某干渠防渗改建工程渠道横断面施工方案探讨

李宏

【摘要】文章以某干渠防渗改造工程为例，结合渠线地质条件分析了影响渠道断面施工的主要影响因素，并比选分析确定了最经济实用的渠道断面。

【关键词】防渗渠道；横断面施工；影响因素；方案比选

1、渠线地质条件

工程区地势由西北向东南倾斜，地形较为平坦，地貌单一。地层岩性的地基持力层及主要受力层多为粉土，土黄色，稍湿～很湿，结构呈稍密～中密状态，表层含有大量根系，并夹少量薄层粉砂透镜体；该层土以粉粒为主，干强度与韧性属于低～中等，层底埋深大于10m，弱透水性。地下潜水～承压水混合水水位埋深一般为11～25m，标准冻深为1.50m。

2、渠道横断面施工方案确定

2.1 衬砌材料

衬砌材料是渠道设计的重要因素，其会对渠道防渗造成影响。而结合本地区已经施工防渗渠道情况来看，砼板衬砌施工质量良好。同时，工程施工周边地区缺少卵石等建材，如从远距离运输建设材料，势必会增加工程建设费用。因此，该干渠选用砼板作为衬砌材料是合理的。

2.2 渠道边坡系数

梯形渠道实用经济断面计算中最为重要的参数为渠道边坡系数。但需注意的是，边坡系数与其它水力参数存在一定的矛盾关系，增加边坡系数对于渠道施工有利，而边坡系数的增加会加大渠道过水断面面积，并降低渠道水流流速，这会增加渠道水面蒸发量和渠道费用。考虑渠道沿线地层岩性主要为粘土、砂壤土、壤土和粉细砂组成，地层岩性良好；在对各种土质进行了详细的室内及现场的物理力学试验，结合相关规定及区域已建工程设计经验，确定渠道边坡系数为1.5。

2.3 渠道横断面施工方案

根据该地区已建防渗渠道的成功经验，并综合考虑当地建筑材料、施工条件和资金等因素，渠道横断面型式采用砼板护砌防冲、塑膜防渗、中密度苯板抗冻胀横断面结构：

渠道横断面如图1所示，其结构为：①边坡：自外向里依次为c20预制六棱板6cm、m5砂浆找平层2cm、0.3mm聚乙烯塑模和5cm苯板抗冻体。②渠底：自上而下依次为c20现浇砼板8cm、0.3mm聚乙烯塑模和5cm苯板抗冻体，渠道顶部采用宽×厚=25×6cm的c20砼封顶板，渠堤堤顶宽度为1m。渠道预制边板伸缩缝横向每9.5米伸缩缝一道，6cm的聚氨酯砂浆闭缝。渠道采用c20六棱块预制衬砌，抗冻抗渗分别为F200和W6；每块六棱块长度为48cm，块件分封2cm，并采用C20细粒砼砌缝。封顶板采用C15现浇砼板，每间隔1m分缝一道，缝宽为8mm，并用SBS改性油氈填缝。填方段压实度≥0.98，干密度1.6t/m，相对密度≥0.75。

参照本地所建类似工程项目的冻胀情况，偏于安全考虑，将最大冻土深度0.65m做为设计冻深。根据本工程的水文地质条件，坡面上部置换比在60～80%之间，坡面下部和渠底置换比在80～100%之间，其置换层厚度分别为35cm和50cm。

设计在衬砌体下铺聚苯乙烯泡沫板进行保温，中苯板的厚度取5cm见图1。

该方案I渠道横断面型式具有投资少、施工方便等特点。同时，能够充分利用建筑材料加快施工进度。

3、工程施工效果分析

工程投入运行之后，对渠道变形情况进行监测，监测时期为冬季，并将其与原渠道同一时期的渠道变形量进行分析，结果如图2所示。分析变形曲线可知，渠道变形主要以冻胀变形为主，最大变形量发生在阴坡坡顶和渠道坡脚位置，且渠道填缝两侧的变形量有明显区别。原渠道阴坡、阳坡和渠底的最大变形量分别为71mm、25mm和51mm，而新设计渠道在对应区域的变形量为3.1mm、4.1mm和6.7mm，平均下降幅度达到90%。考虑到区域渠道的安全变形量为10mm，变形量均在安全允许范围内，这亦说明渠道设计方案较为合理。除此之外，渠道在运行阶段防渗效果良好。综合工程施工进度与建设投入费用，本次方案设计较为合理见图2。

4、结语

运用此种方式确定梯形渠道断面可能存在一定的主观随意性，但基本可满足工程建设需求，且工程投资建设费用也会在一个合理的范围内。综合分析，工程设计方案较为成功，工程质量可靠，预算合理，对指导本地区渠道断面设计具有较高的参考价值。

参考文献：

[1]武永猛，童阳春，吴盛斌，等. 盐湖卤水开采中输卤渠道实用经济断面的确定[J]. 化工矿物与加工，2016，04：65-68.

[2]余长洪，周明耀，姜健俊，等. 灌区节水改造中防渗渠道断面的优化设计[J]. 农业工程学报，2004，01：91-94.