胡 勇,康淦營,鄧平平
(江西省贛撫平原水利工程南昌縣管理站,江西 南昌 330200)
贛撫平原水利工程是國家大型水利工程之一,贛撫平原灌區(qū)位于江西省中部偏北的贛江和撫河下游的三角洲平原地帶,灌區(qū)地跨撫州、宜春、南昌3個地市6個縣(市、區(qū))的42個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。工程于1958年動工建設,設計灌溉面積為120萬畝,有效灌溉面積近100萬畝。灌區(qū)作物以水稻為主,是江西省的糧食主要產區(qū)。贛撫平原南昌縣灌區(qū)設計灌溉面積78萬畝,占全贛撫平原灌區(qū)的65%,有效灌溉面積58.7萬畝,共有四條干渠,即總干、二干、三干、四干,四條干渠總長165 km,千畝以上重要渠道147條,總長557.82 km,其它斗、農、毛渠1423條,總長1460 km。
在農田水利工程運行過程中,渠道缺乏養(yǎng)護管理,將顯著影響水資源利用效率,給正常的農業(yè)生產帶來隱患,致使灌區(qū)無法發(fā)揮其應有的社會效益、經濟效益和生態(tài)效益[1]。
贛撫平原灌區(qū)建成使用后,由于使用管理不到位,工程各子系統(tǒng)均出現不同程度的損毀,主要問題如下:
(1)二干站管理房外觀損壞
二干站管理房自建成以來,因缺少經費,導致維修養(yǎng)護滯后。站院環(huán)境及管理房外觀較差,綠化地被侵占,影響站容和站文化建設。
(2)小型分水涵閘老化
部分二、三、四干渠小型分水涵閘維修工程建于上世紀五六十年代時期,經過多年運行,導致砼結構老化、破損、水毀嚴重,啟閉設施銹蝕、變形嚴重?,F有分水涵閘結構大多采用溝埋式矩形斷面,結構斷面尺寸普遍偏大,存在較嚴重的水資源浪費,一定程度上影響灌溉效益。
(3)外坡固腳工程水流沖刷嚴重
部分填方渠道兩側堤身由粘土、含砂粘土組成,局部含細粒土,呈密狀,填筑質量較差,渠道防滲及抗沖刷性能低。渠堤外側為水塘,長期受水塘水力沖刷及三干水滲流影響,渠堤外側出現陷坑淘腳等。
(4)總干八農渠擋墻護砌工程老化
總干八農渠位于八一鄉(xiāng)淡溪村,為田間挖方渠道,渠道現狀襯砌老化破損嚴重,完好率較低,無法起到防滲作用,個別田地無法灌溉。
(5)四干渠淤積嚴重
四干渠位于石崗村沙港段,現狀淤積嚴重,過流能力減弱,影響渠道效益發(fā)揮,已成為渠道向下游正常供水的卡脖子工程。
(6)四干塘雙面護坡工程破損嚴重
四干塘位于塘南富圣村謝家渠,現狀為梯形斷面,渠道內長有水草,使渠道淤塞,渠道護坡老化破損嚴重,減弱了過流能力及防滲能力,影響渠道效益發(fā)揮。
3.1.1 渠道水位和流量
本次渠道整治時,襯砌高度與現狀運行水位銜接,即按原設計高度確定,不會影響支渠灌溉取水。
3.1.2 渠道比降
贛撫平原地區(qū)地勢平坦,根據實測斷面資料,對原有渠道比降進行相應的修整,使水流平順。
3.1.3 渠道邊坡
項目所在渠道為含砂粘土,邊坡根據土壤性質及整治經驗確定。四干塘南富圣村謝家渠雙面護坡工程采用現澆砼梯形斷面,邊坡高寬比為1∶1.25。總干八農渠磚砌擋墻護砌工程(八一淡溪村)采用立式型式,邊坡高寬比為1∶0.1,襯砌以上渠道邊坡高寬比為1∶1.5。
渠系建筑物分水閘損毀最為嚴重,無法起到調節(jié)水位、分配水量的功能,故需要維修重建。
3.2.1 分水涵閘重建設計
根據各支渠口閘設計灌溉面積(考慮輪灌)推求的最大引用流量,分水涵閘孔口尺寸按短管有壓淹沒出流公式計算斷面尺寸,見下式:
式中:Q為流量,m3/s;Z為進出口水位差;A為管身斷面,A=πd2/4;μ為流量系數;d為涵管直徑。
經計算:灌田150畝以下采用直徑20 cm混凝土管道,150畝~350畝采用直徑30 cm混凝土管道,350畝~1000畝采用直徑50 cm混凝土管道。
3.2.2 結構設計
現有分水涵閘拆除后,在原閘址處重建(部分需要破堤)。閘室進水段為C25鋼筋砼結構,閘室順水流方向長1.0 m,頂部高于設計水位0.5 m,閘墩寬0.3 m。啟閉機安裝高程較設計水位高0.5 m,啟閉機及其配套設施采用全封閉型式。管身段由鋼筋砼預制管和外包C20砼組成。
3.3.1 渠道襯護
對于渠道護坡,主要采用現澆砼襯護、砼預制塊襯護和磚砌擋墻三種方案進行比選。
綜合三種較大斷面渠道常用的襯護方式的優(yōu)劣,根據本工程各渠道的特性選定襯護方式,見表1。
表1 渠道襯護方案及比選結果
原坡面高寬能夠自穩(wěn),因砼襯砌老化,需進行重新襯砌,考慮以下幾點:①充分利用原砼襯砌提高基礎承載力,增加新襯砌的基礎強度;②減少因原砼護坡拆除產生的費用及產生的建筑垃圾處理;③保證新現澆砼的質量,采用加厚現澆砼襯砌是最經濟、合理的方案。
對于底寬較窄的渠道,進行護底。襯護方案:清除原護坡的雜草,砼鑿毛、清洗;在老護坡上采用C20砼現澆襯護?,F澆砼厚度為100 mm,護坡頂部設現澆砼壓頂,渠底設100 mm厚現澆C20砼護底。壓頂每5 m設一道分縫,護坡及護底每2.50 m設一道分縫,縫寬20 mm,瀝青杉板填縫。
3.3.2 磚墻擋墻襯護
對渠道凈高1.10 m的總干八農渠的襯護,設計采用M7.5水泥磚砌擋墻形式,設計截面頂寬0.24 m,每隔適當距離高出0.12 m,底寬0.49 m,頂部設0.1 m厚現澆C15砼壓頂,底部設0.10 m厚現澆C15砼墊層,在底部往上第一個突出處設φ50PVC排水管,每2 m設一根,管頭用300 g/m2土工布裹頭,磚砌擋土墻基礎埋深0.30 m。護底采用0.1 m厚現澆C15砼,現澆砼下設0.08 m厚砂卵石墊層,壓頂砼采用現場拌制。
對渠段淤積嚴重,影響渠道效益的卡脖子工程進行清淤。渠道清淤方案:開工前停水,開工后采用反鏟挖掘機于渠底清淤作業(yè),挖除左右渠堤內堤腳25 m范圍內的淤泥。合計清淤寬度50 m,清淤厚度0.5 m,淤泥外運4 km至棄渣場。
三干部分渠道外坡臨水,存在安全隱患,需要進行外坡固腳設計。外坡固腳設計方案:渠道外坡設M7.5漿砌石擋土墻,保證穩(wěn)定及透水,擋土墻頂寬400 mm,頂部設100 mm厚現澆砼壓頂,擋土墻外坡1∶0.1,內坡1∶0.4;擋土墻每1.0 m設φ50PVC排水管,管頭設反濾體。
三干站院臨水側采用漿砌石擋土墻形式進行護坡,漿砌石擋土墻方案:擋土墻頂寬400 mm,頂部設100 mm厚現澆砼壓頂,擋土墻外坡10∶1,內坡2.5∶1;擋土墻每1.0 m設φ50PVC排水管,管頭設反濾體,擋土墻埋深0.5 m,下部設砼墊層,擋土墻站院側設1.0 m寬砼結構人行步道。
渠系工程的管理養(yǎng)護是一項系統(tǒng)工程,深入分析每個灌區(qū)的特殊情況,有針對性地提出養(yǎng)護方案是提高灌區(qū)效益的前提,從渠道各構筑物入手提出相應的養(yǎng)護措施,建立健全管理制度,是達到現有灌區(qū)設計目標的必由之路。