1渠道流量设计
渠道设计流量的确定,按续灌进行设计。以规划水平年(2015年)设计的净灌水率、灌溉水利用系数和渠道控制灌溉面积计算的设计流量作为本次改建渠道的设计流量。按以上公式可求得渠道设计流量为0.68m3/s。渠道纵坡在现状基础上适当进行调整,为保证渠道安全运行,必需同时满足以下两点要求:为防止冬灌停水后渠内积水冻胀,均按正坡连接设计;最大纵坡按现浇混凝土衬砌渠道最大不冲流速小于5m/s控制。经计算并结合干渠实地情况,本段渠道设计纵坡为1/3000。
2断面形式及尺寸
结合计算出的渠道设计流量,本段渠道透水衬砌、断面采用梯弧形,底弧半径0.7m,渠深1.51m,边坡系数1∶1.25。渠道超高确定:根据《灌溉与排水工程设计规范》规定,衬砌渠道超高值可采用0.3~0.8m。因本段工程采用透水衬砌,根据渠道加大水深、流量、流速等确定,渠道超高值取0.41m。衬砌时,渠底采用干砌卵石衬砌,为确保渠道稳定,每10m放置一块预制混凝土底墩。渠坡先用边长为1.2m,厚0.12m的等边三角形栅格衬砌,栅格内用卵石干砌,这样既保证了渠坡的稳定性,又提升了渠道的外观形象。渠道衬砌厚度,渠底干砌石厚25cm,渠坡干砌石厚25cm,预制混凝土栅格厚15cm。详见下页图1~图3。因渠道为干砌石透水衬砌,干砌石本身有很大的空隙,防冻涨设计只在底部和边坡设计30cm厚的砾石垫层。
3透水衬砌与现浇混凝土渠道工程造价比较
在相同过水条件下,按500m的工程量对工程造价进行比较,如表2所示。根据表2计算结果,每500m现浇混凝土渠道需资金20.41万元,每500m透水衬砌渠道需资金19.54万元,以此计算每公里渠道可节约投资1.74万元。
4运行情况
已衬砌的透水渠道,通过一段时间的运行,渠道稳定,过水能力达到设计要求。特别是在引入泉水通过几轮水运行后,干砌石内逐渐有水草生出,渠道美观,渠岸稳定,使渠道左岸的回归水可通过干砌石缝隙渗入渠道,既可防止水量流失,又可保证渠道的安全运行。整个渠道工程运行良好。
5结语
通过永丰干渠本段工程透水衬砌方案的确定、比较,透水衬砌可有效解决永丰干渠本段工程中存在的地下水位高、回归水无法排出等问题,且工程造价与现浇混凝土渠道相比较低,渠道衬砌简单,工程施工难度小,发生冻涨后便于维修,工程形象美观,工程效果良好。乌江灌区引用的水源是井、泉、河混合,有相当一部分渠道地处高水位地区,渠道衬砌过程中地下水无法排除,工程建成后冻涨严重、使用寿命低的问题一直不能得到很好的解决。以永丰干渠透水衬砌为例,如能在高水位地区根据实际情况加以推广,将有效降低乌江灌区内渠道建设难度,本施工方案有很强的应用价值。
作者:陈海牛 单位:甘肃省张掖市甘州区乌江水管所