石底大圳灌區改造施工技術

植發龍

（云浮市云安區白石鎮農業水利站，廣東 云浮 527523）

1 工程概述

云安區石底大圳所在的白石鎮位于云安區西北部，灌區內加固改造渠道總長21.74 km，其中加固改造干渠共2 條（總干渠長1.87 km，石底干渠12 km），新建支渠共6條（總長7.85 km）；灌區工程的復建改造，直接關系到社會主義新農村建設和灌區的經濟發展及灌區內群眾生活水平的提高，特別是能夠盤活石底村近年來所做的80 hm2墾造水田。

2 灌區存在問題及復建改造的必要性

2.1 灌區存在問題

石底大圳灌溉范圍主要為石底村，設計灌溉面積為533.33 hm2，有效灌溉面積426.66 hm2。農作物以水稻為主，經濟作物主要有果樹、花卉苗木、中藥材等。目前工程存在的主要問題有：

①干渠由于建設久遠，歷史規劃等原因，渠道及附屬建筑物由于受興建時歷史條件影響，設計標準低，渠道淤積嚴重，年久失修，廢棄多年。②渠道附屬建筑物配套不全，渠道分水閘多已經損壞，用水無法有效控制，致使本來可以受益的大片耕地得不到灌溉。③泄水閘啟閉設備老舊，下暴雨時無法及時開啟，加上渠槽淤積堵塞，渠水時常漫堤，造成渠道崩塌。④灌區工程管理水平低，管理設施落后。

2.2 復建改造的必要性

2.2.1 發展節水灌溉的需要

實施灌區節水灌溉，改善水系條件，充分發揮灌區水源的命脈作用，以水資源的可持續利用支持當地經濟社會的可持續發展，為當地發展“三高”農業，實現農業現代化創造條件。由于灌區年久失修，渠道已老化荒廢，目前，當地農民只能靠打井提水灌溉，灌溉效率低，若不對灌區工程進行復建改造，嚴重制約著當地農業和農村經濟的發展。因此，對項目區渠道進行復建改造非常有必要，也非常緊迫。

2.2.2 灌區發揮最大效益的需要

灌區建成發揮效益以來，為灌區的農業生產發展和群眾生活水平的提高發揮了巨大的作用，改善了農業灌溉條件，實現了旱澇保收的目標。然而，該渠道配套建筑物少，工程建設標準低、施工質量差，加上年久失修，輸水控水能力差，干渠、支渠口均無閘門，多用土袋子堵口。并且由于管理設施落后，管理水平低，以及資金短缺，不能及時維修和更新，使灌區的水利用系數逐年降低。為了改善灌區群眾農業生產條件，提高生活質量的內在要求，充分發揮現有工程效益和恢復設計灌溉效益，有必要對灌區工程進行復建改造。

3 復建改造的施工技術要點

3.1 材料控制要點

3.1.1 土料

該區域屬于丘陵-低山地帶，山坡土主要為殘坡積粉質黏土和碎屑巖全、強風化土層，呈褐紅、褐黃色，稍濕，土粒比重Gs=2.60～2.75，天然含水量w=20%～30%，塑性指數IP=11.50～16，抗剪強度較高，力學性質好。初步判定質量技術指標能滿足要求，可作渠道的填筑土料，分布廣泛，能滿足施工所需土料用量。

3.1.2 砂、石料

由于工程所在地區交通便利、主要建筑材料如水泥、鋼材等可由云浮市內購買，其他建筑材料，如：砂、石料等可由工程附近采砂場及采石場購買。

3.2 渠道及建筑物工程控制要點

3.2.1 各渠道現狀及存在的問題

石底大圳灌溉渠道，大部分渠道出現淤積、沖刷、塌方、滲漏非常嚴重，已襯砌的渠道因地基較差，渠道邊坡過陡，混凝土預制塊均有大面積脫落。絕大部分支渠渠首沒有控制閘門，致使灌溉用水調配混亂，造成大量的水資源浪費。

3.2.2 渠道加固改造措施

襯砌通過四個方案進行經濟技術比較，灌區現狀渠道斷面絕大部分為矩形土渠，渠道防滲襯砌的方法很多，如：現澆混凝土結構、M7.5 漿砌石結構、混凝土磚墻結構、生態連鎖磚結構等。從項目區土壤構造出發，結合近幾年渠道防滲與施工的實踐，考慮到工程材料的來源等條件，下面對現澆混凝土、M7.5漿砌石、漿磚墻及生態連鎖磚襯砌四種方案進行比較：

方案一：渠道兩側用M7.5漿砌石擋墻襯砌，M10水泥砂漿批擋內墻，厚2 cm，C20混凝土底板，擋墻頂寬40 cm，底板厚10 cm。

方案二：生態連鎖磚梯形渠道，底板厚度為10 cm。

方案三：渠道兩側用M7.5砂漿磚墻，厚24 cm，M10水泥砂漿批擋內墻，厚2 cm，底板采用C20厚10 cm。

方案四：渠道采用C20 混凝土襯砌矩形渠道，每5 m 設一道撐桿，側墻厚度為20 cm，底板厚度均為10 cm。

混凝土強度為C20，邊坡厚20 cm、底厚為10 cm，渠底設水泥石碴墊層，水泥摻入量5%，墊層厚度10 cm。混凝土襯砌現場澆筑，每隔10 m設一道橫向伸縮縫，縫寬1.50 cm，內填聚乙烯低發泡沫板。

3.2.3 橫斷面設計

水力計算：灌溉渠道采用正坡明渠，在相鄰兩個或若干個分水口之間，如果忽略蒸發和滲漏損失，渠段內的流量是一個常數。因此，渠道縱橫斷面按照明渠均勻流公式設計。公式：Q=AV，A為過水面積，V為過流斷面平均流速。

過流斷面平均流速計算公式如下：

3.3 管道附屬構筑物控制要點

3.3.1 閥門及閥門井

在供水干管及供水分支管始端均設控制蝶閥，蝶閥設閥井保護，閥井檢查管井；在地形較高處設自動排氣閥；在地形較低處排污閥，閘閥井為圓形（D=1.20～1.60 m，h=1.50 m）閥井。

3.3.2 鋼配件

在穿河道等特殊位置需要用到鋼配件時，其工作壓力1 MPa，焊接接口，要求焊接嚴密，hf＝8 mm。鋼管壁厚10 mm，鋼管外防銹用三油二布瀝青防氧樹脂玻璃布，管內用高噴水泥漿層防銹。

3.4 渠系建筑物管理

3.4.1 水閘

原有水閘大多是干渠排洪體系的重要組成部分，運行多年，混凝土老化，啟閉設備殘舊不能安全運行，導致由于排洪不及造成渠道漫頂崩塌。各閘門的水力計算按寬頂堰自由出流公式計算，其公式為：

式中：m—自由溢流的流量系數，m＝0.32；b—溢流凈寬；H0—堰前水頭，按其上一級渠道的加大水位確定。

3.4.2 閘基防滲計算閘基防滲長度可采用滲徑系數法進行計算，計算公式如下：

式中：L—為閘基防滲長度，即閘基輪廓防滲部分水平段與垂直段長度的總和，m；C—為允許滲徑系數值，此處閘基為黏土層，C取值為3；H—為上下游水位差，m；按最不利情況考慮，閘門完全擋水，上下游最大水位差為1 m。

4 結語

新農村背景下農村小型農田水利工程管理工作的順利開展，要求能結合工程實際情況，做好材料管理、渠道及建筑物工程管理等各項工作，推動工程項目的順利開展，為鄉村各項工作的開展提供穩定、安全的水資源。