混凝土防渗渠道的设计施工与运行管理研究

艾 强

(新疆巴州水利水电勘测设计院，新疆库尔勒 841000)

混凝土防渗渠道的设计施工与运行管理研究

艾 强

(新疆巴州水利水电勘测设计院，新疆库尔勒 841000)

混凝土防渗渠道在灌区应用较为普遍，进一步加强混凝土防渗渠道的设计施工与运行管理能够有效提高混凝土防渗渠道的质量，延长其运行使用寿命，提高灌区的综合效益。本文结合隆德县扬水灌区混凝土防渗渠道建设情况，总结了混凝土防渗渠道的设计施工与运行管理经验，希望能够为加强混凝土防渗渠道管理工作提供借鉴。

混凝土防渗渠道;设计;施工;运行;管理

混凝土防渗渠道是灌区节水灌溉、提高水资源利用率的重要手段，目前在各灌区应用十分广泛，是灌区输水和配水的重要渠道。但混凝土防渗渠道整体施工费用较高，因此需要重视渠道的设计施工与运行管理，提高施工质量和运行效率，进一步完善新老渠道的建设。

1 工程简介

隆德县扬水灌区属于小型灌区，整体灌溉面积约9hm2。计划重建1座渠首和长度约3km的干渠，并对长度约36km的旧有支渠进行改建，并建设渠系配套建筑35座。工程设计前对灌区的整体运行状况以及地质、地形条件进行了详细调查分析，扬水灌区斗渠以及农渠均为土渠，地面灌渠系的水利用系数仅为0.51，田间水利用系数为0.86，灌溉水利用系数仅为0.53。干渠渠线相对较陡，部分混凝土衬砌渠道已经遭到冲毁，毁坏程度较高。渠道内勾缝破坏面积较大，基本达到50%，渠道淤积情况也不乐观。施工过程中采取相应的改建及防渗修补措施，目前已完成干渠、支渠以及斗渠防渗渠道的80%建设及改造。

2 混凝土防渗渠道的设计管理

虽然隆德县扬水灌区面积不大，但地形不佳，灌区渠道整体情况较差，需要重点进行规划设计。

2.1 渠道设计

混凝土防渗渠道设计需要结合多方面的因素进行。首先需要确定设计参数，也就是渠道纵比降，这对渠道施工完成后实际灌溉面积以及工程造价会产生较大影响;其次要明确渠道的水流速度，这需要结合隆德县扬水灌区以往灌溉过程中水流量以及设计的渠道断面来计算，水流速以不冲、不淤为宜，这样对渠道的运行寿命影响较小［1］;第三，绘制准确的渠道纵横断面图，准确标注渠首顶(底)高程、渠道纵比降、渠道建筑物位置与高程。设计图数据要准确;第四，伸缩缝的设计要合理。为避免混凝土渠道遇冷遇热发生变形以及由于基土层不均匀沉降引发衬砌破坏，一般设置横向伸缩缝。伸缩缝间距可以渠道实际情况确定，缝型宜选用矩型缝，填缝时下部采用焦油塑料胶泥，上部采用水泥沥青砂浆［2］;第五，封顶板与混凝土相连接，一般为水平位置。

2.2 断面设计

目前混凝土防渗渠道断面形式有多种，矩形断面、梯形断面和U形断面均可作为扬水灌区防渗渠道的选择对象，但从实际情况考虑，由于扬水灌区灌溉面积较小，因此水流向一般在1.0m3/s以下，不同断面形式的渠道过水能力基本相同，而从经济指标上看，U形断面施工过程中用料明显少于矩形断面，与梯形断面基本相当。虽然梯形断面施工难度明显小于U形断面，但考虑到抗冻胀能力，扬水灌区混凝土防渗渠道断面以U形断面为首选设计［3］。

2.3 防冻胀设计

混凝土防渗渠道的防冻害措施对延长渠道使用寿命，确保防渗能力具有重要作用。为防止冻胀现象发生，防渗渠道基土层宜换填土体或砂砾料，保证基土层冻胀程度均匀、冻胀幅度较小。当然，也可在混凝土衬砌与基层之间设置保温层或者在混凝土中添加防冻剂来增强抗冻性。冬季施工需要确定灌区停水和放水的时间，避免渠道在冰冻时期过水，发生冻胀现象。另外，排水设施的建设也是防渗渠道防止冻胀的有效措施。

3 混凝土防渗渠道的施工管理

施工质量控制是决定防渗渠道质量的核心内容，可以从以下几个方面入手进行管理。

3.1 地基处理

混凝土防渗渠道地基处理是施工的首要环节，对防止渠道开裂或渠道基床沉陷具有重要作用。当然在渠道线路选择时尽量选择地质良好的地段有助于地基处理工作的开展。对于扬水灌区新建渠道，需要先进行渠基整体夯实，并通过一周的自然风干再进行工程浇筑，能够有效增加地基强度减少冻害影响［4］。而扬水灌区的旧有渠道改建则需尽早停水进行风干、清淤后再回填新土夯实后浇筑。

3.2 防冻胀处理

扬水灌区混凝土防渗渠道防冻胀处理以减弱基土层冻胀为主，加强渠道抗冻胀能力为辅。减弱基土层的冻胀程度以渠基换填和铺设保温层为主。其中渠基换填主要以砂石、碎石沙子、料渣等为主要材料，但需要保证换填料的冻胀均匀性。对于防渗渠道不同断面部位换填厚度是有差异的。一般渠道边坡顶部换填料总厚度应在10cm以上。换填后需要进行分层压实，其中砂料干容重以1.89/cm3以上为宜，砂砾石干容重以2.09/cm3以上为宜［5］。而采用细沙作为回填料时，考虑到水流的冲刷需要用纤维布袋装填施工。而铺设保温层以阳坡稍薄、阴破加厚为主要原则，选取低温塑性和热稳定好的材料进行铺设;加强渠道抗冻胀能力一般选用稳定性较强、抗冻能力较好的U形断面结构，也可在混凝土中添加抗冻材料增强抗冻胀能力。

3.3 施工方式选择

混凝土防渗渠道一般包括预制片衬砌和现场浇筑两种施工方式。制片衬砌施工方便，但整体性较差，运行过程中容易受到破坏;现场浇筑施工操作复杂，但整体防渗和抗冻胀效果好，容易管理。扬水灌区干渠采用现场浇筑的施工方式，支渠以及斗渠采用现场浇筑和预制片衬砌结合的施工方式，重点控制关键渠道的防渗和抗冻胀质量。

4 运行管理

4.1 用水管理

灌溉季节用水需根据扬水灌区水源、供水量、渠道运行状态、灌区面积以及农作物种植情况拟定配水计划，做到计划输水和用水，提高水资源利用率。

4.2 渠道运行维护管理

混凝土防渗渠道建成后日常运行过程中需要及时监控运行状况，发现故障及时排除。通水期间对各渠道水流状况进行观测，检查渠道内有无阻水物和裂缝，及时汇报和处理。对漏水、混凝土冻胀破坏严重以及伸缩缝内填充物大量流失的渠道需要及时修补。

4.3 不同季节管理

夏季和雨季为灌溉季节，渠道一般不会出现停水情况，如果停水需要采取定期放水湿润的措施，避免渠道过干龟裂。当然也需要做好排水工作，避免外界水源进入渠基，影响渠道寿命。而冬季混凝土防渗渠道易发生冻胀破坏，因此冬季灌溉时温度要在高于0℃时渠道通水，降温前提前10天停水，使渠道充分晾干，避免发生冻胀破坏。当然，在渠堤外侧种植一些喜水性树木用以吸收渠基水分也是有效防止冻害的重要手段。

4.4 技术档案管理

扬水灌区的防渗渠道建设完毕后须建立技术档案，为日后渠道的运行和维护提供资料。档案内容须包括扬水灌区的防渗渠道基本情况、全套设计资料、施工资料、日常维修资料以及用水记录等。安排专职防渗渠道管理人员进行管理，明确管理责任，完善用水制度，实现防渗渠道的科学管理，延长渠道使用寿命。

5 结语

总之，混凝土防渗渠道的设计施工与运行管理工作对提高混凝土防渗渠道的质量，延长其运行使用寿命，提高灌区的综合效益具有长远意义。在进行灌区防渗渠道设计过程中需要综合考虑灌区地形、地质、气温变化以及实际灌溉情况，选择最佳设计方案。在旧有渠道基础上适时改建的防渗渠道需要注意渠基的夯实和风干，对渠型和断面也要合理选择，在保证防渗渠道防渗质量防冻胀能力的基础上，节省资金投入和降低工程难度。另外，防渗渠道运行过程中的日常维护和管理也是保证防渗渠道充分发挥灌溉效果及延长使用寿命的重要措施。

1 林秀凤．灌区混凝土防渗渠道设计及完善措施［J］．内蒙古水利，2012(05)：101－102．

2 杜秀．玉东果勒灌区混凝土防渗渠道的优化设计［J］．水利科技与经济，2012，18(07)：62－63．

3 刘淑珍，黄志刚．建平县白山灌区混凝土防渗渠道冻害的产生原因及防护措施［C］．现代农业科技，2010(15)．

4 牛春园．混凝土防渗渠道的设计施工运行与管理技术［J］．硅谷，2008(12)：62．

5 刘丽．混凝土防渗渠道的设计、施工和运行管理［J］．经营管理者，2010(15)：373．

Study on Design，Construction and Operation Management of Concrete Anti-seepage Channels

AI Qiang
(Xinjiang Bazhou Water Conservancy and Hydropower Survey and Design Institute，Korla841000，China)

Concrete anti-seepage irrigation channels are more commonly applied in irrigation area．The further strengthening construction of design and operation management for concrete watertight canal can improve the quality of concrete antiseepage channels，prolong its service live and increase comprehensive benefits for irrigated areas．The paper combines the concrete anti-seepage channel construction condition in Longde County Yangshui Irrigation Area to summarize design and construction as well as operation management experiences of concrete anti-seepage channel．It is expected that the paper can provide reference for concrete anti-seepage channel management work．

concrete anti-seepage channel;design;construction;operation;management

TV91

A

1005-4774(2013)08-0069-03