悅來(lái)灌區(qū)渠道防滲襯砌形式比選

程本軍,王麗原

(1.佳木斯水文局，黑龍江 佳木斯 154002；2.佳木斯市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 佳木斯 154002)

悅來(lái)灌區(qū)渠道防滲襯砌形式比選

程本軍1,王麗原2

(1.佳木斯水文局，黑龍江 佳木斯 154002；2.佳木斯市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 佳木斯 154002)

渠道防滲工程是實(shí)行節(jié)水灌溉和提高渠系水利用系數(shù)的重要措施。結(jié)合悅來(lái)灌區(qū)工程地質(zhì)條件及前幾期節(jié)水改造的經(jīng)驗(yàn)，和現(xiàn)代新技術(shù)、新材料，對(duì)渠道分別采取防滲襯砌，通過(guò)方案比較，從而選擇更優(yōu)斷面。

低壓管道；鋼筋混凝土矩形槽；混凝土板防滲襯砌；方案比選

0 前 言

由于渠道防滲有提高灌溉水利用率，保證渠道的輸水安全等優(yōu)點(diǎn)，因此近年黑龍江省灌區(qū)的節(jié)水改造和配套工程多采用渠道防滲措施。悅來(lái)灌區(qū)為黑龍江省已建的重點(diǎn)建設(shè)大型灌區(qū)之一。豐收南支渠布設(shè)在豐收溝地區(qū)崗地邊緣，渠道呈南北走向，線路大致順直，通過(guò)水利計(jì)算確定其工程規(guī)模，結(jié)合地面高程可知支渠大部分為半填半挖斷面，為減少渠道工程量和工程占地，根據(jù)悅來(lái)灌區(qū)工程地質(zhì)條件及前幾期節(jié)水改造的經(jīng)驗(yàn)，渠道均為梯形斷面，采取混凝土板下鋪粗砂和復(fù)合土工膜的防滲襯砌措施，本次設(shè)計(jì)結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)代新技術(shù)、新材料，對(duì)渠道分別采取低壓管道、鋼筋混凝土矩形槽和傳統(tǒng)的梯形斷面混凝土板防滲襯砌3種形式，進(jìn)行方案比較，可通過(guò)方案比較確定支渠橫斷面形式，從而選擇更優(yōu)斷面。

1 方案一：梯形斷面混凝土板形式

渠道長(zhǎng)8.8km，為梯形斷面，按明渠均勻流公式計(jì)算，依據(jù)地形條件，采取半填半挖形式，比降為1/10000，渠底和坡面采取混凝土板襯砌，糙率為0.017，渠道分為3段：

3+200-9+400段，設(shè)計(jì)流量為4.03m3/s，渠底寬3.5m，邊坡為1∶1.5，設(shè)計(jì)水深為1.34m；

9+400-11+400段，設(shè)計(jì)流量為2.74 m3/s，渠底寬3.0m，邊坡為1∶1.5，設(shè)計(jì)水深為1.17m；

11+400-12+000段，設(shè)計(jì)流量為1.06 m3/s，渠底寬1.5m，邊坡為1∶1.5，設(shè)計(jì)水深為0.92m。

在修坡整形后的渠床表面鋪設(shè)防滲膜一層，防滲膜上再鋪設(shè)10cm厚粗砂保護(hù)層和預(yù)制混凝土板。預(yù)制混凝土板尺寸為50cm×50cm，厚度為8cm，防滲膜采用兩布一膜。渠道防滲頂高程為加大水位加一定的安全超高，安全加高都為0.2m。為保證坡面的整體穩(wěn)定性，防止雨水沖刷及人為破壞，防滲體頂部設(shè)置混凝土封頂，封頂為垂直坡面豎埋一塊混凝土板。

2 方案二：鋼筋混凝土矩形槽形式

渠道長(zhǎng)8.8km，為矩形斷面，按明渠均勻流公式計(jì)算，依據(jù)地形條件，比降為1/10000，采取矩形槽鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，糙率為0.017，渠道分為3段：

3+200-9+400段，設(shè)計(jì)流量為4.03m3/s，渠底寬3.5m，設(shè)計(jì)水深為2.04m；

9+400-11+400段，設(shè)計(jì)流量為2.74 m3/s，渠底寬3.0m，設(shè)計(jì)水深為1.78m；

11+400-12+000段，設(shè)計(jì)流量為1.06 m3/s，渠底寬2m，設(shè)計(jì)水深為1.31m。

鋼筋混凝土矩形槽斷面尺寸(寬×高)分別為3.5m×2.70m、3.0m×2.60m、2.0m×1.80m，槽底板厚度為0.6m，下設(shè)素混凝土墊層，再下鋪0.5m水撼砂。側(cè)墻厚度上為0.4m，下0.6m。矩形槽每節(jié)長(zhǎng)10m，縱向設(shè)置伸縮縫，縫間設(shè)止水。進(jìn)、出口設(shè)一字墻與梯形渠道斷面銜接。為滿足抗凍要求，混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C25，抗凍等級(jí)F200。

圖1混凝土板形式橫斷面圖

圖2 矩形槽形式橫斷面圖

3 方案三：低壓管道形式

渠道長(zhǎng)8.8km，經(jīng)計(jì)算，為滿足渠道長(zhǎng)距離輸水要求，在支渠首端(樁號(hào)3+200處)需建加壓站1座，設(shè)計(jì)流量為4.03m3/s，設(shè)計(jì)揚(yáng)程為12.9m，裝機(jī)為1065kw。依據(jù)地形條件，采取地埋管道形式，管道埋深為1.5-1.8m，分為3段：

3+200-9+400段，設(shè)計(jì)流量為4.03m3/s，布置有直徑為1.2m的管道3根；

9+400-11+400段，設(shè)計(jì)流量為2.74 m3/s，布置有直徑為1.2m的管道2根；

11+400-12+000段，設(shè)計(jì)流量為1.06 m3/s，布置有直徑為1.2m的管道1根。

均采用聚乙烯PE管，管道厚度為6mm，并根據(jù)工程設(shè)計(jì)需要，設(shè)置有排氣閥、逆止閥等相應(yīng)配件。

圖3 管道形式橫斷面圖

4 方案比較表

具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表1。

表1 豐收南支渠橫斷面形式技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表

由上表可看出，方案三雖然工程土方量和占地量最少，但由于布設(shè)管道長(zhǎng)，管道投資較大，且需要設(shè)置二級(jí)加壓站，故方案三整體投資較大；方案二介于方案一和方案三兩者之間，占地量較少，但挖方量和鋼筋混凝土量較大，導(dǎo)致工程投資較大；方案一(渠道為梯形斷面，混凝土板形式)最為經(jīng)濟(jì)。它不僅具有防滲效果好、施工方便、易于維修養(yǎng)護(hù)、適應(yīng)土壤凍脹能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且上部預(yù)制混凝土板襯砌還可以減小渠道糙率，增加渠道輸水能力，保護(hù)渠道不受沖淤破壞，延長(zhǎng)渠道使用壽命等特點(diǎn)。因此本次采用此種橫斷面形式，梯形斷面，混凝土板襯砌。

[1]張明帥.渠道混凝土裂縫預(yù)防及處理[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2009(22)：33.

[2]韓蘇建，陳濤，孫剛峰，等.關(guān)于灌區(qū)渠道襯砌結(jié)構(gòu)形式現(xiàn)狀綜述[J].防滲技術(shù)，2002(02)：5-8.

1007-7596(2017)08-0115-03

2017-07-22

程本軍(1985-)，男，陜西紫陽(yáng)人，工程師，從事水質(zhì)分析、評(píng)價(jià)工作；王麗原(1982-)，女，黑龍江佳木斯人，高級(jí)工程師，從事水利設(shè)計(jì)工作。

S277；TV543

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