寧夏惠農(nóng)渠生態(tài)砌護方案研究

曹雅峰

【摘要】寧夏引黃灌區(qū)自灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目實施以來，基本完成了填發(fā)和半挖半填方渠道的砌護改造，然而挖方渠道是否進行砌護？采用何種砌護方式？仍在逐步探索過程中。 隨著國家對生態(tài)環(huán)境保護的重視，惠農(nóng)渠挖方渠道采用了混凝土格條內(nèi)填卵石的的生態(tài)護坡型式，不僅達到了砌護渠道節(jié)水、固坡防沖的目的，而且生態(tài)環(huán)保效果顯著，對同類渠道砌護也有借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】寧夏引黃灌區(qū)；挖方渠道；生態(tài)砌護

寧夏引黃灌區(qū)是我國古老大型灌區(qū)之一，近年來，隨著節(jié)水型灌區(qū)建設(shè)步伐的不斷加快，在灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目和水權(quán)轉(zhuǎn)換項目中，對灌區(qū)的干渠、支干渠進行了砌護改造，填萬和半挖半填方灌溉渠道基本砌護改造完成。經(jīng)過續(xù)建配套工程10余年的渠道砌護經(jīng)驗總結(jié)，對于寧夏寒冷地區(qū)，渠道砌護在滿足防滲節(jié)水的前提下，還要能夠抵抗凍脹破壞。本著環(huán)保生態(tài)的設(shè)計理念，挖方渠道提出了生態(tài)砌護型式，邊坡以固坡防沖刷為主而不進行防滲，并能與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。

1、惠農(nóng)渠（樁號64+688～69+584）段渠道特點

惠農(nóng)渠是寧夏引黃灌區(qū)的第二大干渠，于清雍正七年建成，已有280年的歷史。渠道總長139km，進口最大引水流量94m3/s，承擔(dān)著近115萬畝灌區(qū)灌溉任務(wù)。惠農(nóng)渠（樁號64+688～69+584）段渠道設(shè)計流量81 m3/s，渠開口寬約50m，渠深約4.0m。渠段以挖方為主，地下水位高，非灌溉期地下水位位于渠底以上0.6m范圍內(nèi)。冬灌結(jié)束后，地下水沒有消散，就已上凍。渠道土質(zhì)主要為壤土和粘土。渠道內(nèi)邊坡由于水流的沖刷形成陡坎，局部有坍塌現(xiàn)象，內(nèi)邊坡基本穩(wěn)定，但變形嚴重。

2、渠道生態(tài)砌護方案

針對惠農(nóng)渠（樁號64+688～69+584）段特點，結(jié)合挖方渠道提出的生態(tài)砌護理念，該段渠道進行了多種砌護方案的分析研究。

（1）方案一：常規(guī)砌護型式

方案一為寧夏半挖半填方渠道上通常采用的砌護型式。渠道為圓弧坡腳梯形斷面，渠坡為板膜砌護，10mm厚混凝土預(yù)制板下鋪復(fù)合土工膜和60mm厚苯板；圓弧坡腳采取300mm厚現(xiàn)澆混凝土澆筑，其下鋪40mm苯板；渠底鋪砌300mm厚卵礫石，其下鋪防滲復(fù)合土工膜。

該方案全斷面進行防滲，邊坡混凝土砌護材料用量大。

方案二：混凝土格條內(nèi)填卵石生態(tài)護坡

渠道維持現(xiàn)狀梯形斷面。渠坡采用1.45×1.45m預(yù)制混凝土格條框，格條寬150mm，高200mm。框格內(nèi)內(nèi)鋪砌卵石，卵石層厚度200mm，卵石粒徑50～100mm占40%、100～150mm占60%，表層卵石須人工擺砌，保證表面平整密實，粒徑100～150mm卵石擺在上層。為了防止渠坡細顆粒流失，在渠坡砌護與土接觸面鋪設(shè)土工布（200g/m2）；為加強邊坡穩(wěn)定性，坡腳基礎(chǔ)采用1.0×1.0m格賓石籠；渠底鋪設(shè)300mm厚卵礫石，并采取防滲措施，卵礫石下鋪設(shè)防滲復(fù)合土工膜（0.3mm膜，150g/m2布）。

該方案采用天然卵石料，保持原始生態(tài)河道風(fēng)貌，且邊坡為軟砌護，更適應(yīng)凍脹變形，而不會造成凍脹破壞；邊坡不防滲，少量渠道滲水更適宜維護生態(tài)平衡、保護環(huán)境；水位以上邊坡卵石內(nèi)可長草綠化，具有良好的生態(tài)和環(huán)境親和性能。

方案三：生態(tài)混凝土護坡

現(xiàn)澆反濾植生生態(tài)混凝土護坡具有良好的透水性，坡面穩(wěn)定性好；對邊坡凍脹變形適應(yīng)性強；能在生態(tài)混凝土上實現(xiàn)植生綠化，改善景觀，生態(tài)和環(huán)境親和性能較好。渠底鋪設(shè)300mm厚卵礫石，其下鋪反濾土工布（200g/m2）。

該方案渠道不防滲節(jié)水，抗凍脹性較好，采用新型材料，能夠起到美化環(huán)境作用。

方案四：鉸鏈?zhǔn)交炷疗鰤K生態(tài)護坡

邊坡和渠底均采用鉸鏈?zhǔn)交炷疗鰤K生態(tài)護坡，水下部分采用中間封閉式預(yù)制塊，水上邊坡采用中間開孔式預(yù)制塊可植草。鉸接式護坡是一種連鎖型高強度預(yù)制混凝土塊鋪面系統(tǒng) 。是由一組尺寸、形狀和重量一致的預(yù)制混凝土塊，用鍍鋅的鋼纜或聚酯纜繩相互連接而形成的連鎖型矩陣。優(yōu)點：整體鋪設(shè)，施工快捷，透水性好；適應(yīng)水下施工，不需圍堰，節(jié)省時間；可植草綠化，保護生態(tài)。但工程造價較高。

方案五：聯(lián)鎖式混凝土砌塊生態(tài)護坡

邊坡和渠底均采用聯(lián)鎖式混凝土砌塊生態(tài)護坡。聯(lián)鎖式護坡磚用獨特的聯(lián)鎖設(shè)計，每塊磚與周圍的6塊磚產(chǎn)生聯(lián)鎖，使得鋪面系統(tǒng)在水流作用下具有良好的整體穩(wěn)定性。同時，隨著植被在磚孔和磚縫中生長，起到增加植被、美化環(huán)境的作用。優(yōu)點：施工便捷，抗凍脹變形性能好，美好環(huán)境。但工程造價較高。

3、砌護方案比選分析

綜合分析比較五個砌護方案，預(yù)制混凝土格條內(nèi)填卵石護坡更優(yōu)。該方案渠底鋪膜防滲起到了節(jié)水的作用，邊坡不防滲，沒有完全截斷滲漏通道，利用地下水位高，使得邊坡滲漏量很小，然而很少的滲水可以維持生態(tài)平衡、保護生態(tài)環(huán)境；邊坡鋪砌卵石為軟砌護，適應(yīng)變形能力強，抗凍脹破壞性能好；菱形混凝土格條整齊美觀，卵石縫隙可以植草綠化岸坡；因地制宜利用天然卵石護坡，使河道保持了原始風(fēng)貌自然風(fēng)光，且工程造價最小。

結(jié)束語

惠農(nóng)渠（樁號64+688～69+584）段挖方渠道采用了混凝土格條內(nèi)填卵石的生態(tài)護坡型式，這種砌護型式在寧夏灌區(qū)灌溉渠道砌護改造上首次采用。作為試驗段，渠道通水運行后對此段落進行了滲漏觀察，水位、流速觀測和護坡凍脹變形破壞的觀測。經(jīng)過兩年運行觀測，混凝土格條內(nèi)填卵石生態(tài)護坡滿足設(shè)計要求，達到了節(jié)水的目的，且生態(tài)環(huán)保效果顯著。

參考文獻：

[1 ]薛塞光.寧夏引黃灌區(qū)發(fā)展思路與目標(biāo).人民黃河.2015，37（3）：1-3.

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