桑干河灌區(qū)節(jié)水改造工程渠底防滲設(shè)計簡述

李衛(wèi)衛(wèi)

（朔州市恢河水利管理處，山西 朔州 036000）

桑干河灌區(qū)節(jié)水改造工程渠底防滲設(shè)計簡述

李衛(wèi)衛(wèi)

（朔州市恢河水利管理處，山西 朔州 036000）

河卵石滲水帶排水法處理渠道軟基是在渠基土方開挖的同時，沿中線在基面以下開挖溝槽，回填河卵石形成滲水帶達到排水目的，從而改善地基承載能力，減少地基土后沉降的一種地基加固方法。根據(jù)桑干河灌區(qū)實際情況進行工程設(shè)計，也供類似工程參考。

礫石排水體；軟基；渠道防滲；桑干河

1 工程概況

朔州市桑干河灌區(qū)位于山西省大同盆地的西南部山陰和應(yīng)縣境內(nèi)，西起山陰縣河曲堡村，東至應(yīng)縣城下莊，北以桑干河為界，南鄰盆地南部下濕地?？刂瓶偼恋孛娣e4.11萬hm2，設(shè)計灌溉面積2.4萬hm2，是山西省大型自流灌區(qū)之一，灌區(qū)水源為桑干河干流上的東榆林水庫，其入庫徑流為桑干河地表徑流和山西省著名的巖溶泉——神頭泉下泄水。

1.1 自然概況

桑干河屬海河流域永定河水系，發(fā)源于寧武縣管岑山天池，始稱為恢河，流經(jīng)寧武、陽房口，至朔城區(qū)太平窯水庫接納七里河，于朔城區(qū)馬邑下游1 km處的清河寺附近納源子河匯入后稱為桑干河，該河由西南向西北流經(jīng)整個大同盆地，于大同縣固定橋進入冊田水庫庫區(qū)，最后經(jīng)陽高縣尉家小堡出山西省進入河北省。朔州市境內(nèi)河道全長124 km，流域面積7 588 km2；灌區(qū)樞紐上游有桑干河三條大的支流恢河、七里河和源子河匯入，灌區(qū)內(nèi)有黃水河匯入。

1.2 氣象條件

桑干河灌區(qū)系北溫帶較干燥的大陸性氣候，干旱、寒冷、多風(fēng)，溫差大。年平均氣溫為7～9℃，極端最低氣溫為-36℃，作物生長期平均氣溫約17℃左右。無霜期約120～130天，早霜始于9月下旬至10月上旬，晚霜期始于寒露前后。封凍期從11月中旬開始，次年4月下旬至5月初凍層消失。3月下旬至4月中旬為解凍返漿期。冰凍期約150天，最大凍土深度為1.57 m。

1.3 工程地質(zhì)

桑干河灌區(qū)地表為第四系全新統(tǒng)洪沖積物，巖性主要為低液限粉（粘）土夾砂層，存在渠道滲漏問題，建議對渠道進行防滲處理。全新統(tǒng)洪沖積物之下為下更新統(tǒng)泥河灣組高、低液限粘土層，滲透性差，可作為相對隔水層，但地下水位較高，故有大片土地嚴(yán)重的土壤鹽漬化，以至低洼處成沼澤。

2 實施節(jié)水改造的必要性

桑干河灌區(qū)地處朔州腹地，是朔州市主要糧食生產(chǎn)和畜牧業(yè)基地之一，灌區(qū)在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了不可替代的重要作用。灌區(qū)運行50多年，渠系及配套建筑物超期“服役”，嚴(yán)重老化，淤積、水毀、冬漲、人為破壞致許多建筑物和防滲工程不能正常運行，甚至出現(xiàn)阻水現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了灌區(qū)工程的輸水能力，有限的水資源白白浪費在輸水渠道上。為提高和鞏固灌區(qū)灌溉效益，灌區(qū)續(xù)建配套和節(jié)水改造工作十分必要，尤為緊迫。

3 工程設(shè)計

工程計劃對桑干河灌區(qū)總干渠18+729～26+928段渠道防滲，長8.199 km；更新改造總干渠20+240、25+ 800，2座南山客水穿干渠排洪涵洞。防滲渠采用梯形斷面，防滲材料采用施工簡便、防滲效果好、造價較低的土工膜（一布一膜200 g/0.2 mm），防滲保護層采用重力墩墻式漿砌石擋土墻，底板為回填土夯實底部鋪設(shè)防滲土工膜，考慮到灌區(qū)現(xiàn)狀已防滲渠道采用回填土夯實底板易長雜草的問題，設(shè)計在回填土夯實層上鋪設(shè)0.3 m厚漿砌石。重力墩墻式漿砌石形式具有就地取材，耐磨能力強、施工簡單、抗凍漲性能較好、適宜在寒冷地區(qū)使用的優(yōu)點。

4 渠底防滲優(yōu)化方案

桑干河總干渠續(xù)建配套與節(jié)水改造工程施工任務(wù)大，工期短，還必須保證每年6月20日—8月10日的夏澆順利進行。進場開挖時渠床土質(zhì)含水量較大，近于飽和，兩側(cè)渠堤滲流水進入基槽，無法保證干地施工，急需排水。

經(jīng)常性排水有明溝排水和人工降低地下水位。

4.1 明溝拌水

明溝排水是通過排水溝將滲流水匯聚于集水井，再用水泵排出。適宜于地基為巖基或粒徑較粗、滲透系數(shù)較大的砂卵石覆蓋面?？偢汕r性為低液限粉（粘）土夾砂層，此方法基本實用，但在渠道內(nèi)開挖排水溝會造成施工干擾，影響渠底防滲土工膜鋪設(shè)工作的整體正常進行，所以明溝排水方案不可行。

4.2 人工降低地下水位

人工降低地下水位的方法有輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點及深井泵井點等，不論采取哪種方法都需沿渠線鉆設(shè)一些井管，將地下水匯集于井中抽出，一方面施工成本會大幅增加，另一方面鉆設(shè)一些井管和排水設(shè)備會造成施工干擾，影響渠底防滲土工膜鋪設(shè)工作的正常進行，工程將不能按期完成，所以人工降低地下水位的方案也不可行。

4.3 總干渠軟基處理

針對問題，桑干河續(xù)建配套與節(jié)水改造工程建設(shè)項目部組織設(shè)計、監(jiān)理、承包商等參建單位一致同意邀請專家確定總干渠軟基處理方案。

2015年4月29日建設(shè)項目部邀請了5名專家及市水務(wù)局有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，會同工程各參建單位到實地查看并認(rèn)真分析討論，形成了總干渠軟基處理方案：

在進行渠道基礎(chǔ)開挖的同時，沿總干渠中線在設(shè)計開挖線以下開挖一條寬1.5 m，深1.0 m的溝槽，隨即用河卵石回填并壓實，形成滲水帶將滲流水排至下游，從而達到降低兩側(cè)渠基地下水位，改善地基承載能力的目的。河卵石滲水帶具有就地取材、成本低、排水效果好、便于與主體工程同時施工的優(yōu)點。

5 結(jié)語

朔州市桑干河灌區(qū)總干渠2013年度續(xù)建配套和節(jié)水改造工程運行以來，新增節(jié)水面積0.27萬hm2，節(jié)水370萬m3，各項指標(biāo)達到設(shè)計要求，效益顯著。由于河卵石滲水帶有效降低了渠道兩側(cè)的地下水位，漿砌石擋土墻沒有產(chǎn)生不均勻沉陷及凍漲破壞。

TV223.4

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1004-7042（2017）04-0018-02

李衛(wèi)衛(wèi)（1974-），男，2015年畢業(yè)于長沙理工大學(xué)水利水電工程專業(yè)，工程師。

2017-02-17；

2017-03-26