关于混凝土衬砌渠道改造工程的研究

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摘要：本文为混凝土渠道生态改造提供了一种对渠道、渠道水及渠道周围的立体生态改造方案，且有一定的科学性和可操作性，提高水利用效率，有较高的社会和生态价值。

关键词：水利工程混凝土渠道 渠道改造

中图分类号： TV 文献标识码： A

近年来，世界上的一些发达国家都致力于研究自然生态渠道技术，并且大力推广，以农田生态化建设、生产有机与绿色的农产品为目标。从微生物活动和为亲水动物提供饵料与栖息地，以及生物多样性和农田面污染源的吸收利用等方面考虑，在采用明渠输水时，生态较优的输配水工程为土渠，尽可能不采用混凝土衬砌与浆砌石渠道。

1 我国渠道的现状及存在的问题

1.1工程质量低。因受当时历史条件影响，全面发动广大群众投劳修建，致使渠道施工质量不太好。输水渠道环山而建，通过地段大部分为风化土壤，山高坡陡，输水渠道分别采用浆砌块石直墙和护坡型式进行护砌。输水渠道沿线既有挖方段也有填方段，还有半挖半填地段。挖方段地形、地质较为简单，只是风化岩石地带，施工时采用浆砌条石挡土墙，运行效果良好，很少出现坍塌现象；填方段地基表层为第四纪沉积物，施工时把表层土挖除，也是采用浆砌条石挡土墙，运行也是不错，坍塌现象很少出现；但半挖半填地段，由于基础土质不同，使得基层土质受水浸润后产生不均匀沉降。运行后，会出现不同程度的滑落、坍塌现象，个别地段出现较严重的滑坡。经过二十多年运行情况表明在这个地段发生许多次渠道崩塌、渗漏等问题，特别是近几年来，暴雨带来山上泥砂，使得渠道淤积甚为严重，流量总是无法达到通过的设计流量。

1.2破坏生态环境。我国大部分输水渠道的衬砌工作基本上是在上世纪八九十年代完成的，当时输水渠道的衬砌主要是以混凝土为主。与土渠相比，单一混凝土衬砌虽然明显提高了输水效率，但是随着经济、社会、文化的全面发展，单一混凝土衬砌技术对环境的严重破坏越来越受到重视，这种技术对环境破坏的表现无论是汛期还是枯水期，水中的动植物都无法生存，而且由于混凝土衬砌的坡度较大，生活在河岸的两栖动物失去了原有的生活环境，造成水中生物及河岸动物的大量减少，降低了水资源的自净能力，对于生态环境造成巨大的破坏。

2混凝土衬砌渠道改造原则

2.1建立立体的生态空间。在原有混凝土渠道上再铺设生态护面，便于水生植物以及亲水动物的繁殖，恢复渠水的自净能力与物种多样性，增加渠道小生态环境的种群数量；在渠边坡种植两栖植物，以达到固土、净水等目的；在距离工厂或居民区较近的地区再利用“生态工程”技术，在水中建立固定式的新型人工浮岛，以增加水的自净能力，保证渠道水的等级在一个相对稳定的范围内。

2.2生态护面设计。进行混凝土渠道生态改造就是借鉴土渠对于生态环境保护的基础上，提高输水效率的工程措施。可为水生植物提供生长土壤，为两栖和鱼类等动物的生活与繁殖创造一定条件，提高渠道小生态圈的生态水平等。所以，在混凝土渠道上设置生态护面是最直接、有效的方法，且可操作性较强。

2.3生态固土设计。渠道生态固土主要是生态护坡技术。生态固土设计原则首先就是要保证渠道的水力稳定性，原混凝土渠道中水流流速一般较快，有些渠道水流流速超过了生态护面允许水流流速的上限。相对国外生态护坡技术的研究与推广，我国由于起步比较慢，生态护坡技术还不是很完善，但是由于近几年国内对于生态护坡技术的重视，以及科学技术的发展，生态护坡技术也取得了一些成效。

2.4随着水资源紧缺和人民生活水平的提高，生活水平用水日益增大，使得输水量更大增加，可利用率越来越低。为彻底解决渠道渗漏，提高渠道水利用系数和输水能力。根据当地水资源条件，合理配置，优化供水，渠道防渗为重点，结合渠系建筑物改造、充分利用有限水源，提高水利用率，进一步增大供水范围，提高供水保证率。

3 渠道改造中应注意的技术要点

3.1土方夯实。衬砌渠道多为新筑填方渠道，渠道土质比较疏松，衬砌前结合灌溉送水有意识的加大水位对渠道进行了浸水预沉，但仍难以达到衬砌所需的密实度要求，必须进行夯实。夯实前首先清除渠床内的树根、淤泥、腐质土、垃圾及隐藏的暗管砖石等。回填夯实采用分层开蹬夯实的方法，每层铺土厚度≤30cm,铺土要均匀平整。因渠道沿线土质多为砂壤土或粉细砂，应严格控制土壤含水量在适宜范围内。若土壤比较干燥应采用洒水的方法调节土壤含水量，若土壤含水量较大应采用排水、晾晒、换土等方法以使含水量控制在适宜范围之内。

3.2护面的整体设计。在混凝土衬砌的渠道内建立一套标准的土料护面，与土渠衬砌方法相类似，一般要求素土或黏砂混合土夯压后的干容重在1.5 ～ 1.7t ／ｍ 3；厚度对于一般小渠道为15cm 以下，大渠道在25cm 左右。对于灰土、三合土、四合土等防渗层，一般要求压实后容重在1.65t ／ｍ 3 左右，厚度为20 ～ 40cm。渠坡或侧墙厚度一般应比渠底厚度稍大。为避免表面干燥和施工中人为因素的践踏及雨水冲涮而造成的起尘和破坏，渠道削坡宜在砼现浇前一天进行。削坡时应严格控制高程及表面平整度。采用人工挂线精削。如果削坡过量，不得用浮土回填，应采用与现浇同标号的砼填充。渠底及内边坡平整度允许偏差±0.5cm。

3.3水泥砂浆抹面。原渠道主要由于老化、漏水面广，没有集中漏水孔，且为保证渠道不能长时间断水，采用M10水泥砂浆抹面，厚度0.02m左右，每米工程造价为8.1元。抹面前，应先清洗旧砌体表面，拆除旧灰缝，并保持湿润。当缝隙填实后应注意抹光收面，因为这不但可降低糙率，提高输水能力，增强防渗效果，延长使用时间。还有由于这级渠道防洪标准低，缺少必要的排洪、泄砂工程措施，暴雨夹带泥砂冲入渠道，淤积问题也较为突出，应对渠道进行清淤，且在9#渡槽前做一个沉砂池，减少砂淤积，加上日常管理的清理和维护工作，使得渠系工程配套更加完善。

3.4保证渠道的水力稳定性。由于生态护面与土渠结构类似，其具有良好的生态性，在渠底采用挺水植物、浮叶植物、沉水植物组合的水生植物种植方式可以提高渠道整体的生态性，还具有一定的净化污水、水中固土的能力。原混凝土渠道中水流流速一般较快，有些渠道水流流速超过了生态护面允许水流流速的上限。所以，除了限制流速外，对生态护面进行固土防冲设计就十分必要。应在坡脚处设计混凝土埂，厚度与生态护面厚度一致。若流速过快，在渠道纵向设计混凝土埂，厚度与生态护面一致，混凝土埂的纵向间距由实际渠道水流流速决定。因为生态护面的设计允许水流流速与土渠的允许水流流速相仿，且比混凝土渠的允许水流流速小，所以在渠道水口处不宜做混凝土渠道生态护面的工程设计。

4结束语

综上所述，渠道改造已不仅仅是一项水利工程，还要以水资源的可持续利用带动城市生态、文化、社会、经济等各方面的可持续发展，最终促进城市的可持续发展。

参考文献：

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