王铺灌区李庄泵站出水渠衬砌方案比选

张 伟

（聊城市东昌府区水利局，山东 聊城252000）

王铺灌区位于聊城市东昌府区西北高亢区，涉及梁水镇镇、斗虎屯镇2个镇，设计灌溉面积1.576万hm2。灌区内渠道多为土渠，淤积严重，渠系水损失较大，且配套建筑物不完善。为了提高整个灌区灌溉水的利用率，确保灌区灌溉效益的充分发挥，2016—2017年，灌区管理处对王铺灌区进行了节水配套改造。李庄泵站建设及出水渠衬砌属于王铺灌区节水配套改造项目2017年度的建设内容之一。李庄泵站位于马颊河与聊临路交汇处下游，马颊河左岸，桩号62+945。其出水渠利用现有的聊临路边沟，为土渠，渠内杂草丛生，土质多为沙壤土，渠系水损失较大。因此采取渠道衬砌防渗工程措施，减少渠水渗漏。

1 渠道断面设计

根据项目实施方案所确定的引水点高程，结合渠道沿程控制建筑物的引水条件，参考渠道沿线地面坡度，确定渠道比降为1/8000。由于是对现有灌区进行节水改造，出水渠已是成型渠道，按照不影响控制性建筑物的使用和不增加新征占地的原则，最大限度地利用现有渠道裁弯取直，对渠道的中心线进行合理地调整。根据渠床的土壤岩性，并考虑尽量减少挖筑土方工程量，确定边坡系数为1∶2。聊城市灌区渠道断面现状多为梯形单式断面，因此本文横断面设计及衬砌形式均采用梯形断面。

根据《灌溉排水工程设计规范（GB50288-2018）》，渠道横断面设计应能满足渠道边坡稳定及冲淤平衡，有足够的输水能力，工程造价合理。采用明渠均匀流计算公式进行计算和校核。

式中：Q为渠道设计流量，m3/s；A为渠道过水断面面积，m2；C为谢才系数；R为水力半径，m；i为渠道比降。

2 渠道衬砌方案比选分析

2.1 衬砌方案

近几年来，聊城市东昌府区对境内多条分干渠、支渠进行了衬砌治理，主要采用预制混凝土板铺设、现浇混凝土板铺设及砌石护坡3种形式。3种形式防渗材料的特点、适用条件、适用年限、防渗效果等都不相同。

1）预制混凝土板铺设抗变形能力强，糙率小，施工速度快，便于管理，但对坡面整平要求较高，板的接缝多，防渗能力较差。2）现浇混凝土铺设表面平整光滑，抗冲性和耐久性较好，施工工序简单，便于施工管理，但抗变形能力相对较弱。3）砌石防渗抗冻、抗冲、耐磨、耐久性较好，使用年限较长，具有较强的稳定渠道作用。砌石衬砌结构对施工质量和施工工艺的要求非常高，是依靠施工质量保证防渗效果的。砌石护坡不易采用机械化施工，施工质量较难控制，影响防渗效果。砌石衬砌造价相对较高，适用于石材来源丰富的地区。

2.2 衬砌方案比选

现对李庄泵站出水渠进行衬砌方案比选，长度210m。通过对工程投资、适宜条件、优缺点等方面的比较，确定最终的衬砌方案。

方案一：浆砌块石护坡。渠道按照设计断面开挖后，对两侧边坡进行整平、压实，采用22cm厚M10浆砌块石护坡，渠底采用30cm厚M10浆砌块石护底。

方案二：土工布加混凝土预制板防渗衬砌。渠坡采用混凝土预制板（6cm厚），混凝土板下铺设土工织物（具体采用复合土工膜或者是土工布，根据渠道渗漏情况定）。衬砌的坡脚设M1050cm×50cm浆砌块石齿墙。

方案三：土工布加现浇混凝土板衬砌。渠坡、渠底均采用10cm厚C20混凝土现浇板，混凝土板下铺设土工织物。

具体方案比较见表1。

表1 衬砌方案比选

根据本工程的特点，方案比较主要考虑的指标有：1）防渗性；2）耐久性；3）稳定性；4）施工难易程度及工期等。通过综合比较，结合灌区已有经验，本次衬砌选用防渗能力较强且造价适中的现浇混凝土板衬砌的形式。由于现浇混凝土衬砌渠道的糙率在0.012～0.025之间以及参照灌区已衬砌渠道设计糙率0.017的运行实践，通过综合分析，确定衬砌后渠床糙率采用0.017。

2.3 衬砌混凝土现浇作业

渠道混凝土现浇作业包括：1）削坡后，铺设土工布，下入反滤层石子；2）支护安装模板；3）机械浇筑混凝土，人工初步找平，随浇随振，利用汽油机振动尺振实，振动棒振实模板边缘，避免漏浆；4）汽油磨光机进行磨光、提浆；5）压光机压光后，再人工精细抹面压光；6）待混凝土凝固后，覆盖薄膜进行养护。

施工时应注意以下几点：

1）铺设土工布前，检查基面平整度、回填土是否夯实，复核基面高程与尺寸，模板是否合格，确保模板边缘不漏浆，确定上述环节无误后，才可进行下一步的施工。

2）为了保证混凝土现浇质量，应跳仓、错缝浇筑。一般渠道混凝土的施工顺序为先坡后底再压沿。跳仓法即是浇筑完成一部分后等一段时间再进行新的浇筑作业，完成下一部分。待已浇筑部分凝固变硬后，方可进入后续的施工。

3）振捣是混凝土现浇作业的重要环节，通过选用合适的振捣设备，按照操作流程进行规范操作，确保振捣到位，避免出现漏振、欠振等现象，有利于磨平、压光、收面。

4）待混凝土浇筑终凝后，要做好养护工作，可用塑料薄膜覆盖，养护时间≥15d，避免出现裂缝等现象。

3 结语

通过对王铺灌区李庄泵站出水渠衬砌形式的比选，选择了防渗能力较强、便于施工且造价适中的现浇混凝土板的衬砌方案，可以达到较好的防渗效果。渠道衬砌是灌区设计的主要内容，通过选用最适用的衬砌方案，能够达到提高灌溉水利用系数，增加灌溉效益的目的。