寶雞峽東干渠節(jié)水改造項目實施方案探析

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(1.陜西省寶雞峽工程局，陜西 寶雞 721001，2.陜西省宜川縣河道水庫管理站，陜西 宜川 716200)

1 工程概況

寶雞峽東干渠于1971年建成通水，由乾縣薛祿鎮(zhèn)壇子坊村塬上總干渠末(170+208處)設(shè)閘引水，止禮泉縣裴寨鄉(xiāng)段家崖村，全長26.3 km，為梯形砼襯砌斷面，多數(shù)渠段為填方渠道，進口設(shè)計引水流量20 m3/s，加大流量28 m3/s，沿途設(shè)有東一支、東二支、東三支、東四支、東五支、東六支共計6條支渠，灌溉著乾縣、禮泉、涇陽、興平、秦都、渭城六縣(區(qū))的72．68萬畝農(nóng)田。灌區(qū)作物種植以果樹為主，糧果蔬菜比例為3：6:1，屬于農(nóng)業(yè)灌溉高產(chǎn)高效區(qū)域。2001年在世行貸款項目建設(shè)中已改造渠道6.326 km，改造斷面為弧形坡腳梯形斷面，剩余19.974 km渠道因資金問題仍為舊渠運行，老化狀況逐年增多。隨著近年下游支渠相繼節(jié)水改造，東干渠修繕改造已提上日程，以實現(xiàn)整體效益擴大。

2 存在問題

(1)襯砌渠段多年沖刷破損嚴重，危及行水安全。該渠道陰坡有65%、陽坡有25%的砼襯砌板都不同程度裂縫、鼓肚、嚴重斷裂、懸空、坍塌、引起渠坡板淘刷破壞，危及渠道安全；東干渠16+170～19+960段渠道處于東四支、東五支兩個節(jié)制閘之間，80%為填方段，渠道襯砌板裂縫，板面灰漿脫落，縱橫伸縮縫填縫材料失效、遺失；渠道受橋梁中墩掛柴落淤影響，過水能力較設(shè)計流量減少12%以上。

(2)多數(shù)填方渠段老化粗糙變形，過水能力減弱。除2001年改造的6.326 km渠道基本完好外，其余砼襯砌板老化、出現(xiàn)裂縫，板面剝蝕，石子外漏，伸縮縫脫落，特別是陰坡混凝土板，因凍脹作用，已斷裂拱起滑落，防滲固堤作用大大降低，且加大了渠道糙率，減小了過流能力。在春夏季用水高峰期，遇到大雨天氣部分要害處險象環(huán)生，多次發(fā)生倒虹堵塞、渠堤決口問題，造成不應(yīng)有經(jīng)濟損失。

(3)渠系建筑物老化破爛，亟待改造。生產(chǎn)橋中墩掛淤嚴重，影響渠道行水安全，中墩砼剝蝕，石子、鋼筋外露，橋面板損壞嚴重。斗門損壞，啟閉困難，無法使用。節(jié)制閘、進水閘手動啟閉，操作不便，鋼筋砼閘門也有損壞。大部分建筑物因年久失修，現(xiàn)已破爛不堪，尤其是跌水下游水流不穩(wěn)，渠岸坡淘刷嚴重，危及兩岸交通，給當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)、生活帶來不利影響。

3 項目實施方案分析

3.1 工程改造布設(shè)

東干渠經(jīng)40多年運行，整個渠道布線基本合理，本次局部改造，計劃對16+170～19+960段進行襯砌改造，改造長度3.79 km。同時拆除重建改造建筑物共計15座，其中拆除重建斗門3座、農(nóng)橋9座、跌水1座，改造水閘2座、更換東四支、東五支2處進水閘的機電設(shè)備、閘門共5套，更換門窗6樘及閘房內(nèi)外粉刷778 m2。

3.2 渠道設(shè)計流量確定

東干渠設(shè)施灌溉面積72.68萬畝，渠首原設(shè)計流量20 m3/s，加大流量28 m3/s。根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查，原設(shè)計流量基本滿足要求，故維持不變。原渠道設(shè)計加大流量為設(shè)計流量的1.4倍，加大系數(shù)太大，不符合《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB50288-99)要求，本次設(shè)計按規(guī)范取流量加大系數(shù)為0.20～0.25，據(jù)此推斷各渠段加大流量如下表1。

表1 東干渠分段流量統(tǒng)計表

由表1知，東干渠改造段16+170～19+960設(shè)計流量為6.7 m3/s，加大流量為8.4 m3/s。

3.3 渠道改造方案設(shè)計

3.3.1 渠道縱斷面

東干渠16+170～19+960段為填方渠道，本次改造渠道縱向設(shè)計比降應(yīng)與上、下游渠道合理連接，并要求水面銜接平順，同時保證斗口正常引水。根據(jù)東干渠多年實際運行情況，渠道原設(shè)計比降基本合理，本次襯砌改造仍維持原渠道比降不變(詳見表2)。

表2 東干渠道分段設(shè)計比降表

從表2知，東干渠16+170～19+960改造段設(shè)計比降為1/2 750。

3.3.2 渠道橫斷面

依據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》，結(jié)合近些年工作實踐，灌區(qū)渠道改造橫斷面形式選擇思路如下：設(shè)計流量大于9 m3/s時，選擇弧形坡腳梯形斷面或梯形斷面；設(shè)計流量在3～9 m3/s時，選擇弧形坡腳梯形斷面或弧形底梯形斷面；設(shè)計流量在1～3 m3/s時，選擇弧形底梯形斷面或U形斷面。并取得了較好運行效果。

東干渠分段流量：0+000～9+984段為20 m3/s，9+984～16+174段為12 m3/s，16+174～26+327段為6.7 m3/s，依據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》和《大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程實施方案設(shè)計大綱》，橫斷面形式可以選擇弧形坡腳梯形斷面或梯形斷面。東干渠改造，一方面弧形坡腳梯形斷面和上游世行項目斷面一致；另一方面弧形坡腳梯形的運行效果良好，水力條件、整體性能好，安全、抗凍脹能力較梯形斷面強，在小流量運行時，弧形坡腳梯形斷面與梯形斷面比較，幾乎不淤積。因此，本次設(shè)計東干渠改造段橫斷面選用弧形坡腳梯形。

東干渠改造段16+170～19+960段坡腳圓弧半徑為0.713 m，圓心角為39°，襯砌深度為2.4 m，渠深2.8 m，邊坡比1：1.25。

3.3.3 砼澆筑準備

(1)澆筑前對模具及模板的幾何尺寸、剛度、強度及模板數(shù)進行檢查，確定滿足規(guī)范要求，并報監(jiān)理工程師驗收合格。

(2)立模架：模架的中心、高程除用渠道的中心線、高程樁控制外，對兩邊腰線進行掛線控制。當(dāng)確信高程、中線和模架的水平和幾何尺寸準確無誤，經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后，進行砼入倉的準備。

(3)砼的拌合及運輸：采用人工上料、350L攪拌機拌合。砼拌合站嚴格按照砼配合比進行拌料，并且做到盤盤稱量及作好稱量記錄。在砼施工中嚴格按照配合比試驗單進行拌和配料。采用自卸翻斗車運輸，人工入倉。為防止砼在運輸過程中發(fā)生漏漿、離析、泌水等現(xiàn)象，在所有的運輸車廂鋪設(shè)塑料布彩條布等預(yù)防措施。

(4)澆砼前先檢查電器機具是否良好，人員是否到位，運輸車輛是否準備好及岸坡堆積的泥土、雜物是否清理干凈等。并在岸坡上鋪設(shè)彩條布，以防止散落的砼和雜物混合，為砼的質(zhì)量埋下隱患。入倉的砼自由下落高度大于2 m時，采用溜槽等緩降措施。

3.3.4 渠道澆筑襯砌

澆筑采用跳、填、補倉法進行施工，每倉長度4m，澆筑順序先奇數(shù)、后偶數(shù)。

1②3④5⑥

渠道襯砌采用砼整體現(xiàn)澆，板下全斷面鋪設(shè)一布一膜復(fù)合土工膜。襯砌板厚度12 cm，砼統(tǒng)一采用C15W6F50砼，土工膜規(guī)格為基布150 g/m2，膜厚0.25 mm。襯砌渠段每4 m設(shè)橫向伸縮縫一道，在坡板與弧形坡腳交接處設(shè)縱向伸縮縫兩道，伸縮縫斷面為矩形，寬2.0 cm，伸縮縫先用M10水泥砂漿封底，再填塞PT521聚氨酯填縫膠，最后用M10水泥砂漿封口。

渠道采用“弧底梯形全斷面現(xiàn)澆”方式，澆筑工序為先渠底后兩邊、先跳倉后填倉。澆筑順序為先澆筑弧底，后兩岸對稱澆筑弧坡段，不用面板的弧底下弧坡振搗采用平板振搗器,上弧坡用面板，采用插入式振搗器振搗，振搗棒振搗砼到不明顯下沉，不出現(xiàn)汽泡，開始泛漿時為止，后將振搗棒徐徐抽出。對邊角處除用振搗器外，再用鐵釬，鐵錘等輔助工具搗固密實，防止脫模后出現(xiàn)蜂窩麻面等。砼振搗密實后，拆模成型，原漿收面壓光。為保證砼表面光滑平順，在初收面后，至少再收2～3次。為防止下雨給砼澆筑帶來的損失，給每個施工組備有30 m長、6 m寬的彩條布，下雨時即可進行棚下未完的工作量。倉內(nèi)若有粗骨料堆疊時，就均勻地分布于砂漿較多處。如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差時，加強振搗等措施。待跳倉完成3晝夜后，進行填倉準備，填倉前清除倉內(nèi)、表面的砼散落物等。填倉工序、方法同跳倉一樣。

3.3.5 伸縮縫制作及填塞

(1)伸縮縫的制作：按規(guī)范和設(shè)計要求用3 mm厚鋼板制作與設(shè)計斷面一致的鋼弧條，在填倉砼澆筑時，置放于伸縮逢處，待砼初凝后將弧條取出成縫。

(2)填塞：將板縫內(nèi)的雜物清理干凈，再用風(fēng)機吹一遍。依據(jù)試驗配合比進行M5砂漿的拌合，先填塞墊層砂漿，后填塞膠泥條接近設(shè)計厚度，在將焦油塑料膠泥熱融化后從上而下進行熱灌到設(shè)計高度，灌注的焦油塑料膠泥密實，縫口多余拋散的膠泥，冷卻后用鏟刀割掉，縫外的刮凈。上部分用標號為M10的砂漿填塞壓實、抹光后，與渠道砼表面勾成陰平縫。

4 結(jié)語

寶雞峽東干渠節(jié)水改造項目，對工程方案精心科學(xué)設(shè)計。2016年實施后，使渠道安全隱患得到消減，年可節(jié)水150萬 m3,實際引水能力提高1.5 m3/s，適時灌溉增產(chǎn)糧果60萬 kg;工程設(shè)施面貌改觀，改善生態(tài)植被10萬畝，增加區(qū)域氧氣含量，治污減霾作用積極。說明灌區(qū)節(jié)水改造項目能有效消除渠道安全隱患、節(jié)約用水、合理配置資源、改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效果，效益良多。今后應(yīng)按照規(guī)劃持續(xù)實施，以創(chuàng)造更大的社會經(jīng)濟效益。