燈塔灌區(qū)東干渠防滲砌護(hù)方案比選及施工探討

劉鳳麗

(北票市龍?zhí)端畮?kù)管理處，遼寧 北票 122124)

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燈塔灌區(qū)東干渠防滲砌護(hù)方案比選及施工探討

劉鳳麗

(北票市龍?zhí)端畮?kù)管理處，遼寧 北票 122124)

文章以遼寧省燈塔灌區(qū)東干渠改造工程施工為實(shí)例，通過(guò)考慮干渠不同渠段地質(zhì)狀況，在進(jìn)行防滲方案比選分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同段渠道砌護(hù)技術(shù)進(jìn)行探討，實(shí)現(xiàn)了對(duì)干渠功能的有效恢復(fù)，對(duì)類似灌區(qū)干渠改造施工提供借鑒與參考。

灌區(qū)；干渠改造；防滲；方案比選；分段砌護(hù)

東干渠為遼寧燈塔灌區(qū)東部修建的一條地勢(shì)較高的干渠，地處太子河流域，擔(dān)負(fù)著遼陽(yáng)、鞍山等地的防洪與農(nóng)業(yè)灌溉任務(wù)，是保護(hù)地方安全的重要屏障之一。干渠全長(zhǎng)102 km，流量80 m2/s，灌溉面積達(dá)3.8萬(wàn)hm2，渠道自20世紀(jì)80年代建成以來(lái)，已運(yùn)行30多年，工程老化嚴(yán)重，加之整個(gè)干渠襯砌率相對(duì)較低，存在較為嚴(yán)重的滲漏問(wèn)題，灌溉高峰期下游常發(fā)生供水不足的現(xiàn)象，急需對(duì)其進(jìn)行改造[1-4]。此次改造充分借鑒其他干渠改造工程相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，在參照不同渠段實(shí)際情況的前提下，提出針對(duì)性的砌護(hù)方案，實(shí)現(xiàn)良好的綜合治理效果。此次改造范圍涉及東干渠分水閘至渠稍閘(43+684～113+512)，全長(zhǎng)共計(jì)65.24 km。

1 干渠防滲砌護(hù)方案比選

東干渠改造工程的核心為渠道砌護(hù)，而砌護(hù)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)則是能否實(shí)現(xiàn)有效的防滲。東干渠位于太子河流域洪積扇，兩側(cè)多為農(nóng)田，東西堤岸分別采用填方與挖方的方式修建，西側(cè)堤岸水位相對(duì)較高，采用全斷面砌護(hù)方式會(huì)導(dǎo)致斷面過(guò)多縮小，同時(shí)所需回填土方量較大，而干渠沿線土料不足，難以滿足施工需求。因此，本文針對(duì)性地提出3種防滲砌護(hù)方案進(jìn)行對(duì)比選擇[5-6]。

1.1 方案一：全斷面、全段落防滲砌護(hù)

采取全斷面剛性砌護(hù)方案，兩側(cè)渠坡腳選用混凝土圓弧坡腳，厚度250 mm，坡腳上部采取“混凝土預(yù)制板+厚土工膜+厚保溫板”的綜合砌護(hù)方式，三者厚度分別為60 mm、0.3 mm和80 mm；干渠底部選用“混凝土預(yù)制板+厚土工膜”的砌護(hù)方式，厚度規(guī)格同渠坡。左側(cè)邊坡坡腳基土內(nèi)布設(shè)縱向排水管，并每間隔300 mm布設(shè)一組橫向排水管，以便于將地下水排入干渠內(nèi)，排水管均使用反濾層與土工布進(jìn)行外包。

1.2 方案二：全段落砌護(hù)，部分?jǐn)嗝娣罎B

干渠東側(cè)堤岸土質(zhì)疏松，但防護(hù)對(duì)象眾多，故采用防滲砌護(hù)；干渠底部滲漏量經(jīng)測(cè)定達(dá)滲漏總量的六成，故渠底采用防滲砌護(hù)；西側(cè)堤岸水位相對(duì)較高，易發(fā)生邊坡滑塌，但滲漏量較小，同時(shí)考慮渠道側(cè)向補(bǔ)水較強(qiáng)，全封閉砌護(hù)會(huì)導(dǎo)致側(cè)向水壓對(duì)砌護(hù)混凝土板的破壞，故采用金屬格網(wǎng)石籠透水砌護(hù)。具體參數(shù)為：東側(cè)邊坡采用和方案一相同的防滲砌護(hù)方式；西側(cè)邊坡選用規(guī)格1000 mm×1000 mm的格網(wǎng)石籠進(jìn)行砌護(hù)，格網(wǎng)厚度300 mm。選用這種砌護(hù)方式一方面考慮干渠沿岸砂礫石豐富，取材方便，另一方面石籠透水性良好，可為側(cè)向水供給提供通道。

1.3 方案三：只對(duì)東側(cè)堤岸進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)防滲砌護(hù)

考慮東干渠兼具防洪任務(wù)，其防護(hù)對(duì)象主要集中于東側(cè)堤岸防護(hù)范圍內(nèi)，故僅對(duì)東側(cè)堤岸進(jìn)行防滲砌護(hù)，堤岸砌護(hù)方式與方案一相同，渠底與西側(cè)堤岸保持原狀，不進(jìn)行砌護(hù)處理。

1.4 方案比選

對(duì)上述3個(gè)改造方案的總投資、土方回填量、改造后滲水量3個(gè)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算比較，具體見(jiàn)表1。

表1 不同方案工程參數(shù)比較

由表1可知，方案一滲漏量最小，方案三僅對(duì)渠道一側(cè)堤岸進(jìn)行防滲，成本最低。考量此次砌護(hù)改造工程的目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)灌區(qū)節(jié)水，故方案三不予采用。方案一所需土方量較大，而東干渠沿線回填土料不足，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸成本高，同時(shí)采取全斷面防滲砌護(hù)，影響西側(cè)堤岸地下水側(cè)向供給，并易因側(cè)向水壓破壞混凝土板；而方案二不僅所需回填土方量較少，成本較低且能夠有效解決方案一所含問(wèn)題，故確定方案二為最終方案。

2 渠道分段砌護(hù)施工分析

砌護(hù)作業(yè)時(shí)應(yīng)充分考慮不同渠段工程狀況的差異，針對(duì)性的提出不同渠段的砌護(hù)施工方案

2.1 干渠分水閘至公路橋段(43+684～61+520)

該渠段流量設(shè)計(jì)值為25～36 m2/s，東南走向，渠道左側(cè)挖方施工，右側(cè)填方施工，填方高度3～4 m，地下水位靠近渠底，渠內(nèi)春季有明水。該段渠道不存在洪水入渠現(xiàn)象，但渠底土質(zhì)多為細(xì)沙，滲漏嚴(yán)重，同時(shí)左邊附近為灌溉區(qū)，農(nóng)田浸水影響嚴(yán)重，故該段砌護(hù)重點(diǎn)在于防滲與左邊防凍脹。具體施工方案為：左邊選用格網(wǎng)石籠進(jìn)行砌護(hù)，以便于地下水側(cè)排，石籠尺寸1000 mm×1000 mm，渠坡下部1.146 m處選用厚300 mm的格網(wǎng)石籠進(jìn)行砌護(hù)，同時(shí)為避免堤岸細(xì)小顆粒的流失，在石籠下部布設(shè)土工布充當(dāng)反濾層；石籠護(hù)坡上部選用板膜結(jié)構(gòu)，自下而上依次布設(shè)50 mm苯板、0.3 mm塑料薄膜、30 mm水泥砂漿、60 mm混凝土預(yù)制板。渠底選用0.3 mm塑料薄膜和200 g土工布進(jìn)行復(fù)合防滲并在上部鋪設(shè)600 mm砂礫石。右邊坡腳為C20混凝土圓弧坡腳，厚

300 mm，混凝土中布設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼筋直徑6 mm，渠坡采用同左側(cè)相同的板膜結(jié)構(gòu)。

2.2 公路橋至東線高速路始點(diǎn)段(61+520～89+680)

該渠段流量設(shè)計(jì)值為9～21 m2/s，渠道左側(cè)挖方施工，沿途分布5座滯洪庫(kù)，均臨近干渠，庫(kù)內(nèi)汛期普遍存在蓄水；右側(cè)填方施工，填方高度7～9 m。渠道周圍土層多為砂巖，地下水位靠近渠底，渠內(nèi)春季有明水。鑒于滯洪庫(kù)周邊土層透水系數(shù)較大，渠道左側(cè)堤岸汛期易發(fā)生滲水滑塌。5座滯洪庫(kù)下部無(wú)隔水層，蓄水滲漏點(diǎn)均位于后壩坡坡腳(干渠左側(cè)渠頂)。

該段渠道施工參照干渠分水閘至公路橋段施工方案，但右邊混凝土圓弧角改為250 mm，邊坡苯板厚度依照流量變化進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。同時(shí)鑒于該段渠道右側(cè)堤岸填方高度較大且回填材料均為滲透性較強(qiáng)的砂巖與壤土，故需要在右側(cè)堤岸外坡腳處布設(shè)厚500 mm的砂礫石充當(dāng)反濾層。

2.3 東線高速路始點(diǎn)段至稍閘段(89+680～113+512)

該段渠道，走向南北，左側(cè)挖方施工，右側(cè)填方施工，填方高度3～5 m。渠段左側(cè)有大型滯洪庫(kù)一座，相距渠道2 km；渠道周圍土層多為砂巖，地下水位靠近渠底。渠段流量設(shè)計(jì)值為2～7 m2/s，數(shù)值小，故全段可使用全斷面防滲砌護(hù)，砌護(hù)斷面選用弧形底梯形，渠底鋪設(shè)C15現(xiàn)澆混凝土300 mm，混凝土中布設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼筋直徑6 mm；渠道邊坡選用板膜結(jié)構(gòu)砌護(hù)，自下而上依次布設(shè)80 mm苯板(右側(cè)不布設(shè))、0.3 mm塑料薄膜、30 mm水泥砂漿、60 mm混凝土預(yù)制板。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)上述方案比選和施工探討，該干渠改造施工要充分考量干渠灌溉、防洪多方面需求，在有效選擇渠道砌護(hù)方案的同時(shí)還必須兼顧渠道防凍脹、防滑塌及地下水排放等需求，針對(duì)性地根據(jù)不同渠段實(shí)際進(jìn)行因地制宜的砌護(hù)施工。此次改造施工后，東干渠節(jié)水狀況獲得明顯改善，不僅充分滿足了灌區(qū)農(nóng)田需求，同時(shí)對(duì)于干渠的凍脹破壞與地下水側(cè)壓破壞實(shí)現(xiàn)了有效防護(hù)。

[1] 劉鋒吉.渠道防滲工程技術(shù)在產(chǎn)芝水庫(kù)灌區(qū)總干渠中的應(yīng)用[C]//《建筑科技與管理》組委會(huì).2015年12月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集,2015:2.

[2] 牛赟,賈小蓉,曹麟,等. 固擴(kuò)工程南城拐子支干渠補(bǔ)灌區(qū)節(jié)水改造[J]. 人民黃河,2015(2):142-144,148.

[3] 張建斌,陸立國(guó),唐華. 青銅峽河?xùn)|灌區(qū)東干渠渠道襯砌方案分析[J]. 人民黃河,2014(9):137-140.

[4] 田林鋼,努爾曼古麗·艾爾肯,阿不力米提. 新疆藏桂鄉(xiāng)支渠防滲設(shè)計(jì)中主要參數(shù)問(wèn)題研究[J]. 華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào),2013(3):59-62.

[5] 李璨. 雪野水庫(kù)灌區(qū)節(jié)水改造可行性研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué),2013.

[6] 朱克斌. Z灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目可行性研究[D].南京：南京理工大學(xué),2013.

劉鳳麗(1981-)，女，工程師，主要從事農(nóng)田水利研究工作。

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