灯塔灌区东干渠防渗砌护方案比选及施工探讨

刘凤丽

(北票市龙潭水库管理处，辽宁 北票 122124)



灯塔灌区东干渠防渗砌护方案比选及施工探讨

刘凤丽

(北票市龙潭水库管理处，辽宁 北票 122124)

文章以辽宁省灯塔灌区东干渠改造工程施工为实例，通过考虑干渠不同渠段地质状况，在进行防渗方案比选分析的基础上，针对不同段渠道砌护技术进行探讨，实现了对干渠功能的有效恢复，对类似灌区干渠改造施工提供借鉴与参考。

灌区；干渠改造；防渗；方案比选；分段砌护

东干渠为辽宁灯塔灌区东部修建的一条地势较高的干渠，地处太子河流域，担负着辽阳、鞍山等地的防洪与农业灌溉任务，是保护地方安全的重要屏障之一。干渠全长102 km，流量80 m2/s，灌溉面积达3.8万hm2，渠道自20世纪80年代建成以来，已运行30多年，工程老化严重，加之整个干渠衬砌率相对较低，存在较为严重的渗漏问题，灌溉高峰期下游常发生供水不足的现象，急需对其进行改造[1-4]。此次改造充分借鉴其他干渠改造工程相关经验，在参照不同渠段实际情况的前提下，提出针对性的砌护方案，实现良好的综合治理效果。此次改造范围涉及东干渠分水闸至渠稍闸(43+684～113+512)，全长共计65.24 km。

1 干渠防渗砌护方案比选

东干渠改造工程的核心为渠道砌护，而砌护的关键节点则是能否实现有效的防渗。东干渠位于太子河流域洪积扇，两侧多为农田，东西堤岸分别采用填方与挖方的方式修建，西侧堤岸水位相对较高，采用全断面砌护方式会导致断面过多缩小，同时所需回填土方量较大，而干渠沿线土料不足，难以满足施工需求。因此，本文针对性地提出3种防渗砌护方案进行对比选择[5-6]。

1.1 方案一：全断面、全段落防渗砌护

采取全断面刚性砌护方案，两侧渠坡脚选用混凝土圆弧坡脚，厚度250 mm，坡脚上部采取“混凝土预制板+厚土工膜+厚保温板”的综合砌护方式，三者厚度分别为60 mm、0.3 mm和80 mm；干渠底部选用“混凝土预制板+厚土工膜”的砌护方式，厚度规格同渠坡。左侧边坡坡脚基土内布设纵向排水管，并每间隔300 mm布设一组横向排水管，以便于将地下水排入干渠内，排水管均使用反滤层与土工布进行外包。

1.2 方案二：全段落砌护，部分断面防渗

干渠东侧堤岸土质疏松，但防护对象众多，故采用防渗砌护；干渠底部渗漏量经测定达渗漏总量的六成，故渠底采用防渗砌护；西侧堤岸水位相对较高，易发生边坡滑塌，但渗漏量较小，同时考虑渠道侧向补水较强，全封闭砌护会导致侧向水压对砌护混凝土板的破坏，故采用金属格网石笼透水砌护。具体参数为：东侧边坡采用和方案一相同的防渗砌护方式；西侧边坡选用规格1000 mm×1000 mm的格网石笼进行砌护，格网厚度300 mm。选用这种砌护方式一方面考虑干渠沿岸砂砾石丰富，取材方便，另一方面石笼透水性良好，可为侧向水供给提供通道。

1.3 方案三：只对东侧堤岸进行高标准防渗砌护

考虑东干渠兼具防洪任务，其防护对象主要集中于东侧堤岸防护范围内，故仅对东侧堤岸进行防渗砌护，堤岸砌护方式与方案一相同，渠底与西侧堤岸保持原状，不进行砌护处理。

1.4 方案比选

对上述3个改造方案的总投资、土方回填量、改造后渗水量3个参数进行计算比较，具体见表1。

表1 不同方案工程参数比较

由表1可知，方案一渗漏量最小，方案三仅对渠道一侧堤岸进行防渗，成本最低。考量此次砌护改造工程的目标在于实现灌区节水，故方案三不予采用。方案一所需土方量较大，而东干渠沿线回填土料不足，远距离运输成本高，同时采取全断面防渗砌护，影响西侧堤岸地下水侧向供给，并易因侧向水压破坏混凝土板；而方案二不仅所需回填土方量较少，成本较低且能够有效解决方案一所含问题，故确定方案二为最终方案。

2 渠道分段砌护施工分析

砌护作业时应充分考虑不同渠段工程状况的差异，针对性的提出不同渠段的砌护施工方案

2.1 干渠分水闸至公路桥段(43+684～61+520)

该渠段流量设计值为25～36 m2/s，东南走向，渠道左侧挖方施工，右侧填方施工，填方高度3～4 m，地下水位靠近渠底，渠内春季有明水。该段渠道不存在洪水入渠现象，但渠底土质多为细沙，渗漏严重，同时左边附近为灌溉区，农田浸水影响严重，故该段砌护重点在于防渗与左边防冻胀。具体施工方案为：左边选用格网石笼进行砌护，以便于地下水侧排，石笼尺寸1000 mm×1000 mm，渠坡下部1.146 m处选用厚300 mm的格网石笼进行砌护，同时为避免堤岸细小颗粒的流失，在石笼下部布设土工布充当反滤层；石笼护坡上部选用板膜结构，自下而上依次布设50 mm苯板、0.3 mm塑料薄膜、30 mm水泥砂浆、60 mm混凝土预制板。渠底选用0.3 mm塑料薄膜和200 g土工布进行复合防渗并在上部铺设600 mm砂砾石。右边坡脚为C20混凝土圆弧坡脚，厚

300 mm，混凝土中布设钢筋网，钢筋直径6 mm，渠坡采用同左侧相同的板膜结构。

2.2 公路桥至东线高速路始点段(61+520～89+680)

该渠段流量设计值为9～21 m2/s，渠道左侧挖方施工，沿途分布5座滞洪库，均临近干渠，库内汛期普遍存在蓄水；右侧填方施工，填方高度7～9 m。渠道周围土层多为砂岩，地下水位靠近渠底，渠内春季有明水。鉴于滞洪库周边土层透水系数较大，渠道左侧堤岸汛期易发生渗水滑塌。5座滞洪库下部无隔水层，蓄水渗漏点均位于后坝坡坡脚(干渠左侧渠顶)。

该段渠道施工参照干渠分水闸至公路桥段施工方案，但右边混凝土圆弧角改为250 mm，边坡苯板厚度依照流量变化进行相应调整。同时鉴于该段渠道右侧堤岸填方高度较大且回填材料均为渗透性较强的砂岩与壤土，故需要在右侧堤岸外坡脚处布设厚500 mm的砂砾石充当反滤层。

2.3 东线高速路始点段至稍闸段(89+680～113+512)

该段渠道，走向南北，左侧挖方施工，右侧填方施工，填方高度3～5 m。渠段左侧有大型滞洪库一座，相距渠道2 km；渠道周围土层多为砂岩，地下水位靠近渠底。渠段流量设计值为2～7 m2/s，数值小，故全段可使用全断面防渗砌护，砌护断面选用弧形底梯形，渠底铺设C15现浇混凝土300 mm，混凝土中布设钢筋网，钢筋直径6 mm；渠道边坡选用板膜结构砌护，自下而上依次布设80 mm苯板(右侧不布设)、0.3 mm塑料薄膜、30 mm水泥砂浆、60 mm混凝土预制板。

3 结 语

通过上述方案比选和施工探讨，该干渠改造施工要充分考量干渠灌溉、防洪多方面需求，在有效选择渠道砌护方案的同时还必须兼顾渠道防冻胀、防滑塌及地下水排放等需求，针对性地根据不同渠段实际进行因地制宜的砌护施工。此次改造施工后，东干渠节水状况获得明显改善，不仅充分满足了灌区农田需求，同时对于干渠的冻胀破坏与地下水侧压破坏实现了有效防护。

[1] 刘锋吉.渠道防渗工程技术在产芝水库灌区总干渠中的应用[C]//《建筑科技与管理》组委会.2015年12月建筑科技与管理学术交流会论文集,2015:2.

[2] 牛赟,贾小蓉,曹麟,等. 固扩工程南城拐子支干渠补灌区节水改造[J]. 人民黄河,2015(2):142-144,148.

[3] 张建斌,陆立国,唐华. 青铜峡河东灌区东干渠渠道衬砌方案分析[J]. 人民黄河,2014(9):137-140.

[4] 田林钢,努尔曼古丽·艾尔肯,阿不力米提. 新疆藏桂乡支渠防渗设计中主要参数问题研究[J]. 华北水利水电学院学报,2013(3):59-62.

[5] 李璨. 雪野水库灌区节水改造可行性研究[D].济南：山东大学,2013.

[6] 朱克斌. Z灌区续建配套与节水改造项目可行性研究[D].南京：南京理工大学,2013.

刘凤丽(1981-)，女，工程师，主要从事农田水利研究工作。

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2096-0506(2016)10-0071-02