王鋪灌區(qū)李莊泵站出水渠襯砌方案比選

張 偉

（聊城市東昌府區(qū)水利局，山東 聊城252000）

王鋪灌區(qū)位于聊城市東昌府區(qū)西北高亢區(qū)，涉及梁水鎮(zhèn)鎮(zhèn)、斗虎屯鎮(zhèn)2個(gè)鎮(zhèn)，設(shè)計(jì)灌溉面積1.576萬(wàn)hm2。灌區(qū)內(nèi)渠道多為土渠，淤積嚴(yán)重，渠系水損失較大，且配套建筑物不完善。為了提高整個(gè)灌區(qū)灌溉水的利用率，確保灌區(qū)灌溉效益的充分發(fā)揮，2016—2017年，灌區(qū)管理處對(duì)王鋪灌區(qū)進(jìn)行了節(jié)水配套改造。李莊泵站建設(shè)及出水渠襯砌屬于王鋪灌區(qū)節(jié)水配套改造項(xiàng)目2017年度的建設(shè)內(nèi)容之一。李莊泵站位于馬頰河與聊臨路交匯處下游，馬頰河左岸，樁號(hào)62+945。其出水渠利用現(xiàn)有的聊臨路邊溝，為土渠，渠內(nèi)雜草叢生，土質(zhì)多為沙壤土，渠系水損失較大。因此采取渠道襯砌防滲工程措施，減少渠水滲漏。

1 渠道斷面設(shè)計(jì)

根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施方案所確定的引水點(diǎn)高程，結(jié)合渠道沿程控制建筑物的引水條件，參考渠道沿線地面坡度，確定渠道比降為1/8000。由于是對(duì)現(xiàn)有灌區(qū)進(jìn)行節(jié)水改造，出水渠已是成型渠道，按照不影響控制性建筑物的使用和不增加新征占地的原則，最大限度地利用現(xiàn)有渠道裁彎取直，對(duì)渠道的中心線進(jìn)行合理地調(diào)整。根據(jù)渠床的土壤巖性，并考慮盡量減少挖筑土方工程量，確定邊坡系數(shù)為1∶2。聊城市灌區(qū)渠道斷面現(xiàn)狀多為梯形單式斷面，因此本文橫斷面設(shè)計(jì)及襯砌形式均采用梯形斷面。

根據(jù)《灌溉排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-2018）》，渠道橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足渠道邊坡穩(wěn)定及沖淤平衡，有足夠的輸水能力，工程造價(jià)合理。采用明渠均勻流計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算和校核。

式中：Q為渠道設(shè)計(jì)流量，m3/s；A為渠道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，m2；C為謝才系數(shù)；R為水力半徑，m；i為渠道比降。

2 渠道襯砌方案比選分析

2.1 襯砌方案

近幾年來(lái)，聊城市東昌府區(qū)對(duì)境內(nèi)多條分干渠、支渠進(jìn)行了襯砌治理，主要采用預(yù)制混凝土板鋪設(shè)、現(xiàn)澆混凝土板鋪設(shè)及砌石護(hù)坡3種形式。3種形式防滲材料的特點(diǎn)、適用條件、適用年限、防滲效果等都不相同。

1）預(yù)制混凝土板鋪設(shè)抗變形能力強(qiáng)，糙率小，施工速度快，便于管理，但對(duì)坡面整平要求較高，板的接縫多，防滲能力較差。2）現(xiàn)澆混凝土鋪設(shè)表面平整光滑，抗沖性和耐久性較好，施工工序簡(jiǎn)單，便于施工管理，但抗變形能力相對(duì)較弱。3）砌石防滲抗凍、抗沖、耐磨、耐久性較好，使用年限較長(zhǎng)，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定渠道作用。砌石襯砌結(jié)構(gòu)對(duì)施工質(zhì)量和施工工藝的要求非常高，是依靠施工質(zhì)量保證防滲效果的。砌石護(hù)坡不易采用機(jī)械化施工，施工質(zhì)量較難控制，影響防滲效果。砌石襯砌造價(jià)相對(duì)較高，適用于石材來(lái)源豐富的地區(qū)。

2.2 襯砌方案比選

現(xiàn)對(duì)李莊泵站出水渠進(jìn)行襯砌方案比選，長(zhǎng)度210m。通過(guò)對(duì)工程投資、適宜條件、優(yōu)缺點(diǎn)等方面的比較，確定最終的襯砌方案。

方案一：漿砌塊石護(hù)坡。渠道按照設(shè)計(jì)斷面開(kāi)挖后，對(duì)兩側(cè)邊坡進(jìn)行整平、壓實(shí)，采用22cm厚M10漿砌塊石護(hù)坡，渠底采用30cm厚M10漿砌塊石護(hù)底。

方案二：土工布加混凝土預(yù)制板防滲襯砌。渠坡采用混凝土預(yù)制板（6cm厚），混凝土板下鋪設(shè)土工織物（具體采用復(fù)合土工膜或者是土工布，根據(jù)渠道滲漏情況定）。襯砌的坡腳設(shè)M1050cm×50cm漿砌塊石齒墻。

方案三：土工布加現(xiàn)澆混凝土板襯砌。渠坡、渠底均采用10cm厚C20混凝土現(xiàn)澆板，混凝土板下鋪設(shè)土工織物。

具體方案比較見(jiàn)表1。

表1 襯砌方案比選

根據(jù)本工程的特點(diǎn)，方案比較主要考慮的指標(biāo)有：1）防滲性；2）耐久性；3）穩(wěn)定性；4）施工難易程度及工期等。通過(guò)綜合比較，結(jié)合灌區(qū)已有經(jīng)驗(yàn)，本次襯砌選用防滲能力較強(qiáng)且造價(jià)適中的現(xiàn)澆混凝土板襯砌的形式。由于現(xiàn)澆混凝土襯砌渠道的糙率在0.012～0.025之間以及參照灌區(qū)已襯砌渠道設(shè)計(jì)糙率0.017的運(yùn)行實(shí)踐，通過(guò)綜合分析，確定襯砌后渠床糙率采用0.017。

2.3 襯砌混凝土現(xiàn)澆作業(yè)

渠道混凝土現(xiàn)澆作業(yè)包括：1）削坡后，鋪設(shè)土工布，下入反濾層石子；2）支護(hù)安裝模板；3）機(jī)械澆筑混凝土，人工初步找平，隨澆隨振，利用汽油機(jī)振動(dòng)尺振實(shí)，振動(dòng)棒振實(shí)模板邊緣，避免漏漿；4）汽油磨光機(jī)進(jìn)行磨光、提漿；5）壓光機(jī)壓光后，再人工精細(xì)抹面壓光；6）待混凝土凝固后，覆蓋薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）鋪設(shè)土工布前，檢查基面平整度、回填土是否夯實(shí)，復(fù)核基面高程與尺寸，模板是否合格，確保模板邊緣不漏漿，確定上述環(huán)節(jié)無(wú)誤后，才可進(jìn)行下一步的施工。

2）為了保證混凝土現(xiàn)澆質(zhì)量，應(yīng)跳倉(cāng)、錯(cuò)縫澆筑。一般渠道混凝土的施工順序?yàn)橄绕潞蟮自賶貉?。跳倉(cāng)法即是澆筑完成一部分后等一段時(shí)間再進(jìn)行新的澆筑作業(yè)，完成下一部分。待已澆筑部分凝固變硬后，方可進(jìn)入后續(xù)的施工。

3）振搗是混凝土現(xiàn)澆作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)選用合適的振搗設(shè)備，按照操作流程進(jìn)行規(guī)范操作，確保振搗到位，避免出現(xiàn)漏振、欠振等現(xiàn)象，有利于磨平、壓光、收面。

4）待混凝土澆筑終凝后，要做好養(yǎng)護(hù)工作，可用塑料薄膜覆蓋，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥15d，避免出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)王鋪灌區(qū)李莊泵站出水渠襯砌形式的比選，選擇了防滲能力較強(qiáng)、便于施工且造價(jià)適中的現(xiàn)澆混凝土板的襯砌方案，可以達(dá)到較好的防滲效果。渠道襯砌是灌區(qū)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，通過(guò)選用最適用的襯砌方案，能夠達(dá)到提高灌溉水利用系數(shù)，增加灌溉效益的目的。