淺談新疆裕民縣某調(diào)水工程渠道優(yōu)化設(shè)計(jì)施工方案

【摘要】文章介紹了在山區(qū)施工的傍山渠，施工難度大，山勢(shì)陡峭的情況下渠道施工方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】渠道；渠道工程方案比選；工程方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、背景資料

工程位于新疆塔城地區(qū)裕民縣境內(nèi)，是一座以灌溉為主的引水渠道，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案選用φ1m預(yù)制砼管，總長(zhǎng)6.9km，設(shè)計(jì)流量1m3/s，平均縱坡i=0.0025。

原工程渠道總長(zhǎng)6.9km，設(shè)計(jì)引水流量為1.0m3/s，渠道平均縱坡為0.0025。渠道橫斷面為梯形，上口寬4.02m，底寬0.6m，設(shè)計(jì)邊坡為1：1.5，渠深1.2m。為了方便施工和防止渠道遭受破壞，在依附山體一側(cè)的渠道修建伴渠道路，路寬4m。

2、優(yōu)化設(shè)計(jì)原因分析

本次優(yōu)化設(shè)計(jì)只針對(duì)渠道，優(yōu)化原因：主要原因?yàn)?+050～4+000為傍山渠，山體多處有尖角出露，山勢(shì)陡峭，施工難度大。

（1）從工程地質(zhì)分析，渠道右岸多為尖頂，山勢(shì)陡峭，局部滑落嚴(yán)重。從現(xiàn)狀老渠道分析，碎石滑落對(duì)老渠道破壞嚴(yán)重，局部渠道已被碎石破壞，渠道內(nèi)堆滿碎石，現(xiàn)已無法正常通水。

（2）從施工分析，梯形渠施工分析：原設(shè)計(jì)梯形渠上口寬4.02m，底寬0.6m，渠深1.2m，右岸伴渠道路長(zhǎng)6.9km，路寬4m，挖方量較大，石方2.7萬(wàn)m3，從現(xiàn)場(chǎng)勘察，高邊坡處理施工開挖難度較大，渠道開挖斷面作業(yè)面較大，場(chǎng)內(nèi)施工運(yùn)輸難度較大。

砼管施工分析：選用φ1.0m預(yù)制砼管，取消右岸伴渠道路，只保留1.5m行人便道，施工道路調(diào)整到山體坡腳河床內(nèi)，減少了山體的開挖，縮窄了開挖作業(yè)面，預(yù)制好的成品從河床施工道路上采用吊裝施工，解決了現(xiàn)澆方案中原材料運(yùn)輸問題，因此，相對(duì)施工簡(jiǎn)單。

（3）從運(yùn)行管理分析，砼管方案相對(duì)梯形渠運(yùn)行管理便捷，砼管方案避免了碎石滑落對(duì)渠道砼板的破壞；避免了渠道內(nèi)的碎石清除，從而減少了管線巡視次數(shù)。

（4）從工程造價(jià)分析，優(yōu)化前渠道及伴渠路概算投資為688.37萬(wàn)元，優(yōu)化后管道及施工道路概算投資為617.34萬(wàn)元，投資減少了71.03萬(wàn)元。

3、優(yōu)化方案設(shè)計(jì)

3.1 方案擬定

根據(jù)下游灌區(qū)的引水要求，本階段在橫斷面設(shè)計(jì)中考慮選用以下兩種方案進(jìn)行優(yōu)化比選：

方案一：渠線采用預(yù)制混凝土管，渠線平均縱坡i=0.0025，設(shè)計(jì)引水流量為1.0m3/s，經(jīng)計(jì)算，選用φ1.0m預(yù)制混凝土管。

方案二：渠線采用預(yù)制混凝土U型渠與預(yù)制混凝土管相結(jié)合設(shè)計(jì)，根據(jù)地形，樁號(hào)0+550～1+270傍山渠線段采用φ1.0m預(yù)制混凝土管，原因是傍山渠線右岸多為尖頂，山勢(shì)陡峭，左岸局部滑落嚴(yán)重。其余渠線段選用預(yù)制混凝土U型渠。

3.2 優(yōu)化方案設(shè)計(jì)

3.2.1 管道設(shè)計(jì)

本工程改造管道總長(zhǎng)6.9km，選用φ1m預(yù)制砼管，壁厚120mm，單根預(yù)制長(zhǎng)度2m，設(shè)計(jì)流量1m3/s，平均縱坡i=0.0025，分縫處采用聚氨酯填縫。管頂回填土厚0.5m，管底基礎(chǔ)鋪筑10cm厚的砂礫石墊層，砂礫料墊層中粒徑d≤0.075mm的顆粒含量≤10%，砂礫石墊層相對(duì)密度Dr>0.75。

3.2.2 水力計(jì)算

預(yù)制砼管長(zhǎng)度L=6920m>15h=15×0.74=11.25m （h為預(yù)制砼管上游水深），水力計(jì)算采用迭代公式計(jì)算：

綜上，本階段推薦方案一，即預(yù)制混凝土管方案。

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》SL-2014，設(shè)計(jì)流速不宜小于0.6m/s，本工程設(shè)計(jì)流速：1.58～1.71 m/s，滿足規(guī)范要求。

3.3 施工特點(diǎn)

樁號(hào)0+000～4+000為峽谷區(qū)傍山管道，主要為巖石挖方段，低中山多為尖頂，山勢(shì)陡峭，這樣造成施工場(chǎng)地不開闊，機(jī)械設(shè)備選型受到約束，施工機(jī)械效益受到影響。通過現(xiàn)場(chǎng)踏勘，本次優(yōu)化設(shè)計(jì)把施工道路調(diào)整到山體坡腳河床內(nèi)，山體坡腳河床內(nèi)工作面能夠滿足施工機(jī)械設(shè)備要求，因此本工程預(yù)制砼管施工時(shí)采用吊裝施工，預(yù)制好的成品從河床施工道路上吊裝施工，選擇吊裝設(shè)備和運(yùn)輸能力應(yīng)與預(yù)制砼成品吊運(yùn)的需要相適應(yīng)，以保護(hù)砼運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量。充分發(fā)揮設(shè)備高效率，在運(yùn)輸過程中，應(yīng)盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間及減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)。搬運(yùn)裝卸時(shí)要輕拿輕放，避免與堅(jiān)硬的物件碰撞。

參考文獻(xiàn)：

[1]《混凝土渠道及其附屬建筑物系列設(shè)計(jì)圖集》（上冊(cè)）渠道 水閘 閘門，孫競(jìng)武，水利，出版日期：2011.03.01

[2]《渠道防滲工程技術(shù)》中國(guó)灌溉排水技術(shù)開發(fā)培訓(xùn)中心，水利，出版日期：1998.03

[3]《灌溉渠道襯砌》，D.B.克拉茨，水利，出版日期：1980.02

[4]《梯形斷面渠道水利計(jì)算》，波斯拉夫斯基，水利，出版日期：1958.08

作者簡(jiǎn)介：朱家軍（1988-），男，漢族，現(xiàn)供職單位：塔城地區(qū)水利水電勘察設(shè)計(jì)院；職稱：工程師；學(xué)位：工程學(xué)士；主要從事水利水電工程勘察、規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。