中型灌區(qū)渠道防滲襯砌結(jié)構(gòu)比選

李 帥

（新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

1 灌區(qū)概況

灌區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭愣蒙古自治州X縣境內(nèi)，地形北高南低，并向博斯騰湖傾斜，灌區(qū)北部和南部海拔高度分別為1100m和1047m。灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉面積共為3466.66hm2，該灌區(qū)節(jié)水改造工程共設(shè)置1 條干渠，7 條支渠，改造段長(zhǎng)19.08 km。干渠和支渠沿線所揭露的地層巖性主要為卵石混合土、級(jí)配不良砂礫土及低液限粉土等。根據(jù)透水系數(shù)取值及透水性分析，必須對(duì)干渠和支渠渠道采取相應(yīng)的防滲處理。

2 防滲襯砌結(jié)構(gòu)比選

2.1 防滲襯砌方案

結(jié)合《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》及灌區(qū)地質(zhì)、渠道縱坡、防滲要求進(jìn)行渠道防滲襯砌方案設(shè)計(jì)，所使用的襯砌材料必須具備防滲性、耐久性、實(shí)用性及抗腐蝕性，根據(jù)灌區(qū)地下水埋深及天然建筑材料分布情況，參照同類型灌區(qū)常規(guī)襯砌材料，確定渠道防滲形式。因該灌區(qū)渠道流速大、縱坡陡，故選用C20 細(xì)粒混凝土砌卵石和混凝土板的襯砌形式，提出4種襯砌方案。

方案1：梯形斷面底板和邊坡均采取30 cm 厚C20 細(xì)?；炷疗雎咽罎B。即在梯形渠道底板和邊坡處均鋪設(shè)50cm厚的砂礫石墊層，其上加鋪30 cm厚C20細(xì)?；炷疗雎咽瘜?，因渠道長(zhǎng)度較長(zhǎng)，卵石層鋪設(shè)厚度大，故對(duì)卵石材料需求量大。

方案2：梯形斷面底板和邊坡均采取8 cm厚C20現(xiàn)澆混凝土板防滲。即在梯形渠道底板和邊坡處均鋪設(shè)50 cm 厚的砂礫石墊層，其上加鋪8 cm 厚C20 現(xiàn)澆混凝土板防滲，與方案1相比，具有節(jié)省卵石材料的優(yōu)勢(shì)。

方案3：梯形斷面底板8 cm 厚C20 預(yù)制混凝土板、邊坡6 cm厚C20預(yù)制混凝土板防滲。即在梯形渠道底板和邊坡處均鋪設(shè)50 cm厚的砂礫石墊層，并分別加鋪8 cm厚C20預(yù)制混凝土板防滲和6 cm厚C20預(yù)制混凝土板防滲。

方案4：梯形斷面底板8 cm 厚C20 現(xiàn)澆混凝土、邊坡6 cm厚C20 預(yù)制混凝土板邊坡防滲。即在梯形渠道底板和邊坡處均鋪設(shè)50 cm厚的砂礫石墊層，并分別加鋪8 cm厚C20現(xiàn)澆混凝土板防滲和6 cm厚C20預(yù)制混凝土板防滲。結(jié)合工程區(qū)實(shí)地調(diào)查，現(xiàn)澆混凝土板造價(jià)明顯低于預(yù)制混凝土板。

2.2 方案比選

針對(duì)以上所提出的四種干渠和支渠防滲襯砌方案，從防滲效果、施工條件、投資額、對(duì)渠道灌溉過程的影響、工期、運(yùn)行情況、工程技術(shù)條件等方面展開比較，具體見表1。

表1 渠道防滲襯砌方案的比較表

3 渠道防滲襯砌方案的應(yīng)用

3.1 干渠防滲襯砌

該灌區(qū)內(nèi)干渠首部位于河流出山口，與底欄柵引水樞紐進(jìn)水閘直接相連，在運(yùn)行過程中，經(jīng)過底欄柵直接入渠的水流推移質(zhì)多，泥沙含量大，造成渠道淤積。C20細(xì)?；炷疗雎咽罎B技術(shù)工藝復(fù)雜，施工質(zhì)量要求高，超出了施工人員現(xiàn)有技術(shù)水平；再加上灌區(qū)施工期和灌溉期之間存在突出的引水矛盾，工期緊張。在考慮不沖不淤流速的基礎(chǔ)上，為保證施工質(zhì)量，加快工期，擬采用全斷面現(xiàn)澆混凝土防滲襯砌。與此同時(shí)，在現(xiàn)狀渠道縱坡設(shè)計(jì)下，流速顯然比規(guī)范中不沖不淤流速大，為消除落差，設(shè)計(jì)過程中在渠道沿線增設(shè)數(shù)座跌水，使渠道縱坡得以減小。

灌區(qū)渠道推移質(zhì)多，泥沙含量高，存在嚴(yán)重的沖刷磨損，為此還在0+240～0+473段干渠右岸階地增設(shè)1座沉砂池，對(duì)入渠泥沙進(jìn)行沉淀過濾，從而降低入渠水流泥沙含量，減小對(duì)現(xiàn)澆混凝土板襯砌渠道的沖刷磨損。如此處理后，該灌區(qū)梯形渠道采用現(xiàn)澆混凝土板襯砌方案切實(shí)可行。

最后，干渠斷面小但是長(zhǎng)度較長(zhǎng)，若采用C20 現(xiàn)澆混凝土砌卵石防滲襯砌方案，則該灌區(qū)干渠上游段河道天然卵石取得存在一定難度，如果從就近石料廠采購(gòu)，必定會(huì)增大材料費(fèi)用。

綜合分析，該灌區(qū)干渠渠道采用方案2 防滲襯砌形式，即全斷面底板、邊坡均采用8 cm 厚的C20 現(xiàn)澆混凝土板防滲襯砌。考慮到該灌區(qū)改造干渠0+050～0+240、1+970～2+415段渠道均在出山口位置，且左岸邊坡比右岸邊坡高，邊坡較為松散，坡積物多；水流流速大。為保證渠道運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，對(duì)于干渠完好程度較好的0+050～0+240段渠道，在保持原斷面不變的情況下增設(shè)C25鋼筋混凝土蓋板；對(duì)于1+970～2+415段矩形渠道，則設(shè)置C20現(xiàn)澆混凝土重力式邊墻，同時(shí)采用20 cm厚的C25現(xiàn)澆混凝土底板防滲襯砌形式，在堤頂增設(shè)C25鋼筋混凝土蓋板。對(duì)于3+464～9+800段梯形斷面渠道，則在底板和邊坡處分別設(shè)置15 cm 厚和12 cm 厚的C25 現(xiàn)澆混凝土板防滲襯砌；9+800～11+246 段梯形斷面渠道底板和邊坡處則采用10 cm厚和8 cm厚的C25現(xiàn)澆混凝土板防滲襯砌。

3.2 支渠防滲襯砌

該灌區(qū)渠道縱坡陡峭，且大多數(shù)屬于急流渠道，結(jié)合近年來渠道防滲改造經(jīng)驗(yàn)，老城村支渠4+129～4+635段和榆樹園村支渠0+000～0+430 段渠道狹窄，兩岸主要分布房屋和柏油路，按照矩形斷面加蓋板的暗渠形式設(shè)計(jì)，并采取C20鋼筋混凝土矩形斷面防滲襯砌結(jié)構(gòu)。而其余支渠襯全部采用方案二，即梯形斷面底板、邊坡均為8 cm 厚C20 現(xiàn)澆混凝土板的防滲襯砌形式。

4 結(jié)論

綜上所述，在確定渠道防滲襯砌方案時(shí)必須全面分析引發(fā)渠道滲漏破壞的可能原因，以采取有效的工程措施和管理措施予以應(yīng)對(duì)。該灌區(qū)干渠和支渠梯形斷面底板、邊坡均采取8 cm厚C20現(xiàn)澆混凝土板的防滲襯砌形式后，渠道滲漏問題得到有效解決，與之相關(guān)的經(jīng)過底欄柵直接入渠的水流推移質(zhì)多，泥沙含量大，造成渠道淤積等問題也得到相應(yīng)解決，灌溉水資源利用程度明顯提高。