喀什噶爾河流域灌區(qū)改造防滲渠設(shè)計(jì)方案比選

張 濤

（新疆伊犁州水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，新疆 伊犁 835000）

1 工程現(xiàn)狀

喀什噶爾河流域伽師縣灌區(qū)的九鄉(xiāng)干渠修建于20世紀(jì)60年代，全長36.25km。渠道起點(diǎn)接八九鄉(xiāng)分水閘開始，終點(diǎn)至36+249阿拉庫節(jié)制分水閘結(jié)束，全長36.25km，本次改建36.25km?，F(xiàn)狀為土渠，渠道斷面為寬淺式，渠道現(xiàn)狀地面坡降1∶2500～1∶1700，低液限黏土、局部夾低液限粉土與粉土質(zhì)砂，本區(qū)屬微—中等透水層。渠線較順直，為挖方渠道。

2 存在問題

2.1 水量蒸發(fā)、滲漏損失嚴(yán)重

九鄉(xiāng)干渠現(xiàn)狀渠道上口寬5～18m，蒸發(fā)損失大。干渠現(xiàn)狀為土渠，0+000～18+000段渠道斷面較大，上口寬10～18m。地層巖性主要為低液限黏土、局部夾低液限粉土與粉土質(zhì)砂，具有中等透水性。該渠現(xiàn)狀渠道水利用系數(shù)0.86，水量損失大，蒸發(fā)、滲漏損失大，不僅抬高了地下水位，還加重了灌區(qū)土壤次生鹽漬化。

2.2 渠道現(xiàn)狀淘刷嚴(yán)重

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查，渠道淘刷嚴(yán)重，渠道上口寬寬窄不一，渠深較小，造成水量浪費(fèi)。渠道上現(xiàn)狀建筑物墩部有淘空現(xiàn)象，閘后已沖出深坑，難以滿足原有功能。

2.3 渠道過流能力不足

伽師縣九鄉(xiāng)干渠灌區(qū)經(jīng)過多年的發(fā)展，灌區(qū)灌溉面積增加，九鄉(xiāng)干渠控制灌溉面積已達(dá)0.986萬hm2，九鄉(xiāng)干渠原設(shè)計(jì)流量10m3/s，0+000～18+463段渠道斷面沖刷，實(shí)際斷面較大，實(shí)際運(yùn)行能力大于10m3/s，但是部分渠道邊坡破壞嚴(yán)重，渠深不足2.0m，樁號18+463～36+249段實(shí)際運(yùn)行能力不能滿足原設(shè)計(jì)流量，渠道滿渠運(yùn)行無法滿足下游灌溉需水量。

2.4 渠系、管理設(shè)施及體制不完善

現(xiàn)狀項(xiàng)目區(qū)渠系及渠系建筑物不配套，現(xiàn)狀全部渠道均沒有量水、測水設(shè)施，另外渠系配套建筑物因年久失修，已失去其應(yīng)有功能。渠道沿線農(nóng)民隨意扒引水口中，毀壞渠道，灌溉用水浪費(fèi)嚴(yán)重。

3 設(shè)計(jì)方案比選

根據(jù)渠道沿線地層巖性、地下水埋深及滲透性，渠段全段地層巖性主要為低液限黏土、局部夾低液限粉土與粉土質(zhì)砂，具有中等/弱透水層，要采取防滲型式［1-6］。0+000～7+000段渠道設(shè)計(jì)為挖方渠道，地下水埋深與設(shè)計(jì)渠底齊平，水位高程1207.47～1207.24m。地下水位受灌溉用水的控制，季節(jié)性變化幅度較大，年際變幅：-0.5m，本次勘探地下水時(shí)期為1月中旬，屬高水位期，預(yù)計(jì)低水位期地下水位將下降：0.5～1.0m。此段地下水位埋深較淺，渠底宜采用透水襯砌方案。主要考慮以下4種防沖、防滲材料進(jìn)行比選。

3.1 渠底現(xiàn)澆混凝土、打排水孔+邊坡現(xiàn)澆混凝土（方案1）

渠底自外向里依次為10cm，C20現(xiàn)澆混凝土板，板上設(shè)4個(gè)φ110mmPVC排水孔，孔內(nèi)采用0.5～2cm小石子填充，外包一層200g/m2無紡布并用鉛絲連續(xù)捆扎。板下鋪設(shè)35cm厚砂礫石防凍墊層，邊坡自外向里依次為10cmC20現(xiàn)澆混凝土板，板下鋪設(shè)35cm厚砂礫石防凍層，渠道底寬3.0m，渠深3.1～2.0m，邊坡坡比1∶1.75，如圖1。

圖1 方案1

3.2 全斷面雷諾護(hù)墊（方案2）

橫斷面結(jié)構(gòu)，渠底、邊坡自外向里依次為17cm厚雷諾護(hù)墊，下設(shè)20cm厚砂礫石墊層，渠道底寬3.0m，渠深2.1m，邊坡坡比1∶2.0，如圖2。

圖2 方案2

3.3 邊板現(xiàn)澆混凝土，底板雷諾護(hù)墊（方案3）

渠底自外向里依次為17cm厚雷諾護(hù)墊，下設(shè)無紡布+20cm厚砂礫石墊層，邊坡自外向里依次為10cmC20現(xiàn)澆混凝土板，板下鋪設(shè)35cm厚砂礫石防凍層，渠道底寬3.0m，渠深2.1m，邊坡坡比1∶1.75，如圖3。

圖3 方案3

3.4 全斷面棄料石（方案4）

全斷面為40cm厚棄料石，渠道底寬3.0m，渠深2.1m，邊坡坡比1∶2.0，如圖4。

圖4 方案4

以上4個(gè)方案渠道左側(cè)渠堤寬取2.5m，右側(cè)取4.0m，右側(cè)渠頂兼作管理道路。

各方案優(yōu)缺點(diǎn)比較：

（1）方案1。具有糙率低、斷面整體性好、結(jié)構(gòu)性強(qiáng)等特點(diǎn)，但現(xiàn)澆混凝土不利于施工搶修，對施工期的控制性大，有一定透水性。主要缺點(diǎn)為開孔施工困難。此方案渠道設(shè)計(jì)斷面最小，土方量最小，工程投資最低。

（2）方案2。透水性好，糙率高、抗淘刷、磨損能力最強(qiáng)，施工方便，運(yùn)行安全，不會(huì)產(chǎn)生凍脹破壞，雷諾厚度較薄。對卵石要求高，施工質(zhì)量不易控制，防滲性能較混凝土板差。工程投資比方案1高。

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，工程所需卵石料可從疏附縣烏帕爾鄉(xiāng)購買，儲量豐富，平均運(yùn)距150km。卵石儲量豐富。

（3）方案3。透水性好，糙率低、斷面整體性好、結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，施工方便，運(yùn)行安全，不會(huì)產(chǎn)生凍脹破壞，雷諾厚度較薄。工程投資在方案1和方案2之間。

（4）方案4。糙率較高、抗淘刷、耐磨損，方便施工、工期稍長，需要人力較多，質(zhì)量難以保證。棄料石厚度比雷諾護(hù)墊厚，工程投資最高。

各方案投資如表1，表2。

表1 各方案投資比較

表2 各方案項(xiàng)目比較

4 結(jié)語

綜合比較渠道襯砌材料從工程施工、工程投資、抗沖、抗磨損、使用壽命、運(yùn)行安全等各方面的性能，方案1投資最低，且各項(xiàng)性能均滿足設(shè)計(jì)要求。