寶雞峽東干五支渠滑塌改線工程設(shè)計分析

摘要：及時科學(xué)修復(fù)灌區(qū)滑塌渠道，是確保灌區(qū)農(nóng)業(yè)豐收和國家糧食安全的現(xiàn)實要求。文章結(jié)合寶雞峽東干五支渠道滑塌實際，分析了改線修復(fù)工程方案設(shè)計內(nèi)容，提出了確保工程管理質(zhì)量的綜合措施，可供同類工程借鑒。

關(guān)鍵詞：寶雞峽灌區(qū)；渠道滑塌；改線修復(fù)；方案設(shè)計；水利工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV543 文章編號：1009-2374（2015）04-0038-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0302

1 概況

寶雞峽東干五支渠設(shè)計過流2.84m3/s，全長31.183km，設(shè)施灌溉面積10.3萬畝。原設(shè)計為土渠斷面，有各類建筑物150座，經(jīng)多年對渠道險工段的維護修繕，累計襯砌渠道11.8km。東五支灌區(qū)分布于黃土臺塬區(qū)，一般黃土厚度100～150m，地下水位一般深度50～80m，多年平均降水量568mm，灌區(qū)為極干旱區(qū)。該渠由于渠堤內(nèi)坡比較陡，長期受雨水沖刷，經(jīng)常出現(xiàn)滑塌現(xiàn)象，土體直接滑入渠道，在行水期間多次造成渠道堵塞、壅水現(xiàn)象，給安全運行造成很大隱患。2013年6月15日，涇陽縣太平鎮(zhèn)涇河右岸發(fā)生嚴重滑坡，形成總長120m、寬80m、深50m的塌方體，造成東五支渠道滑塌中斷，渠道南岸裂縫擴大至長350m、深6～8m的錯臺，錯臺高度0.6m，造成東五支渠以下6000畝農(nóng)田無法灌溉。為切實服務(wù)民生、解決下游群眾抗旱灌溉問題，需盡快設(shè)計修復(fù)渠道工程。工程設(shè)計建設(shè)內(nèi)容為：新修砼襯砌渠道527m，襯砌改造原59斗渠400m，新建跌水和渡槽各1座。

2 設(shè)計原則

從結(jié)構(gòu)科學(xué)、銜接平順、方便耕作、費省效好四方面統(tǒng)籌制定：滿足灌區(qū)抗旱灌溉輸水要求，確定合理的渠道結(jié)構(gòu)斷面尺寸和結(jié)構(gòu)形式；充分考慮原有上下游渠道，做到配合良好，上下游銜接平順，保證渠道運行安全可靠；渠道改線盡量做到線路短、占地少，少分隔群眾耕地田塊；因地制宜，就地取材，節(jié)省費用，縮短工期，力求投資少成效大。

3 渠道設(shè)計

3.1 渠道改線方案

東干五支渠在29+474處有一生產(chǎn)橋，以下渠道臨近涇河右岸，近年來涇河右岸連續(xù)出現(xiàn)滑坡，導(dǎo)致該處渠道滑塌中斷，不能正常輸水。為保證農(nóng)灌正常運行，現(xiàn)需對渠道改線，經(jīng)多次踏勘，初步擬定兩個方案：方案一，直線線路，此方案線路較短，但穿越果園和農(nóng)田，將地塊分隔，不便于農(nóng)戶以后機耕，且改線后渠道與塌方邊緣距離較近，存在安全問題；方案二，渠線布置盡量少分隔現(xiàn)有整塊土地，沿同一地塊走線，經(jīng)過方案比選，考慮到便于征地協(xié)調(diào)和群眾機耕田地、便利施工等因素，本次設(shè)計渠線從生產(chǎn)橋處開始改線，穿過農(nóng)田、果園在30+001處與原渠道銜接。原渠道旁有東五支59斗，設(shè)計對其部分渠段安排進行砼襯砌，以提高渠系

效能。

3.2 輸水流量確定

本次改線渠段位于東五支末端，以下灌溉面積為6000畝，渠道以輸水為主兼有退水作用，查閱相關(guān)資料，將灌溉模數(shù)選用2.0萬畝/m3/s，結(jié)合所控制灌溉面積，確定渠道設(shè)計流量為1.0m3/s，取其1.32倍為校核流量。

3.3 渠道設(shè)計

針對現(xiàn)有滑坡狀況，按照便于管理、優(yōu)質(zhì)服務(wù)農(nóng)田灌溉和少花錢、多辦事的原則，對東五支滑坡段渠道進行改善設(shè)計。根據(jù)渠道設(shè)計流量、比降及渠道斷面現(xiàn)狀，設(shè)計選用了弧底梯形斷面及U型斷面兩種方案，經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較，設(shè)計最終選用弧底梯形斷面，渠深1.18m，設(shè)計比降1/650。計算如下：

3.3.1 水力計算。按明渠均勻流公式進行計算。公式如下：

Q=ωC（Ri）0.5

式中：

Q——渠道設(shè)計流量（m3/s）

ω——渠道過水?dāng)嗝婷娣e（m2）

R——水力半徑（m）。R=ω/X，X為渠道過水?dāng)嗝鏉裰埽╩）

i——渠道比降

C——謝才系數(shù)，c=（1/n）R1/6，n是渠道糙率，在此取n=0.016

具體渠道水力計算結(jié)果見表1：

表1

樁

號 流量

（m?/s） 流速

（m/s） 水深（m） 糙率 比降 渠口寬（m） 襯砌高度（m） 渠深（m） 內(nèi)坡比

29+

474

_30

+001 Q設(shè) Q加 V設(shè) V加 H設(shè) H加 n i B H襯 H m

1.00 1.32 1.18 1.28 0.60 0.68 0.016 1/650 3.27 0.98 1.18 1∶1

3.3.2 校核渠道流速。

（1）渠道允許不淤流速。按陜西省經(jīng)驗公式求得：V不淤=C1（R）0.5（對于細砂質(zhì)粘土在此取渠水中泥沙性質(zhì)系數(shù)C1=0.48）。

經(jīng)計算V明渠=0.55m/s。

（2）容許不沖流速。由灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范GB50288-99查得：漿砌石渠道V不沖=3.5m/s，砼渠道

V不沖=8.0m/s。

所以本次新修渠道滿足不沖不淤要求。

3.3.3 上下游干渠水面銜接。新修渠段與原渠道的連接，采取漸變段方式，使水面線銜接較為平順。防止建成后運行水位出現(xiàn)劇烈的壅水及水跌現(xiàn)象。

3.3.4 伸縮縫。渠道為現(xiàn)澆砼襯砌，每4m設(shè)橫向伸縮縫一條，伸縮縫斷面為梯形，封內(nèi)填塞聚氯乙烯膠泥，縫口用M10水泥砂漿壓實抹平。

3.4 抗凍脹設(shè)計

東干五支渠處于季節(jié)性凍土區(qū)，最低氣溫為-19.7℃，最大凍土深可達30cm，按規(guī)范《SL23-91》地基土的凍脹性工程分類標準，經(jīng)計算本工程最大凍脹位移1.47cm，屬于一類凍脹。

渠道設(shè)計為U型斷面，砼整體式襯砌，渠道深度1.18m。規(guī)范中規(guī)定：渠道深度小于3m的整體式砼襯砌U型渠槽，其允許凍脹位移值為4～5cm，遠大于灌區(qū)的最大凍脹位移值，故渠道襯砌除外，不需采取其他抗凍、防凍措施。

4 建筑物設(shè)計

跌水：東五支改線渠段需新建跌水一座，采用陡坡式結(jié)構(gòu)，M7.5漿砌石砌筑成形，陡坡比降為1∶2，根據(jù)實際跌水跌差取1.2m。

渡槽：設(shè)計中原59斗渠與新修東五支改線渠道出現(xiàn)交叉情況，為此采用鋼管渡槽跨越，支墩采取M7.5漿砌塊石，槽身選用DN500鋼管，長7m。

5 主體工程施工

土方工程采用機械與人工相結(jié)合方式施工，開挖尺寸以設(shè)計標準控制，開挖土方應(yīng)運到施工區(qū)以外。填方段土方應(yīng)分層填筑夯實，干密度可采用現(xiàn)場實驗制定回填標準，回填土不得含有磚塊、瓦礫、樹根、雜草、腐殖質(zhì)等雜質(zhì)，以確保土方回填質(zhì)量，回填土就近購買，盡量重復(fù)利用。

砼工程主要體現(xiàn)在渠道襯砌和建筑物改造上，砼用拌合機拌合、灰斗車人工運輸，機械振搗。U形渠道襯砌板采用襯砌機一次現(xiàn)澆成形?，F(xiàn)場澆筑砼要盡量縮短砼運輸時間，確保砼強度質(zhì)量。

末級渠道斷面較小，渠道補缺造型可采用全部回填、機械壓實后，用開渠機開槽，人工輔助整修渠堤。

6 工程質(zhì)量保證措施

工程嚴格實行公開招投標制和建設(shè)監(jiān)理制，加強工程建設(shè)人員、資金管理；建立切實可行的質(zhì)量管理責(zé)任制，業(yè)主、監(jiān)理和施工單位分別建立質(zhì)量責(zé)任制，形成各部門任務(wù)明確、責(zé)任清楚、相互制約、運作有序的質(zhì)量控制體系；認真執(zhí)行工序質(zhì)量驗收標準及規(guī)定，有序?qū)嵤┮?guī)范化管理；全方位加強質(zhì)檢工作，全面提高單元工程優(yōu)良率，真正形成建設(shè)單位負責(zé)、監(jiān)理單位控制、施工單位保證與政府監(jiān)督相結(jié)合的質(zhì)量管理體系；建立重大事項報告制度，對工程建設(shè)中出現(xiàn)的重大質(zhì)量事故、重大違規(guī)違紀問題和工期延誤較長等問題及時上報解決；工程竣工后，認真做好各種資料的收集、歸類、整理和決算。

7 結(jié)語

水利工程是保證農(nóng)田灌溉的重要基礎(chǔ)和命脈。寶雞峽東五支渠道滑塌改線工程，結(jié)合現(xiàn)場實際勘測，制訂了科學(xué)的設(shè)計方案，目前應(yīng)積極爭取立項建設(shè)，早日恢復(fù)抗旱功能，造福一方百姓。

作者簡介：馬鵬霞（1967-），女，山西平陸人，陜西省寶雞峽管理局工程師，研究方向：水利工程管理。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）