水电勘测设计研究院有限公司，甘肃天水 741000）

甘肃省灌溉渠系改建工作的落实需要注意坚持因地制宜等原则，为降低成本投入，改建过程中使用的材料应尽可能就地取材。同时，从农业生产的角度出发，对以往渠系中不合理的布局进行改建衬砌，全面规划出更加合理的布局，适应田间渠系的分布需求。甘肃省灌溉渠系改建工作属于技术性很强的建设项目，应始终坚持“群众自办，国家辅助”的原则，同时提高规划建设的科学性，尽可能提升改建的经济和社会效益。

1 灌溉渠系布置形式

1.1 河西山水灌区

该区域的地形比较开阔，且地面有较大的坡度，周边土层情况为上游薄下游厚，地下水位很低，因此整体灌溉面积也较大。原本的灌溉渠系设置在地面坡度比较平缓的位置，整体按照干、支、斗、农、毛及地头沟进行五级和六级展开布置。通常系统中的干、斗、毛渠与等高线呈垂直状态，而支、农渠和地头沟则与等高线相互平行。

该区域的支渠之间的距离通常为1 500～2 500 m，斗渠间距单侧灌水能够达到400 m 左右，双侧可以达到800 m 以上。整个灌溉渠系设计流量为0.3～0.6 m³·s-1，可以覆盖53.3～166.7 hm2的灌溉面积。基本系统中农渠的间距比较平均，在200 m 左右，流量在0.1 m³·s-1左右，能够覆盖8 hm2左右的灌溉面积［1］。

1.2 河西泉井水灌区与河东河川灌区

由于两种灌区的地形情况比较接近，在此合并阐述。灌区沿着河流的两岸分布，形态长且较窄，灌溉渠系分为干、斗、农或地头沟三级，其中的干渠与等高线相互平行，布置方向顺着河流。而斗渠则垂直于等高线布置，间距能够达到200 m 以上，流量也至少可以达到0.1 m³·s-1，覆盖农田面积在20.0～46.7 hm2。在两个渠系当中，农渠和地头沟都和等高线平行，且布置在梯田的上方，间距基本和农田条宽相似，即30～70 m，流量30～50 L·s-1。

1.3 川台提水灌区

川台地通常位于中部的干旱区域，其整体范围一般不大，且域内的土层很厚，地下水位也不高。土壤性质通常是湿陷性的黄土，灌溉渠系的配置与河西泉井水灌区和河东河川灌区基本一致。

2 灌溉渠系改建配套技术要点

2.1 防冲防渗

灌溉渠系改建工程中，渠道的防渗和防冲衬砌效果，与所使用的材料质量息息相关［2］。在甘肃省灌溉渠系中，常见的有以下5 种。1）干砌卯石。这种材料一般在戈壁沙砾和卯石比较多的位置使用［3］，在应用过程中只需要注意控制堆砌工作的落实质量和后续维修的难度即可。随着石缝内泥沙的淤积，灌溉渠系的防渗效果也会逐渐提高，整体工作效果在土渠与浆砌石之间。2）干砌卯石灌细粒混凝土。这种材料更适用于卯石土渗漏和冲刷影响比较严重的区域，具有较好的防冲和防渗效果，尤其是和干砌卯石相比，效果提升比较明显，几乎可以和浆砌石的效果相媲美。3）浆砌卯石衬砌。这种材料的衬砌方式更适合在卯石较多且基土渗漏及冲刷情况比较严重的位置。其优势在于防冲防渗的效果比第2 种效果更好，可以就地取材，但需要注意成本控制工作。4）混凝土衬砌。这种方式和材料适合在大卯石少的位置，落实后的效果与浆砌卯石比较相似。工作人员在使用此种材料时，通常会配合预制安装的技术，降低在灌溉间歇施工的难度。5）水泥土衬砌和原土、灰土的夯实。这种材料和方式适合在地面坡度不高的位置使用，若在甘肃省灌溉渠系改建过程中使用，则水泥和黄土之间的比例需要控制在1 ∶6～1 ∶10，也可以将原土翻夯压实40 cm 左右，配合衬砌混凝土板也能达到防渗效果。

2.2 衬砌渠道伸缩缝

大量的实践工作表明，在浆砌石渠道当中可以不设置伸缩缝，而混凝土衬砌渠道当中通常会每隔5～10 m就设置一条伸缩缝。填缝材料通常是沥青油毡、1 ∶4 的沥青砂板条、1 ∶1.4 的沥青石棉粉等，这几种材料在低温环境下也不会产生严重的变形。甘肃省有部分区域使用的是聚氯乙烯胶泥作为填缝材料，这种材料在低温下的变形性能有优势，可以和混凝土实现有效地粘结，在使用时，其重量配合比应注意符合实际情况。

填缝剂的制作工艺为：在120 ℃的环境下使煤焦油脱水，并在此过程中清除杂质；定量称取脱水之后的煤焦油和聚氯乙烯等材料，将煤焦油加热至120 ℃后陆续添加除粉煤灰外的其他材料，持续搅拌约30 min，待所有材料基本熔化后加入粉煤灰，维持温度在100～110 ℃，搅拌均匀即可。

2.3 确定渠道配水制度、流量和水位高程

渠道配水制度和流量的规划合理程度会影响渠道大小的确定，因此有必要确定合理的配水制度。

灌渠水位的高程需要根据灌区当中的地面参考点高程和各级渠道沿渠水头损失确定［4］，水流通过各级渠道建筑物的水头损失见表1。

表1 水流通过各级渠道建筑物的水头损失 单位：m

2.4 垫层和防冻胀

甘肃省灌溉渠系使用的垫层材料主要有砂砾和砂子，在河西及河东地区沙砾较多的土壤环境当中，效果十分显著。在戈壁沙砾地基的位置施工，只需要使用10 cm 左右的砂砾找平衬砌即可；若地下水位不高、土层也比较薄，砂砾垫层的埋设深度只需要达到最大冻土深度的50%即可；但如果地基是黏性土或者重壤土，则砂砾垫层的埋设深度就要达到最大冻土层深度的75%以上。

防冻胀材料一般使用的是柔性材料，若在砂砾和砂子较少的区域，可以选择在混凝土板下方铺设柔性沥青薄膜等材料，隔断渗水的同时也能保障地基的含水量保持在天然状态，最终达到防冻胀的目的。

2.5 施工技术

1）准备阶段。主要是组织参与工程的各部门组成各种施工团队，分别负责灌溉渠系改建的施工管理、设备供应、技术指导等工作。2）施工过程。坚决保障整个施工过程都能够遵循工程规划设计内容，尤其是工程规模和结构形式等方面，若必须要修稿，也要得到主管部门的同意之后才能修改。3）质量检验阶段。由专人负责针对各个环节落实决算和验收工作，保障工程质量。

在工程正式开始落实之前，主管部门和受益单位应共同组成施工机构，负责工程的具体实施及施工器材、施工人员等方面的管理，而具体的施工则要根据上报的批准计划落实，尤其是对工程的建设规模、范围和结构等内容，参与施工的技术人员不得随意更改。

在灌溉工程的渠道土方及土方断面施工阶段，技术人员需要严格遵循设计标准落实工作，且在断面位置要预留10～20 cm 的削坡修底厚度。通常情况下，此类工程的开挖尺寸会比衬砌断面大，但凹凸要＜5 cm。在灌溉工程的斗和农渠开挖阶段，技术人员需要先根据渠底部的宽度开挖，使其形成矩形断面，并按照设计标准削坡。需要注意的是，在工程中填方渠施工需要先将地面的草皮杂物清理干净，并翻挖15 cm 后夯实土层，夯实使用的新土当中应避免存在石块等杂物。

3 结语

综上所述，甘肃省灌溉渠系改建工作的重点在于因地制宜，同时还需要选择和设计条件相符的施工方式落实工作，严格根据工程设计要求施工，原则就是保障工程质量和落实效果，最终为灌溉细节的优化奠定稳定基础。