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      鄯善縣柯柯亞干渠改造方案比選分析

      2021-02-14 00:46:32揚(yáng)
      水利科技與經(jīng)濟(jì) 2021年12期
      關(guān)鍵詞:砌石干渠斷面

      柴 揚(yáng)

      (吐魯番市清源水利水電勘測設(shè)計(jì)院有限公司,新疆 吐魯番 838000)

      1 工程概況

      鄯善縣地處吐魯番市東部,地理坐標(biāo)為E89°30′25″-E91°54′03″,N41°12′17″-N43°33′09″之間。柯柯亞干渠始于山區(qū)河道,渠道縱坡較大,大部分地段坡度2%~3%左右。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL 252-2017)確定,柯柯亞干渠工程規(guī)模為Ⅲ等中型,工程級(jí)別為3級(jí)。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50288-2018)確定工程規(guī)模等級(jí),配套渠系建筑物級(jí)別為3級(jí),次要建筑物為4級(jí),臨時(shí)建筑物為5級(jí)。

      2 工程設(shè)計(jì)

      2.1 渠線設(shè)計(jì)

      針對(duì)柯柯亞干渠沿線周邊居民房屋、林帶和道路及農(nóng)田的影響,因受地理環(huán)境的約束,無其它更合理的渠線選擇,且老渠線的渠基較為穩(wěn)定,故本次渠道改造中渠線不再進(jìn)行重新選擇,均在原渠線上改造渠道[1]。

      2.2 縱斷面設(shè)計(jì)

      正確選擇渠道縱斷面坡度關(guān)系到渠道輸水能力的大小和渠道沖淤問題,同時(shí)關(guān)系到渠道橫截面積的大小和渠道工程造價(jià)。本次渠道底部高程控制根據(jù)現(xiàn)狀各干渠節(jié)制閘及分水閘底板高程或其它渠系建筑物高程控制,并考慮盡量少占耕地、不毀或少毀林帶,同時(shí)避免渠道在改造過程中出現(xiàn)過大的填挖方量,渠道縱坡在實(shí)地測量的基礎(chǔ)上稍作調(diào)整[2]。

      2.3 水力計(jì)算

      此次維修改造的柯柯亞干渠斷面形式采用梯弧形斷面;渠道橫斷面形式的計(jì)算采用實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面計(jì)算方法,并結(jié)合各渠道的實(shí)際情況,考慮施工方便,首先確定底寬,再根據(jù)明渠均勻流計(jì)算公式計(jì)算渠道水深、渠深等渠道參數(shù),復(fù)核渠道過流能力。通過渠道水力要素計(jì)算表,使其滿足渠道不沖不淤流速,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求[3]。

      3 方案比選計(jì)算

      3.1 擬定比選方案

      柯柯亞干渠渠道縱坡較大,大部分地段在2%~3%左右,渠水流速較大,水流對(duì)防滲體的沖刷較大。結(jié)合渠道情況,擬定4個(gè)方案進(jìn)行比選。

      方案一:拆除原渠道,新渠道采用梯弧形斷面,底部采用厚度為0.3m漿砌石砌筑,邊坡采用厚度為0.1m混凝土板襯砌,見圖1。

      圖1 方案一典型斷面圖

      方案二:拆除原渠道,新渠道采用梯形斷面,底部及邊坡均采用厚度為0.1 m的混凝土襯砌,見圖2。

      圖2 方案二典型斷面圖

      方案三:不拆除原渠道,以原渠道砌石為基礎(chǔ),采用全斷面混凝土襯砌,襯砌厚度為0.1 m,見圖3。

      圖3 方案三典型斷面圖

      方案四:不拆除原渠道,以原渠道砌石為基礎(chǔ),采用底部厚度為0.3 m的漿砌石砌筑,邊坡采用厚度為0.1 m的混凝土襯砌,見圖4。

      圖4 方案四典型斷面圖

      3.2 施工難易比較

      方案一:拆除原渠道,漿砌石拆除量較大,且不易施工;新渠道襯砌形式較為簡單,施工時(shí)施工質(zhì)量易控制。

      方案二:拆除原渠道,新渠道采用全斷面混凝土結(jié)構(gòu),施工簡單,質(zhì)量易控制,施工速度較快。

      方案三:不拆除原渠道,采用全斷面混凝土襯砌,此方案施工工期最短,施工較為容易。

      方案四:采用不拆除原渠道,底部采用漿砌石砌筑,邊坡采用混凝土襯砌,此方案渠基穩(wěn)定,襯砌形式簡單,抗凍脹、防滲、抗沖刷能力較好。

      3.3 投資比較

      根據(jù)擬定的4個(gè)方案分別進(jìn)行投資概算對(duì)比,計(jì)算結(jié)果見表1(均為建筑工程直接費(fèi))。

      表1 各方案工程量及投資

      3.4 其他方面

      柯柯亞河河谷內(nèi)有大量的卵石,渠道所需卵石可到河谷內(nèi)采集運(yùn)到工地,質(zhì)量和數(shù)量均可滿足渠道防滲工程需要。吐魯番地區(qū)渠道干渠底部均采用干砌石襯砌,運(yùn)行條件較好[4]。柯柯亞干渠改造提升工程方案對(duì)比見表2。

      表2 柯柯亞干渠方案對(duì)比表

      4 計(jì)算分析

      根據(jù)方案對(duì)比表可知,方案二和方案三渠道縱坡較大,水流速度較快,不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范允許的不沖流速要求,因此不予考慮。方案一與方案四均為底部漿砌石、邊坡混凝土方案。其中,方案一拆除原渠道漿砌石,原渠道沿線樹木較多,施工難度大;其次考慮到現(xiàn)狀渠道已經(jīng)運(yùn)行多年,渠基穩(wěn)定,選擇在原渠道上襯砌施工方便,襯砌形式簡單,抗凍脹、防滲、抗沖刷能力較好,防滲效果好。

      綜合以上4個(gè)方案比較,從施工難易程度、建筑材料和工程投資等各方面綜合分析,本次推薦方案四(即選擇不拆除原渠道干砌石,采用梯弧形斷面,底部用漿砌石砌筑,邊坡采用現(xiàn)澆混凝土板)作為本段渠道的襯砌方式[5-6]。

      5 結(jié) 論

      以柯柯亞干渠的工程建設(shè)為實(shí)例,通過對(duì)施工難易程度、建筑材料、工程投資等多方面比較,從而選擇出最優(yōu)方案,為優(yōu)化工程設(shè)計(jì)和減少工程投資提供有力依據(jù)??驴聛喐汕膶?shí)施可為今后類似工程提供依據(jù)和參考。

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