潇河灌区民丰干渠高填方段渗水问题处理措施

刘 燕

（晋中市潇河流域管理局，山西 晋中 030600）

1 灌区概况

潇河是晋中市的主要河流之一，也是汾河第二大支流，发源于昔阳县沾尚乡马道岭，全长137 km，流域面积3 720 km2。潇河灌区位于山西省晋中盆地东北边缘、潇河流域西端，潇河干流出山口后的平川地区，是山西省主要的粮、棉、菜基地之一，在当地农村经济和农业生产中占有十分重要的地位。其渠系始建于1950年，是清洪两用、井区结合的全国大型自流灌区。灌区受益范围包括晋中市的榆次区、太谷县和太原市的小店区、清徐县，共计11个乡（镇），134个行政村。灌区有干渠2条，总长46.28 km，控制有效灌溉面积22 160 hm2，其中民丰干渠长17.14 km，有效灌溉面积10 826.7 hm2，洪水设计流量17.1 m3/s；民生干渠长29.14 km，有效灌溉面积11 333.3 hm2；有支渠8条，总长90.17km；斗渠158条，总长286.6km；农渠1164条，总长887.1 km。灌区共有干支渠系建筑物526件，斗农两级渠系建筑物5 515件，已形成一个干、支、斗、农、毛五级渠道配套的灌溉体系。

灌区兴建60余年来，在当地农业生产中发挥了十分重要的作用。根据灌区灌溉排水经济效益分析计算，灌区建设以来的益本比为8∶1，灌溉效益达51%。随着农业生产由粗放型向集约化经营的转变，农业种植将由单一种植转向立体种植，蔬菜、经济作物种植比例将会逐渐增大，灌区需水量也会相应增加，灌区在今后农业生产的持续稳定发展中将发挥重要作用。

2 民丰干渠渗水问题

民丰干渠张庆段（k13+330—k16+634）长3 304 m，渠道右侧出现严重积水，经现场勘测，右渠堤普遍存在渗水现象，左渠堤马村桥k15+283至弓村桥k16+634段，由于渗水致使渠堤外坡出现滑坡、下陷，渗出的水淹没了周边耕地，两岸道路受到严重破坏，存在巨大的安全隐患。为确保灌溉安全，急需采取工程措施解决，否则灌溉工作将无法进行，进而影响榆次区永康、西河堡等村2 500 hm2农田的灌溉和生产。

3 渗水原因分析

3.1 年久失修，防渗工程失效，渠堤断面缩小

民丰干渠张庆段为高填方渠道，渠堤土质为砂壤及粉砂土，建于1950年，为确保渠道安全运行，曾进行过半断面防渗，但经过多年冻胀破坏和水力冲刷，再加上年久失修，出现多处明显的渗漏区域。另外，由于民丰干渠与村庄相邻，渠堤局部位置鼠患严重，导致渠堤破坏。

3.2 高水位运行，渠水通过未防渗部位渗漏

松塔水库建成后，潇河灌区灌溉面积扩大，渠道输水时间延长。民丰干渠张庆段年久失修、渠道淤积、杂草丛生，过水断面不足，高水位运行时，水入渗到渠堤后无法正常蒸发。民丰干渠张庆段右侧周边处于地势低洼位置，地下水水位较高（接近地面），现场分布有多处常年积水坑，渠堤含水量偏高，经常处于饱和状态，冬冻夏融，反复冻融破坏，出现下陷、滑坡，造成渠道损坏。

3.3 退水不畅，渠堤长期处于饱和状态

位于民丰干渠左侧的张庆退水渠，下游退水不畅，渠内长期积水，而张庆退水渠与民丰干渠平行，两渠中心相距仅10余m，平行的渠道近1 000 m，经勘察，张庆退水渠内积水向民丰干渠右侧洼地渗漏，造成民丰干渠的冻融和失稳。

3.4 干渠高水位运行，破坏渠堤

民丰干渠张庆段地势南高北低，位于渠尾（桩号17+147）的长安斗从民丰干渠直接引水灌溉。长安斗由北向南，不得不抬高水位实现自流灌溉。高水位运行时，入渗到渠堤后的水无法正常蒸发，只能从渠堤向外出溢，破坏渠堤。

4 采取措施

4.1 渠道现状

民丰干渠长17.14 km，洪水设计流量17.1 m3/s，根据《灌溉与排水工程设计规范》，民丰干渠及其建筑物均为4级，防洪标准为20年洪水重现期。

民丰干渠张庆段为高填方渠道，渠道现状为梯形断面，底宽4 m，渠深不小于2 m，边坡比 1∶1，纵坡1/1 500。该段渠道原有防渗形式为：防渗高度0.5 m（清水水深），边坡浆砌石、底板混凝土（8 cm厚）下衬0.2 mm双层防渗塑膜。

4.2 防渗处理措施

防渗处理措施：防渗高度2.151 m，渠底宽3.76 m，边坡 1∶1，纵坡 1/1 500，采用 10 cm 厚 C20F100现浇混凝土底板及10 cm厚C20F100预制混凝土块边坡（400 mm×500 mm）下衬复合土工布二布一膜（150 g/0.2 m/150 g）的防渗型式。现浇混凝土底板沿渠道纵轴线每5 m设一伸缩缝，缝宽20 mm，采用沥青砂浆封缝，土工布上设2 cm厚的水泥砂浆过渡层。另外，增厚渠堤，对部分断面渠堤进行培高加厚。

4.3 防渗高度确定

现场勘察中发现，该段渠道边坡失稳的出溢点都在防渗高度0.5 m附近，为保证工程质量，确保灌溉水不渗入渠堤损坏渠道，选择能满足设计流量及长安斗自流灌溉水深作为渠道防渗高度。

按水力学计算，满足渠道设计流量7 m3/s的渠道水深为1.35 m，经现场勘测，满足长安斗自流灌溉的渠道的水深为2.1 m，为保持潇河灌区续建配套与节水改造工程防渗形式的一致，在原有防渗基础上，选用7块400 mm×500 mm的预制混凝土块下衬复合地工布防渗，即防渗高度为2.151 m全断面防渗。

4.4 保证措施

第一，土方回填前应将渠底上的垃圾等杂物清理干净，土体建基面夯实处理，回填土的含水量控制在合理范围内。回填土分层铺摊，每层厚度不大于30 cm，并夯实处理。回填土压实系数不小于0.90，达到要求后，再进行上一层的铺土。

第二，复合土工布在防渗过程中起着重要作用，因此复合土工布的选择和铺设必须符合要求，经检验合格后方可使用，施工过程中，施工人员所穿工作鞋及所用施工机具不应损伤土工布，确保土工布完好无损。土工布的粘结需检验合格，粘结采用焊接形式，搭接宽度不小于20 cm。

第三，混凝土工程施工时必须严格按照规范，混凝土的强度等级、指标必须符合设计图纸要求，所用水泥、骨料及外加剂的质量指标必须符合国家相关规范规程的要求。

5 效益分析

工程实施后，可极大地减少渠道跑、漏水等诸多问题，改善工程管理和运行状况，减少渗漏损失，提高灌溉效益，产生较大的社会效益，促进灌区农业生产的发展。根据初步测算，工程的实施可改善灌溉面积2 500 hm2，实现农业增产344万元。

6 结论

综上所述，采用全断面混凝土下衬复合土工布防渗结构是解决潇河灌区民丰干渠高填方、高水位、冻胀破坏渠道运行问题的有效途径。本工程技术可行，经济合理，效益显著，建议尽快实施，并在全灌区高填方段内推广使用。