雷諾護墊在高下水位渠道襯砌中的應用

張魯魯

（水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設計研究院,烏魯木齊 830000）

雷諾護墊在高下水位渠道襯砌中的應用

張魯魯

（水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設計研究院,烏魯木齊 830000）

在泉水初露的高地下水位段，底板雷諾護墊、邊板混凝土襯砌結構形式綜合糙率0.0215；根據(jù)渠道流速，雷諾護墊厚度確定為0.17m；通過襯砌方式的綜合比選，認為雷諾護墊便于施工，具有較強的抗凍性、變形適應性。

高地下水位；雷諾護墊；糙率

在高地下水位段，常見的渠道襯砌方式有現(xiàn)澆混凝土板、預制混凝土板設置排水孔及漿砌石襯砌等形式，現(xiàn)澆混凝土板、預制混凝土板護坡均具有良好的治理效果，但混凝土板抗拉強度低、適應變形能力較差。雷諾護墊柔韌性好、適應能力強、抗凍性較好，填充石塊間存在空隙，能自然透水，可有效降低作用在結構上的水壓力。團結渠高地下水位段渠道，常年有泉水出露，為使渠底板能很好的適應泉水的出露，本文通過襯砌方式比選，提出采用底板雷諾護墊、邊板現(xiàn)澆混凝土的襯砌方式，并合理確定襯砌方式的綜合糙率、襯砌厚度等參數(shù)，為高地下水位段渠道設計提供參考。

1 工程概況

團結渠位于新疆伊犁喀什河灌區(qū)，渠道沿線分布有大量的泉眼，泉水出露高程高于現(xiàn)狀渠道渠底高程，泉水匯集于渠道內(nèi)，順渠而下，其補給來源主要為北部平原區(qū)地下水、灌溉水、渠道滲水及大氣降水，總體向南部最低侵蝕基準面伊犁河排泄。為采取合理有效的防滲抗凍措施，采用適應變形能力強的雷諾護墊進行渠底板襯砌。

2 糙率的確定

糙率是渠道設計過程中重要技術參數(shù)之一，糙率選取的準確性直接關系到渠道的過流能力。如果糙率系數(shù)取值過大，會引起渠道斷面尺寸偏大，增加工程投資；如果糙率系數(shù)取值偏小，則渠道斷面尺寸無法滿足過流能力要求，從而造成渠道淤積。

根據(jù)團結渠常年泉水出露情況，渠道底板采用底板雷諾護墊、邊板采用現(xiàn)澆混凝土進行襯砌，依據(jù)斷面周界上糙率不同的綜合糙率公式（1），對渠道不同深度、底寬的綜合糙率進行計算，如表1。

表1 雷諾護墊襯砌綜合糙率計算

由表1可知，底板雷諾護墊襯砌的渠道綜合糙率在0.0215左右，因此渠道綜合糙率確定為0.0215。

3 襯砌厚度的確定

雷諾護墊厚度的選擇與水流流速關系密切。根據(jù)美國科羅拉多大學對雷諾護墊模型進行的大量試驗研究結果及已建設工程現(xiàn)狀顯示：流速大小可確定雷諾護墊的厚度。

雷諾護墊厚度與流速參數(shù)關系如表2。

表2 雷諾護墊厚度與流速參數(shù)關系

在團結渠高地下水位段，根據(jù)已確定的糙率系數(shù)及擬定斷面尺寸對渠道過流能力進行了計算，渠道流速范圍1.37～2.01m/s，根據(jù)治理渠道的水流速度并結合已建工程的實際經(jīng)驗，一般水流流速在3.5m/s以內(nèi)的雷諾護墊厚度選用0.17cm；水流流速在3.5～4.0m/s，雷諾護墊厚度選用0.23cm；水流流速在4.0～4.5m/s，雷諾護墊厚度選用0.30cm。對照表2，因此確定渠道底板雷諾護墊厚度規(guī)格為0.17m。

4 斷面型式比選

渠道斷面根據(jù)不沖流速、糙率、縱坡等水力要素，在滿足渠道防滲、防沖等要求的前提下，對渠底采用雷諾護墊和渠底采用現(xiàn)澆混凝土+排水孔兩種不同的防滲襯砌型式進行比選。如圖1～圖2。

圖1 雷諾護墊襯砌橫斷面圖

圖2 混凝土襯砌橫斷面圖

雷諾護墊規(guī)格：3m×2m×0.17m，塊石粒徑7.0～15cm，下部鋪設10cm反濾層和土工布（250g/m2）。邊坡?lián)Q填40cm砂礫料防凍層，鋪現(xiàn)澆混凝土板厚度為8cm。現(xiàn)澆混凝土板防滲體的結構為：渠底和邊坡?lián)Q填50～40cm砂礫料防凍層（渠底50cm、渠坡40cm），在渠道底板上設兩排間距2.0m孔徑10cm的排水孔。

雷諾護墊防滲型式為：底板雷諾護墊，邊板現(xiàn)澆混凝土板。渠道襯砌方式比選如表3。

表3 渠道襯砌方式比選工程量

由表3數(shù)據(jù)可看出，渠道采用全斷面混凝土襯砌較底板雷諾護墊襯砌的方式投資較優(yōu)，但差額不大。全斷面混凝土襯砌在抗凍性方面較雷諾護墊差，在高地下水位，全斷面混凝土襯砌施工周期長，養(yǎng)護難度大，綜合考慮投資、抗凍性、適應性及施工條件等因素，底板采用雷諾護墊進行襯砌。

5 結語

（1）對底板雷諾護墊、邊板混凝土襯砌型式，通過不同底板寬度、渠深進行綜合試算，糙率為0.0215。

（2）根據(jù)雷諾護墊與流速之間關系，雷諾護墊厚度采用0.17m。

（3）通過襯砌方式比選，在高地下水位渠道段，雷諾護墊便于施工、抗凍性、適應變形能力強。

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［6］廖仁強，向光紅.水布埡水利樞紐岸邊溢洪道設計［J］.人民長江，2007（7）.

Application of Reynolds mat in the high water level of the canal lining

ZHANG Lu-lu
（XinJiang Investigation and Design Institute for Water Resources and Hydropower，Urumqi 830000,China）

In the spring the first high groundwater level， bottom plate， side plate of Reynolds mat structure concrete lining composite roughness is 0.0215.According to the channel flow，Reynolds mat thickness constant of 0.17m.Through the lining of the comprehensive comparison and selection， Reynolds mat convenient construction， has a strong frost resistance，adaptability to deformation.

high ground water level； Reynolds mat； roughness

TV554+.14

B

1672-9900（2015）06-0084-03

2015-09-14

張魯魯（1984-），男（漢族），新疆庫爾勒人，工程師，主要從事水工建筑物設計研究工作，（Tel）13899808479。