高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田渠道防滲工程設(shè)計(jì)與施工探析

古麗格娜·托乎達(dá)

(新疆烏蘇水利局城鎮(zhèn)水管所，新疆 烏蘇 83300)

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高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田渠道防滲工程設(shè)計(jì)與施工探析

古麗格娜·托乎達(dá)

(新疆烏蘇水利局城鎮(zhèn)水管所，新疆 烏蘇 83300)

渠道灌溉是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最主要的農(nóng)田灌溉方式，渠道工程結(jié)構(gòu)完整性和設(shè)計(jì)的科學(xué)性將直接影響工程能否最大化的利用水資源。以新疆阿瓦提縣高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田渠道防滲工程為實(shí)例，對(duì)該渠道防滲襯砌、抗凍脹材料進(jìn)行了選擇，對(duì)縱斷面和橫斷面進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析，并對(duì)施工措施進(jìn)行了闡述分析，保障了工程的合理設(shè)計(jì)和科學(xué)施工。

渠道防滲；設(shè)計(jì)；施工；利用率

我國(guó)西部地區(qū)由于氣候、地理?xiàng)l件等原因，水資源嚴(yán)重匱乏，當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展受到限制，并且由于水利設(shè)施建設(shè)比較落后，水資源利用率長(zhǎng)期保持較低水平，嚴(yán)重的浪費(fèi)水資源，制約農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在水資源緊缺、需求增加的背景下，只有大力發(fā)展節(jié)水灌溉，提高灌溉系統(tǒng)防滲水平，才能解決我國(guó)在水資源緊缺情況下發(fā)展高效農(nóng)業(yè)的難題，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。

1　項(xiàng)目區(qū)概況

新疆阿瓦提縣地處塔里木盆地北緣，風(fēng)沙、干旱、鹽堿是影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的主要因素。本次項(xiàng)目區(qū)位于新疆阿瓦提縣烏魯卻勒鎮(zhèn)，其水利骨干工程其下各級(jí)灌溉渠道配套完備，全長(zhǎng)7 460.50 km。干、分干、支、分支、斗三級(jí)骨干渠道總長(zhǎng)4 062.11 km，防滲總長(zhǎng)度694.27 km，渠道防滲率較低，僅為17.09%。該項(xiàng)目區(qū)內(nèi)支、斗、農(nóng)渠均為土渠，大部分處于原始狀態(tài)，尚未進(jìn)行防滲處理，且破損和滲漏嚴(yán)重，滲漏造成土壤次生鹽漬化，過(guò)流能力不足，造成灌區(qū)水資源利用率較低。由于資金限制，本次設(shè)計(jì)選取項(xiàng)目區(qū)內(nèi)主要的9條斗渠進(jìn)行防滲改造。

2　渠道防滲工程設(shè)計(jì)

2.1襯砌材料選擇

從本地區(qū)已建防滲渠的運(yùn)行情況看，底板采用現(xiàn)澆砼板邊坡采用預(yù)制砼板形式是經(jīng)濟(jì)、合理、可行的，被廣泛使用。渠底現(xiàn)澆板基本沒(méi)有損壞，邊坡預(yù)制六棱板由于采用工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量可靠，適應(yīng)局部變形，同時(shí)便于維修，工程區(qū)周邊無(wú)卵石等其它建材，因此本次設(shè)計(jì)選用砼板做為襯砌材料。

2.2抗凍脹材料的選擇

根據(jù)對(duì)項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)調(diào)查，擬改建渠道沿線土壤屬凍脹性土，必須考慮凍害影響因素。因此，本設(shè)計(jì)中對(duì)全線渠道剛性襯砌層下面設(shè)抗凍層。針對(duì)項(xiàng)目區(qū)特點(diǎn)，細(xì)砂抗凍體對(duì)砂樣要求嚴(yán)格，壓實(shí)質(zhì)量較難控制，并且細(xì)砂抗凍體的運(yùn)距較遠(yuǎn)。中密度苯板施工速度快，易于安裝。考慮當(dāng)?shù)乜箖雒洸牧戏植记闆r和運(yùn)距，渠道抗凍脹材料選擇中密度苯板。

2.3渠道邊坡系數(shù)的確定

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)條件，渠道沿線地層巖性主要由粘土、砂壤土、壤土、粉細(xì)砂組成，并對(duì)各種土質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)的物理力學(xué)試驗(yàn)，參考已建工程，確定砼板襯砌渠道邊坡系數(shù)m=1.5。

2.4糙率

根據(jù)《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》(SL18-91)，砼板襯砌渠道現(xiàn)澆砼板及預(yù)制砼板糙率n=0.017。

2.5渠道縱斷面設(shè)計(jì)

根據(jù)渠道規(guī)劃布置方案，并考慮渠道沿線的地層巖性、地下水埋深、建筑材料分布和渠道穩(wěn)定性等因素，力求使渠道設(shè)計(jì)工程量最小，投資最經(jīng)濟(jì)。在縱斷面設(shè)計(jì)中主要以水位控制高程，控制調(diào)整各渠段的縱坡。目前項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的灌溉體系已經(jīng)形成，調(diào)整原渠底縱坡不順暢部分為原則，使改造后的渠道順暢，水流平穩(wěn)。改造渠道縱坡基本與原渠縱坡一致。通過(guò)分析計(jì)算，確定斗渠縱坡為1/469～1/2652。

2.6渠道橫斷面設(shè)計(jì)

1)根據(jù)各渠段的縱斷面設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)流量，結(jié)合渠道沿線地質(zhì)巖性及采用的護(hù)砌材料，按明渠均勻流公式進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡量采用寬淺式斷面，堤寬根據(jù)各渠段設(shè)計(jì)流量按規(guī)范計(jì)取，渠堤超高根據(jù)規(guī)范由加大水深確定。根據(jù)阿瓦提縣各灌區(qū)已建防滲渠道的成功經(jīng)驗(yàn)，本階段在渠道橫斷面設(shè)計(jì)中考慮選用投資少、施工方便，并且能夠充分利用建筑材料加快施工進(jìn)度，運(yùn)行管理方面具有顯著優(yōu)勢(shì)的砼板護(hù)砌防沖、塑膜防滲、中密度苯板抗凍脹橫斷面結(jié)構(gòu)，如圖1。

圖1　渠道橫斷面設(shè)計(jì)型式

2)對(duì)于凍脹性渠床應(yīng)采用非凍脹性材料置換，置換層的厚度：坡面上部在31.2～43.6 cm之間，取35 cm；坡面下部和渠底在41.6～54 cm之間，取50 cm。

3)在襯砌體下鋪聚苯乙烯泡沫板(簡(jiǎn)稱苯板)進(jìn)行保溫，對(duì)于中小型渠道，其厚度可取設(shè)計(jì)凍深的1/10～1/15之間，即4.2～6.2 cm，因此渠道第一方案中苯板的厚度取5 cm。

3　渠道防滲工程施工

3.1渠道土方施工

本工程部分渠段為填方渠道，渠床必須清基，清基厚度為30 cm，采用推土機(jī)清推，推至渠堤外側(cè)1 m以外。清廢完后，采用羊足碾分層碾壓渠堤，開挖渠槽至鋪砂礫石防凍體斷面，渠道回填、開挖基本成型后人工削坡，鋪設(shè)砂礫石抗凍體、砌筑預(yù)制板構(gòu)件。

3.2模板施工

渠道防滲工程所需的砼及鋼筋砼模板必須按照設(shè)計(jì)完成，并確保施工方能夠保證工期和模板制作質(zhì)量。模板在工程使用中會(huì)受到砼的澆筑和振搗，要對(duì)其所受側(cè)壓力和振動(dòng)力嚴(yán)格計(jì)算并校驗(yàn)，以保證模板制作過(guò)程中能夠保持形狀和尺寸無(wú)變化。砼表面在澆筑后要確保光滑、整潔、無(wú)漏漿現(xiàn)象。為防止和降低對(duì)砼及模板的損傷，必須采用專業(yè)拆模工具。

3.3鋼筋的施工

對(duì)于鋼筋砼結(jié)構(gòu)所使用的鋼筋，要嚴(yán)格安裝施工圖紙進(jìn)行種類、鋼號(hào)、直徑、長(zhǎng)度的施工。確保鋼筋綁扎結(jié)束后其表面無(wú)污物、鐵銹等。在鋼筋施工到澆筑之前，須專門配置質(zhì)檢員進(jìn)行自檢，由其負(fù)責(zé)填寫隱蔽工程記錄表并簽字，然后由監(jiān)理工程師校驗(yàn)后，進(jìn)行砼的澆筑施工。重要位置處鋼筋且須焊接時(shí)，要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)性焊接，然后送至實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)后，方可繼續(xù)該位置施工。

3.4水泥的使用

水泥的使用需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)中規(guī)定的標(biāo)號(hào)、類型以及廠方信息送達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，水泥的運(yùn)輸、保存、存放要按規(guī)范執(zhí)行。制定水泥存放位置通風(fēng)、防水防潮措施，確保水泥品質(zhì)。水泥使用時(shí)按照“先到先用”的原則，散裝水泥每月進(jìn)行一次倒罐。袋裝水泥和散裝水泥儲(chǔ)運(yùn)時(shí)間分別大于3個(gè)月和6個(gè)月的，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方能使用。

3.5骨料的使用

要按照施工現(xiàn)場(chǎng)天氣和施工條件，制定骨料堆放部位的排水措施。為確保砼的配合比符合要求，骨料應(yīng)按粒徑不同對(duì)方，且布置隔離柵。為防止砼發(fā)生離析現(xiàn)象，在落差超過(guò)3 m時(shí)，應(yīng)從緩降筒或溜槽將砼緩慢入倉(cāng)。降低骨料轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，不得采取推運(yùn)的方式進(jìn)行砂料堆放，避免產(chǎn)生骨料中摻入泥土或骨料破碎。

4　結(jié)語(yǔ)

阿瓦提縣通過(guò)農(nóng)田渠道防滲工程建設(shè)，有效地提高了項(xiàng)目區(qū)的灌溉水利用率，渠系水利用系數(shù)得以提高，節(jié)約了大量水資源，改善灌溉面積0.938萬(wàn)畝。并且防滲工程促進(jìn)了高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，改善了灌溉條件，改良了土壤，又促進(jìn)了林果業(yè)的發(fā)展，對(duì)培育后備支柱產(chǎn)業(yè)，農(nóng)民增收，脫貧致富，農(nóng)村和社會(huì)穩(wěn)定都有著重要作用。

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2016-03-14

古麗格娜·托乎達(dá)(1971-)，女，新疆烏蘇人，工程師，主要從事地下水與滴水灌溉方面的研究工作。

S276.7+1

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1004-1184(2016)04-0201-01