一、前言
博斯腾灌区续建与节水改造项目库尔勒市多浪渠位于巴音勒愣蒙古自治州境内,位于孔雀河第二分水枢纽左岸,天山南麓中段的库尔勒市内,塔里木盆地东北缘,距乌鲁木齐470KM,地理坐标为:东经85 度12 分—86 度27 分,北纬41 度14 分—41 度10 分。多浪干渠防渗长度9.5KM,渠道首段设计流量9.0m³/s。多浪干渠工程所在地属典型的中温带干旱荒漠气候,昼夜温差大。春季升温快且不稳定,多寒流大风,夏季日照时间长,降水量少、蒸发量大,年平均气温8 ~ 9℃,夏季各月气温25 ~ 26℃,极端最高气温38.4℃。冬季寒冷,一月平均气温-10 ~ -13℃,极端最低气温曾达-33.2℃。多浪干渠从孔雀河第二分水枢纽引水,是孔雀河第二分水枢纽组成部分。多浪干渠经过10 几年的运行,已老化;且年久失修,带病运行,破损率达70%。渠道引水流量偏少,渗漏严重,灌溉水利用率偏底,实际引水流量已由干渠设计流量9.0m³/s 减少到5.0m³/s。对干渠来说,渠道防渗和防冻不仅是一项重要的节水措施和安全措施,而是一项重要的节能措施。因此多浪干渠项目同博湖本布图镇四、五支渠被列为2005 年博斯腾灌区续建与节水改造二期项目。二、渠道防渗工程破损情况多浪干渠位于库尔勒市英下乡和沙依东园艺场及库尔勒市托布利其乡之间,渠道两边是农田和部分居民区。干渠为90 年代初的预制砼板防渗渠,总长9.5Km,设计流量9.0m³/s。虽为梯形断面,预制块防渗,但运行多年,渠道年久失修,工程已老化。另一方面,渠道冻胀比较严重,预制砼板因冻胀隆起形成6-11cm 的大包,冻融交体从隆起大包处常发生渗漏。目前渠道实际引水量只有5.0m³/s,灌溉水利用系数0.53,灌区农作物得不到适量灌溉,农作物受到减产,直接影响灌区经济发展。
三、渠道防渗工程破损的原因
(1)冻胀破坏
多浪干渠所处气候冬季气候寒冷,冬寒、夏热。根据库尔勒气象站资料。多浪干渠所处区域最冷月平均气温为-10℃,属于寒冷地区气候,最大冻土深为1.2m 左右,由于灌区需要,多浪干渠每年引水期为3 月中旬至11 月中旬结束,停水晚,渠道冬季存在冻胀。
(2)老化失修
工程在运行期间受资金条件制约得不到及时的维修和养护,加之农民不合理灌溉,取土等人为破坏,加剧了渠道防渗工程老化进程。因此,对多浪干渠工程进行防渗抗冻改造已显得十分必要。四、渠道防渗抗冻破坏的措施多浪干渠0+000 段至2+500 段被列为2005 年博斯腾灌区续建配套与节水改造工程项目,此段工程于2006 年7 月中旬开工建设,至2006 年12 月完工。多浪干渠2+600 段至6+800 段被列为2006年博斯腾灌区续建配套与节水改造工程项目,此段工程于2007 年8 月中旬开工建设,至2007 年12 月完工。多浪干渠6+800 段至9+500 段被列为2007 年博斯腾灌区续建配套与节水改造工程项目,此段工程于2008 年7 月中旬开工建设,至2008 年12 月完工。作为工程的参与者,使我充分认识到渠道防渗抗冻措施的重要性。(一)改造后的渠道断面形式及防渗抗冻措施多浪干渠已运行多年,各分水闸和田间工程基本配套,根据现场勘察,原渠线建筑物和渠系建筑物位置基本合理,可以满足灌溉和管理要求。为了不占耕地,降低工程投资,干渠沿用老渠线,0+000—9+500 段全部为梯形断面底宽1.5m,边坡系数1 :1.75,渠道纵坡1/581—1/394 不等。渠道冻胀破坏是由于渠基土受冻体积膨胀顶托衬砌而形成,渠基土受冻体积膨胀必备以下条件:(1)寒冷气候区持续的负温条件;(2)土壤中自由水和毛细水的存在,并且有通畅的水份补给通道;(3)土壤本身的物理力学性质,包括土的颗粒组成,矿物质成份等。以上三个条件同时具备,才有可能发生冻胀破坏,只要消除其中一个因素,就能防止和减轻冻胀危害。从目前库尔勒的气候条件来看,外部温度不达负温是不可能的,因此切断冻土地基在冻结前后的水份补给是常用的方法,此外改变渠基土体的基本结构也是保证土体非冻胀的一种方法。目前:一是对渠基土进行更换:二是使用保温苯板。通过比较和结合实际情况铺设苯板具有以下优点:(1)抗冻效果好,采用10cm 的苯板即达到了换填100cm 砂或戈壁的保温效果;(2)施工方便,渠道开挖断面小,不对基土进行扰动,直接将苯板置于基土上,在苯板上浇注砼;(3)使用机械少,人工省。为了节约资金工程采用现浇砼板加中密度苯板方案。
(二)冻胀计算:
通过巴州水利水电勘测设计院设计计算后,为了解决多浪干渠冻胀问题,该渠道的衬砌采用8cm 厚现浇砼板加中密度苯板方案。根据渠道的抗冻胀计算,渠底及阳坡苯板取为5cm,渠道阴坡苯板6cm,砼强度为C20,渠道边坡系数为1:1.75,糙率根据规范取0.016,抗渗等级W6,抗冻等级F200,边坡和底板砼沿渠线方向每隔2.5米设一条伸缩缝,缝宽20mm,用苯板和聚氨酯填充。
五、防渗抗冻的管理措施
(一)把好质量关
因本人亲自参与了多浪干渠防渗抗冻改造工程的一,二,三期施工。并作为现场业主代表,我严把质量关。(1)施工中施行工序管理,加强检测环节,做到确保工序,监保上工序,服务下工序;(2)基础处理严格,清除渠内淤泥,不超挖,对回填土方确保其密实度;(3)砌筑缝处理妥当,先将缝内苯板及砂浆清除干净,然后灌注聚氨酯。
(二)加强运行管理
(1)根据多浪渠灌溉实际情况,严格控制灌溉时间。
(2)冬灌结束后,应立即排空渠道内的积水,清除渠道内淤泥,避免渠道冻胀破坏。
(3)对工程进行检查,观测和养护,确保工程安全运行。
(4)做好渠道安全运行有关宣传。
(5)在渠道每隔500m,设警示标志牌,不得在渠道内取水,游泳和其他活动,妨碍渠道安全运行。
六、结束语
博斯腾灌区续建与节水改造项目多浪干渠渠道9.5Km 改造后,渠道护面采用C20 现浇砼板,垫层采用苯板,有效的解决了渠道的防渗和抗冻问题,渠道水利用系数提高到0.95,流量首段加大为10.8m³/s。干渠经过一、二、三期改造,在以后运行中应运用科学手段加强管理和维修,并在不断总结基础上,逐步建立一整套系统行之有效的运行管理制度,为促进节水灌溉,加强水资源管理,确保项目发挥经济效益。
参考文献
[1] 张红艳;防渗抗冻措施在某灌区节水改造中的应用;《山西建筑》2009 年第07 期
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