浅谈续建配套与节水改造工程石质边坡渠道防渗减糙设计

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浅谈续建配套与节水改造工程石质边坡渠道

防渗减糙设计

敬华山

(四川省都江堰人民渠第二管理处ꎬ四川德阳ꎬ６１８０００)

　　【摘　要】石质边坡渠道的防渗减糙设计是续建配套与节水改造工程设计的重点和难点ꎮ石质边坡渠道自身基本

是稳定的ꎬ但由于原来的施工技术问题ꎬ虽然保证了渠道自身的稳定ꎬ但没有考虑渠道的渗漏和糙率问题ꎬ所以导致渠道渗漏严重ꎬ过水能力严重不足ꎮ通过多方面摸索经验ꎬ人民渠二处灌区石质渠道边坡采用了“挖补抹面”、“挖补挂网抹面”防渗减糙设计方案实施ꎬ通过该设计方案实施ꎬ解决了以上存在的问题ꎮ本文结合人民渠二处灌区续建配套与节水改造工程ꎬ对石质边坡渠道的“挖补抹面”、“挖补挂网抹面”防渗减糙设计进行了分析说明ꎬ并针对设计要点给出了合理建议ꎬ以期能在丘陵灌区续建配套与节水改造工程中广泛应用ꎮ

　　【关键词】石质边坡　渠道　防渗减糙　设计　节水改造　丘陵灌区

　　中图分类号:Ｓ２７７　　文献标识码:Ｂ　　文章编号:２０９５－１８０９(２０１９)０１－００４７－０２

１　灌区概况与石质渠道现状

　１􀆰１　灌区概况

人民渠二处管辖人民渠五􀅰七期、六期干渠ꎬ

　１􀆰２　石质渠道现状及存在问题

人民渠二处灌区在大地构造上处于扬子准地

台二级构造单元四川台拗内ꎬ广泛分布侏罗系、白垩系粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和砂岩ꎮ由于当时的施工条件差、施工技术落后ꎬ对石质渠道的新建主要采用爆破施工ꎬ然后人工局部修整成型ꎮ由于采用爆破施工ꎬ渠道裂隙非常多ꎬ导致渗漏严重ꎻ人工对渠道边坡的修整ꎬ导致渠道边坡不规整ꎬ糙率大、流态差ꎻ石质渠道为风化泥岩ꎬ冲刷、风化剥落严重、局部边坡不稳定ꎻ最终导致过水能力严重不足ꎬ再加上渠道的弯道、渐变段设计不符合规范等其他原因造成渠道淤积ꎬ致使干渠输水能力达不到设计标准ꎬ仅仅为设计过流能力的５４％~６５％ꎮ严重制约了灌区的生产生活用水和社会经济发展ꎮ

灌区位于四川盆地西北部的沱江、涪江两江流域ꎬ地处沱江与凯江、凯江与涪江之间的丘陵地带ꎬ是典型的丘陵灌区ꎬ灌区设计灌溉面积１８􀆰５５８万３１１ｋｍꎬ其中ꎬ五􀅰七期１９２􀆰１９ｋｍ、六期干渠１１８􀆰８１ｋｍꎬ石质渠道占渠道总长７０％以上ꎮ２００１年ꎬ水利部、国家发展与改革委员会批复了«全国大型灌区续建配套与节水改造规划报告»ꎬ都江堰灌区续建配套与节水改造工程正式启动ꎬ人民渠二处灌区作为都江堰灌区的一个重要组成部分ꎬ其续建配套与节水改造工程也拉开了序幕ꎮ人民渠二处灌区工程始建于２０世纪６０年代ꎬ续建配套与节水改造工程对石质渠道的防渗减糙设计是工程设计中的重点和难点ꎮ

ｈｍ２ꎬ已实现灌溉面积１１􀆰９５３万ｈｍ２ꎮ干渠总长

２　石质渠道的防渗减糙设计

　２􀆰１　“挖补抹面”防渗减糙设计理念引入

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敬华山:浅谈续建配套与节水改造工程石质边坡渠道防渗减糙设计

２０１９􀆰Ｎｏ􀆰１

续建配套与节水改造工程整治ꎬ整治段渠道绝大多数为砂岩渠道ꎬ局部为泥岩ꎬ渠道边坡系数多为０~０􀆰５ꎬ石质渠道全部是原来的爆破施工加人工局部修整成型ꎬ未对渠道进行过防渗减糙处理ꎬ渠道病害严重ꎮ以前针对石质渠道的边坡防渗减糙设计是单纯采用Ｍ７􀆰５水泥砂浆局部抹面防渗ꎬ或者将渠道的边坡通过开挖减缓至０􀆰７５ꎬ再采用２００４年人民渠二处六期干渠部分渠段进行

顶石下ꎬ长度不少于２０ｃｍꎬ下部嵌入底板混凝土中ꎬ长度不少于１５ｃｍꎬ最后采用２ｃｍ~４ｃｍ的Ｍ１０水泥砂浆抹面进行防渗减糙ꎮ通过多年运行观察ꎬ改进后的设计方案针对石质边坡渠道的防渗减糙ꎬ解决了原设计方案存在的空鼓、剥落、抹面裂缝现象ꎬ取得了圆满成功ꎮ特别是在“５􀆰１２”地震后的灾后重建工作中ꎬ人民渠二处干渠的所有石质边坡渠道均采用“挖补挂网抹面”设计方Ｃ１５整、石方开挖量大混凝土护坡ꎬ其设计方案导致渠道断面不平、工程造价大、施工难度大ꎮ针对上述问题并结合过去的设计经验教训ꎬ第一次引入“挖补抹面”设计理念ꎮ该方案就是按照渠道设计的边坡系数ꎬ将不规整石质边坡凹陷的部位用Ｍ７􀆰５水泥浆砌块石或Ｍ７􀆰５水泥砂浆进行局部修补ꎬ对凸出部位采用人工或机械局部修整ꎬ形成边坡大面平整规则且满足设计边坡系数ꎻ对风化、泥化严重的石质边坡ꎬ人工或机械剥离风化、泥化层ꎬ最后采用２ｃｍ~４ｃｍ的Ｍ７􀆰５水泥砂浆抹面进行防渗减糙ꎮ通过该工程竣工验收后的效果来看ꎬ整体效果良好ꎬ满足了设计要求ꎮ　２􀆰２　取得了重大成功“挖补抹面“挖补挂网抹面””防渗减糙设计方案应用

ꎬ设计方案虽然从运行效果来看

但通过设计回访和１~２年的运行结果来看ꎬ该设计方案还存在一些问题ꎬ例如存在局部抹面空鼓、剥落、抹面裂缝现象ꎮ针对这几个问题ꎬ参考了房建工程外墙防渗抹面设计方案ꎬ又对该设计方案进行了改进ꎬ改进为“挖补挂网抹面”设计方案ꎮ该方案就是在原“挖补抹面”设计方案中增加了“挂网”设计ꎬ在“挖补”完成后ꎬ采用直径为１ｍｍ网格为１ｃｍ×１ｃｍ的镀锌钢丝网ꎬ固定铺设在“挖补”后的边坡表面ꎬ钢丝网固定使用水泥钉加金属垫片ꎬ每平方米钢丝网不少于四个固定点ꎬ局部加密ꎬ钢丝网上部嵌入渠道压

案ꎬ不但满足了设计要求ꎬ同时满足了施工工期要求ꎬ保证了渠道运行和输水要求ꎮ

实践证明ꎬ“挖补挂网抹面”设计方案不仅适用于原生的石质边坡渠道防渗减糙ꎬ同时还可用于原来采用条石衬砌的渠道边坡的防渗减糙ꎬ例如人民渠二处干渠中局部为条石护坡、条石挡墙护坡、条石渡槽等渠段ꎬ由于原衬砌体老化变形、条石强度不够造成表面风化剥落ꎬ最终导致渠道边坡渗漏和糙率加大ꎬ采用原来的常规设计方案ꎬ需要拆除重建ꎬ不仅造价高ꎬ而且施工难度大ꎬ不满足工期要求ꎬ通过对以前砌体重新采用Ｍ１０水泥砂浆开槽勾缝ꎬ或局部拆除重建ꎬ再采用“挖补挂网抹面”设计方案ꎬ完全满足了设计和运行要求ꎮ

３　结语

截止目前ꎬ人民渠二处干渠续建配套与节水

改造工程ꎬ不管是原生的石质边坡渠道还是条石衬砌的石质渠道边坡ꎬ均大量采用“挖补挂网抹面”设计方案进行防渗减糙ꎮ同时将该设计方案形成为可复制、可推广的方案ꎬ广泛用于丘陵灌区ꎬ从根本上解决了石质边坡渠道施工困难、工程造价高、工期紧的问题ꎮ随着灌区现代化建设要求、灌区提质增效的要求ꎬ“挖补挂网抹面”设计方案可以进一步改进提高ꎬ以满足灌区渠道的相关要求ꎮ

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