石底大圳灌区改造施工技术

植发龙

（云浮市云安区白石镇农业水利站，广东 云浮 527523）

1 工程概述

云安区石底大圳所在的白石镇位于云安区西北部，灌区内加固改造渠道总长21.74 km，其中加固改造干渠共2 条（总干渠长1.87 km，石底干渠12 km），新建支渠共6条（总长7.85 km）；灌区工程的复建改造，直接关系到社会主义新农村建设和灌区的经济发展及灌区内群众生活水平的提高，特别是能够盘活石底村近年来所做的80 hm2垦造水田。

2 灌区存在问题及复建改造的必要性

2.1 灌区存在问题

石底大圳灌溉范围主要为石底村，设计灌溉面积为533.33 hm2，有效灌溉面积426.66 hm2。农作物以水稻为主，经济作物主要有果树、花卉苗木、中药材等。目前工程存在的主要问题有：

①干渠由于建设久远，历史规划等原因，渠道及附属建筑物由于受兴建时历史条件影响，设计标准低，渠道淤积严重，年久失修，废弃多年。②渠道附属建筑物配套不全，渠道分水闸多已经损坏，用水无法有效控制，致使本来可以受益的大片耕地得不到灌溉。③泄水闸启闭设备老旧，下暴雨时无法及时开启，加上渠槽淤积堵塞，渠水时常漫堤，造成渠道崩塌。④灌区工程管理水平低，管理设施落后。

2.2 复建改造的必要性

2.2.1 发展节水灌溉的需要

实施灌区节水灌溉，改善水系条件，充分发挥灌区水源的命脉作用，以水资源的可持续利用支持当地经济社会的可持续发展，为当地发展“三高”农业，实现农业现代化创造条件。由于灌区年久失修，渠道已老化荒废，目前，当地农民只能靠打井提水灌溉，灌溉效率低，若不对灌区工程进行复建改造，严重制约着当地农业和农村经济的发展。因此，对项目区渠道进行复建改造非常有必要，也非常紧迫。

2.2.2 灌区发挥最大效益的需要

灌区建成发挥效益以来，为灌区的农业生产发展和群众生活水平的提高发挥了巨大的作用，改善了农业灌溉条件，实现了旱涝保收的目标。然而，该渠道配套建筑物少，工程建设标准低、施工质量差，加上年久失修，输水控水能力差，干渠、支渠口均无闸门，多用土袋子堵口。并且由于管理设施落后，管理水平低，以及资金短缺，不能及时维修和更新，使灌区的水利用系数逐年降低。为了改善灌区群众农业生产条件，提高生活质量的内在要求，充分发挥现有工程效益和恢复设计灌溉效益，有必要对灌区工程进行复建改造。

3 复建改造的施工技术要点

3.1 材料控制要点

3.1.1 土料

该区域属于丘陵-低山地带，山坡土主要为残坡积粉质黏土和碎屑岩全、强风化土层，呈褐红、褐黄色，稍湿，土粒比重Gs=2.60～2.75，天然含水量w=20%～30%，塑性指数IP=11.50～16，抗剪强度较高，力学性质好。初步判定质量技术指标能满足要求，可作渠道的填筑土料，分布广泛，能满足施工所需土料用量。

3.1.2 砂、石料

由于工程所在地区交通便利、主要建筑材料如水泥、钢材等可由云浮市内购买，其他建筑材料，如：砂、石料等可由工程附近采砂场及采石场购买。

3.2 渠道及建筑物工程控制要点

3.2.1 各渠道现状及存在的问题

石底大圳灌溉渠道，大部分渠道出现淤积、冲刷、塌方、渗漏非常严重，已衬砌的渠道因地基较差，渠道边坡过陡，混凝土预制块均有大面积脱落。绝大部分支渠渠首没有控制闸门，致使灌溉用水调配混乱，造成大量的水资源浪费。

3.2.2 渠道加固改造措施

衬砌通过四个方案进行经济技术比较，灌区现状渠道断面绝大部分为矩形土渠，渠道防渗衬砌的方法很多，如：现浇混凝土结构、M7.5 浆砌石结构、混凝土砖墙结构、生态连锁砖结构等。从项目区土壤构造出发，结合近几年渠道防渗与施工的实践，考虑到工程材料的来源等条件，下面对现浇混凝土、M7.5浆砌石、浆砖墙及生态连锁砖衬砌四种方案进行比较：

方案一：渠道两侧用M7.5浆砌石挡墙衬砌，M10水泥砂浆批挡内墙，厚2 cm，C20混凝土底板，挡墙顶宽40 cm，底板厚10 cm。

方案二：生态连锁砖梯形渠道，底板厚度为10 cm。

方案三：渠道两侧用M7.5砂浆砖墙，厚24 cm，M10水泥砂浆批挡内墙，厚2 cm，底板采用C20厚10 cm。

方案四：渠道采用C20 混凝土衬砌矩形渠道，每5 m 设一道撑杆，侧墙厚度为20 cm，底板厚度均为10 cm。

混凝土强度为C20，边坡厚20 cm、底厚为10 cm，渠底设水泥石碴垫层，水泥掺入量5%，垫层厚度10 cm。混凝土衬砌现场浇筑，每隔10 m设一道横向伸缩缝，缝宽1.50 cm，内填聚乙烯低发泡沫板。

3.2.3 横断面设计

水力计算：灌溉渠道采用正坡明渠，在相邻两个或若干个分水口之间，如果忽略蒸发和渗漏损失，渠段内的流量是一个常数。因此，渠道纵横断面按照明渠均匀流公式设计。公式：Q=AV，A为过水面积，V为过流断面平均流速。

过流断面平均流速计算公式如下：

3.3 管道附属构筑物控制要点

3.3.1 阀门及阀门井

在供水干管及供水分支管始端均设控制蝶阀，蝶阀设阀井保护，阀井检查管井；在地形较高处设自动排气阀；在地形较低处排污阀，闸阀井为圆形（D=1.20～1.60 m，h=1.50 m）阀井。

3.3.2 钢配件

在穿河道等特殊位置需要用到钢配件时，其工作压力1 MPa，焊接接口，要求焊接严密，hf＝8 mm。钢管壁厚10 mm，钢管外防锈用三油二布沥青防氧树脂玻璃布，管内用高喷水泥浆层防锈。

3.4 渠系建筑物管理

3.4.1 水闸

原有水闸大多是干渠排洪体系的重要组成部分，运行多年，混凝土老化，启闭设备残旧不能安全运行，导致由于排洪不及造成渠道漫顶崩塌。各闸门的水力计算按宽顶堰自由出流公式计算，其公式为：

式中：m—自由溢流的流量系数，m＝0.32；b—溢流净宽；H0—堰前水头，按其上一级渠道的加大水位确定。

3.4.2 闸基防渗计算闸基防渗长度可采用渗径系数法进行计算，计算公式如下：

式中：L—为闸基防渗长度，即闸基轮廓防渗部分水平段与垂直段长度的总和，m；C—为允许渗径系数值，此处闸基为黏土层，C取值为3；H—为上下游水位差，m；按最不利情况考虑，闸门完全挡水，上下游最大水位差为1 m。

4 结语

新农村背景下农村小型农田水利工程管理工作的顺利开展，要求能结合工程实际情况，做好材料管理、渠道及建筑物工程管理等各项工作，推动工程项目的顺利开展，为乡村各项工作的开展提供稳定、安全的水资源。