新疆105团总干渠改扩建施工方案比选

（阜康市水利局，新疆 阜康 831500）

1 工程概况

新疆105团总干渠长15.7km （-11+300～4+400），最初设计流量6.5m3/s，经2007年第1次扩建后设计流量达8.5m3/s，加大流量10.0m3/s。随着近年来西线团场节水灌溉技术发展，灌溉保证率从75%增加到了90%，对水资源要求不断提高，现有渠道过流能力已不能保证灌溉需求［1］。105团总干渠作为西延干渠项目中的骨干水利工程之一。设计改扩建后设计流量达到15.0m3/s，工程级别和主要建筑物均为4级。

2 渠道工程地质

新疆105团总干渠主要形式为：浆砌石梯型防渗渠和弧形底梯型混凝土防渗渠。两种干渠参数如表1。

表1 原渠道主要参数 单位：m

经地质勘查，项目渠道沿线渠基土主要为低液限粉土和低液限黏土，厚度在0～2.0m范围。两者承载力允许值均为130kPa，不具湿陷性；渠道沿线地下水水位普遍较低，可不考虑地下水对建筑物的影响；土壤对混凝土结构结晶类腐蚀等级为轻腐蚀；渠道沿线最大冻土深1.46m，综合判定渠基土类别为冻胀性土［2］。

3 渠道工程设计方案

本次对105团总干渠改扩建只对现有渠道渠堤加高，原有渠底高程不变，防渗型式采用“现浇混凝土板+一布一膜”。具体横断面设计有两种方案。

3.1 方案1

本工程采用“现浇混凝土直墙”型式，将现有渠深加高至2.6m（其中直线段加高至2.45m，转弯段加高至2.55m）。底部埋深0.6m，宽0.4m；加高部分宽0.25m，高0.40～0.84m。

直墙与现有边坡相交处下填M15砂浆，上浇2cm厚聚氨酯。直墙每7.5m设缝，缝宽2.0cm，采用高压闭孔板填塞，临水面灌2cm厚聚氨酯。高出渠堤部分的混凝土与底部的混凝土之间预埋钢筋，间距60cm，直径为6mm。现浇混凝土强度等级为C20，抗渗等级为W6，抗冻等级为F200，如图1［3］。

图1 渠道断面设计

3.2 方案2

采用“预制混凝土板”型式，沿现状坡比1∶1.75向上铺设，将现有渠深加高至2.67m（方板加高至2.62m），加高0.57m（方板加高0.52m）。预制混凝土板下铺2cm厚M10砂浆加0.3mm厚一布一膜加25cm砂砾垫层［4］。

加高段一布一膜与现状渠道的膜采用黏接方法衔接，规格为450g/m2，其中膜厚0.3mm，布重150g/m2。加高段与现有边坡相交处设纵缝，加高段边板每4.825m设一道横向伸缩缝，缝宽2.5cm，焦油膏灌缝。板缝宽2.5cm，M15砂浆勾缝。预制混凝土强度等级为C20，抗渗等级为W6，抗冻等级为F200，如图2［5］。

图2 渠道断面设计

经对比分析：方案1优点为施工简单、投资较低，缺点是后期维修不便，不利于远期渠道扩建。方案2优点是工期较短，后期维修方便；缺点是投资较高，施工难度大，土料需求大。考虑到渠线附近无合适土料厂，大大增加成本。本工程确定方案1作为最终设计方案。

4 施工

4.1 土方工程施工

土方工程包括土方开挖和填筑，其中开挖采用“机械+人工”方式进行，小型挖掘机对覆盖杂物和土层进行清理，预留20cm保护层，由人工进行找平，不得出现超挖欠挖现象。

本项目渠道工程施工工序主要为：①施工准备；②拆除压顶板；③人工土方开挖；④一布一膜铺设；⑤一期现浇混凝土砌筑；⑥钢筋预埋；⑦二期混凝土浇筑；⑧人工土方回填夯实；⑨填缝；⑩清理场地。

土方回填是土方工程的重点，需选择符合要求的土料，如表2。

表2 回填土技术参数

土料含水量在2%～5%范围，为防止降水影响，需在土料场周围设截、排水沟等措施。如含水量超过规定时，应采取人工或机械翻晒措施。本项目土方回填采用“分层填筑、分层碾压”方式，每层铺设厚度不得多于25cm，压实度应不小于96%，

为确保土方填筑质量及压实度指标符合设计要求，施工前应按规范规定对土料特性、压实度等指标进行现场碾压试验。根据碾压试验结果来确定符合现场施工时碾压参数。本项目由于渠道断面小，利用小型碾压机进行作业，遵循“多分层、薄填层、多碾压”原则。

4.2 一布一膜施工

“一布一膜”是由一层土工织物和一层高分子材料（HDPE膜、LDPE膜、EVA膜等）经压延、热熔等复合而成。本项目一布一膜规格要求是300g/m2，膜厚0.3mm，采用搭接形式，要求搭接宽度不小于30cm；布采用缝接形式，缝合长度不小于30cm。

（1）土工膜按照“先下游后上游”顺序铺设，要求上游幅压下游幅，搭接方向垂直于渠道走向，可最大限度降低水流的影响。

（2）铺设时为防止土工膜走位，先将其一端焊接固定，且要留有适量的小褶皱，为防止后期土工膜的局部变形和膜下气体未完全排除而造成损坏。

（3）搭接面不得含有污垢、积水等杂质，焊接牢固度由技术人员现场抽检，遇到不合格情况需进行全线检查。土工膜损坏后要及时进行修补或更换。首先调查损坏原因，若是保护层因素，则需将该区域保护层清除，补充合格填充物。填充物尺寸应大于损坏部位1m以上。土工膜铺设完成后应尽快施工，避免暴露时间过长。

4.3 钢筋混凝土工程施工

4.3.1 预制混凝土板施工

本工程渠道预制混凝土板的标准要求如表3。安装混凝土板时要求地基平整坚固，不得含有杂物，不得出现晃动。各混凝土板之间留设缝隙宽2cm，采用高压闭孔板加聚氨酯填缝。在灌缝时用刷子或高压气泵将缝内尘土及杂物清理干净，并保持混凝土表面干燥。伸缩缝铺垫23cm宽高压闭孔板，再用聚氨酯灌缝，聚氨酯厚2cm。

表3 预制混凝土板标准参数要求

4.3.2 浇筑混凝土施工

土工膜铺好后部分渠段需进行浇筑混凝土施工，首先浇筑下部并埋设钢筋，钢筋标准为φ6mm，长20cm，埋深10cm，每隔60cm预埋1根；钢筋预埋完成后浇筑上部混凝土，一次性浇筑至设计厚度 （8～10cm）。直墙与原渠道边坡混凝土板采用 “聚氨酯+M15砂浆”封缝；直墙每隔7.5m分缝，缝宽2cm，采用高压闭孔板加聚氨酯填缝。

5 结语

新疆105团总干渠经改扩建后各项指标均满足设计要求，渠道输水能力及防渗问题得到彻底解决。预制混凝土板方案提高了施工速度，保证了工期和成本，而土方开挖填筑、土工膜、钢筋混凝土等工程作为各分项施工重点，其质量也都得到保证，为工程顺利投入使用奠定了良好基础。

参考文献：

［1］陈红川.东河塘干渠防渗改扩建工程设计［J］.水利科技与经济，2016，22（4）：39-41.

［2］魏树军.莫索湾总干渠改建工程设计［J］.中国水运月刊，2015， 15（6）：318-319.

［3］王成全.南充干渠引水隧洞工程施工技术要点探究［J］.水利技术监督， 2015， 23（6）：68-70.

［4］孟松.巴州库塔干渠渠道防渗衬砌施工浅析［J］.中国水运月刊， 2014， 14（5）：224-225.

［5］苑庆韦，李凌宜，刘长剑，等.南水北调东干渠某标段土压平衡盾构施工参数优化研究 ［J］.施工技术，2015，44（23）：72-78.