淺談續(xù)建配套與節(jié)水改造工程石質(zhì)邊坡渠道防滲減糙設(shè)計

(四川省都江堰人民渠第二管理處，四川 德陽，618000)

1 灌區(qū)概況與石質(zhì)渠道現(xiàn)狀

1.1 灌區(qū)概況

人民渠二處管轄人民渠五·七期、六期干渠，灌區(qū)位于四川盆地西北部的沱江、涪江兩江流域，地處沱江與凱江、凱江與涪江之間的丘陵地帶，是典型的丘陵灌區(qū)，灌區(qū)設(shè)計灌溉面積18.558萬hm2，已實現(xiàn)灌溉面積11.953萬hm2。干渠總長311km，其中，五·七期192.19km、六期干渠118.81km，石質(zhì)渠道占渠道總長70%以上。2001年，水利部、國家發(fā)展與改革委員會批復了《全國大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃報告》，都江堰灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程正式啟動，人民渠二處灌區(qū)作為都江堰灌區(qū)的一個重要組成部分，其續(xù)建配套與節(jié)水改造工程也拉開了序幕。人民渠二處灌區(qū)工程始建于20世紀60年代，續(xù)建配套與節(jié)水改造工程對石質(zhì)渠道的防滲減糙設(shè)計是工程設(shè)計中的重點和難點。

1.2 石質(zhì)渠道現(xiàn)狀及存在問題

人民渠二處灌區(qū)在大地構(gòu)造上處于揚子準地臺二級構(gòu)造單元四川臺拗內(nèi)，廣泛分布侏羅系、白堊系粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和砂巖。由于當時的施工條件差、施工技術(shù)落后，對石質(zhì)渠道的新建主要采用爆破施工，然后人工局部修整成型。由于采用爆破施工，渠道裂隙非常多，導致滲漏嚴重；人工對渠道邊坡的修整，導致渠道邊坡不規(guī)整，糙率大、流態(tài)差；石質(zhì)渠道為風化泥巖，沖刷、風化剝落嚴重、局部邊坡不穩(wěn)定；最終導致過水能力嚴重不足，再加上渠道的彎道、漸變段設(shè)計不符合規(guī)范等其他原因造成渠道淤積，致使干渠輸水能力達不到設(shè)計標準，僅僅為設(shè)計過流能力的54%～65%。嚴重制約了灌區(qū)的生產(chǎn)生活用水和社會經(jīng)濟發(fā)展。

2 石質(zhì)渠道的防滲減糙設(shè)計

2.1 “挖補抹面”防滲減糙設(shè)計理念引入

2004年人民渠二處六期干渠部分渠段進行續(xù)建配套與節(jié)水改造工程整治，整治段渠道絕大多數(shù)為砂巖渠道，局部為泥巖，渠道邊坡系數(shù)多為0～0.5，石質(zhì)渠道全部是原來的爆破施工加人工局部修整成型，未對渠道進行過防滲減糙處理，渠道病害嚴重。以前針對石質(zhì)渠道的邊坡防滲減糙設(shè)計是單純采用M7.5水泥砂漿局部抹面防滲，或者將渠道的邊坡通過開挖減緩至0.75，再采用C15混凝土護坡，其設(shè)計方案導致渠道斷面不平整、石方開挖量大、工程造價大、施工難度大。針對上述問題并結(jié)合過去的設(shè)計經(jīng)驗教訓，第一次引入“挖補抹面”設(shè)計理念。該方案就是按照渠道設(shè)計的邊坡系數(shù)，將不規(guī)整石質(zhì)邊坡凹陷的部位用M7.5水泥漿砌塊石或M7.5水泥砂漿進行局部修補，對凸出部位采用人工或機械局部修整，形成邊坡大面平整規(guī)則且滿足設(shè)計邊坡系數(shù)；對風化、泥化嚴重的石質(zhì)邊坡，人工或機械剝離風化、泥化層，最后采用2cm～4cm的M7.5水泥砂漿抹面進行防滲減糙。通過該工程竣工驗收后的效果來看，整體效果良好，滿足了設(shè)計要求。

2.2 “挖補掛網(wǎng)抹面”防滲減糙設(shè)計方案應(yīng)用

“挖補抹面”設(shè)計方案雖然從運行效果來看取得了重大成功，但通過設(shè)計回訪和1～2年的運行結(jié)果來看，該設(shè)計方案還存在一些問題，例如存在局部抹面空鼓、剝落、抹面裂縫現(xiàn)象。針對這幾個問題，參考了房建工程外墻防滲抹面設(shè)計方案，又對該設(shè)計方案進行了改進，改進為“挖補掛網(wǎng)抹面”設(shè)計方案。該方案就是在原“挖補抹面”設(shè)計方案中增加了“掛網(wǎng)”設(shè)計，在“挖補”完成后，采用直徑為1mm網(wǎng)格為1cm×1cm的鍍鋅鋼絲網(wǎng)，固定鋪設(shè)在“挖補”后的邊坡表面，鋼絲網(wǎng)固定使用水泥釘加金屬墊片，每平方米鋼絲網(wǎng)不少于四個固定點，局部加密，鋼絲網(wǎng)上部嵌入渠道壓頂石下，長度不少于20cm，下部嵌入底板混凝土中，長度不少于15cm，最后采用2cm～4cm的M10水泥砂漿抹面進行防滲減糙。通過多年運行觀察，改進后的設(shè)計方案針對石質(zhì)邊坡渠道的防滲減糙，解決了原設(shè)計方案存在的空鼓、剝落、抹面裂縫現(xiàn)象，取得了圓滿成功。特別是在“5.12”地震后的災(zāi)后重建工作中，人民渠二處干渠的所有石質(zhì)邊坡渠道均采用“挖補掛網(wǎng)抹面”設(shè)計方案，不但滿足了設(shè)計要求，同時滿足了施工工期要求，保證了渠道運行和輸水要求。

實踐證明，“挖補掛網(wǎng)抹面”設(shè)計方案不僅適用于原生的石質(zhì)邊坡渠道防滲減糙，同時還可用于原來采用條石襯砌的渠道邊坡的防滲減糙，例如人民渠二處干渠中局部為條石護坡、條石擋墻護坡、條石渡槽等渠段，由于原襯砌體老化變形、條石強度不夠造成表面風化剝落，最終導致渠道邊坡滲漏和糙率加大，采用原來的常規(guī)設(shè)計方案，需要拆除重建，不僅造價高，而且施工難度大，不滿足工期要求，通過對以前砌體重新采用M10水泥砂漿開槽勾縫，或局部拆除重建，再采用“挖補掛網(wǎng)抹面”設(shè)計方案，完全滿足了設(shè)計和運行要求。

3 結(jié)語

截止目前，人民渠二處干渠續(xù)建配套與節(jié)水改造工程，不管是原生的石質(zhì)邊坡渠道還是條石襯砌的石質(zhì)渠道邊坡，均大量采用“挖補掛網(wǎng)抹面”設(shè)計方案進行防滲減糙。同時將該設(shè)計方案形成為可復制、可推廣的方案，廣泛用于丘陵灌區(qū)，從根本上解決了石質(zhì)邊坡渠道施工困難、工程造價高、工期緊的問題。隨著灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)要求、灌區(qū)提質(zhì)增效的要求，“挖補掛網(wǎng)抹面”設(shè)計方案可以進一步改進提高，以滿足灌區(qū)渠道的相關(guān)要求。