时间：2014年05月06日 分类：推荐论文 次数：
摘要：金沟河灌区总干渠建于1962年，主要面临干渠结构老化破损、渠道冻胀磨损严重、渠道泥沙淤积严重三大严重问题，这使得金沟河渠总干渠很难发枢纽的作用，阻碍了当地的经济发展。如何进行河道改建、治理显得十分迫切。
关键词：水利工程师论文发表,核心期刊论文发表,金河沟灌区,工程改建,防渗防冻胀,排沙
引言：金沟河流域位于新疆的塔城地区沙湾县境内，是主要以冰川融雪补给的河流，河系年均径流量为3.49亿m3 。金沟河总干渠建于1962年，位于该流域中下游冲洪积扇倾斜平原及冲积平原上，年平均最大冻土深度达1.47m;其中灌区的骨干工程主要包括一座费尔干式引水渠首，54km的引水干渠，14座分水闸及渠系建筑物。灌区工程结构在运行50多年后，主要存在的问题包括有干渠结构老化冻胀磨损严重、渠首和渠道泥沙淤积严重，部分工程已经超出负荷，不能有效发挥其功用，无法满足灌区经济发展对水资源的需要。
一、金沟河灌区总干渠现存问题分析
(一)渠道结构老化、破损
金沟河骨干工程在运行50多年的过程中，长期处于日光照射当中，新疆地区昼夜温差大，渠道水面线以上83%的部分均有表皮脱落、混凝土碎化和骨科裸露等现象，尤其是背风面出现严重的风化老化现象;由于渠水中泥沙含量较大，其次渠道坡度较陡和水流湍急，泥沙所造成的渠内水面线下表皮严重脱落、深度磨损，止水边角严重破损和渠道低部磨透严重等现象，无法满足灌区的实际供水需求。
(二)渠首和渠道泥沙淤积严重
金沟河发源于天山北麓的依连哈比尕山，属山溪性多泥沙河流。由于近几十年来流域附近人口增加和人类活动范围迅速扩大等因素，河流上游原始植被和生态环境被不断破坏，水土流失现象加剧，河水泥沙含量越来越大，同时又受到降水和气温影响。所以造成渠道和渠道泥沙淤积严重。
(三)渠道冻胀破坏严重
就地理位置而言，金沟河处于西北严寒地区，属大陆性干旱气候，昼夜温差较大，渠道的冻胀破坏主就与此有关，表现为：
1、由于灌区灌溉的实际状况，灌区每年都会进行长时间的冬灌。其间，渠道内的水体将发生不同程度的冻结。冻结的冰层会对两岸衬砌体产生冰压力，针对这一情况，运行管理人员通过冬季打冰来防止形成冰坝。长期以往，就对防渗体表面产生剥离破坏。
2、渠道防渗体具备一定的吸水性，在渠道输水的过程中，材料内就会含有一定量的水分，这些水分在低温的作用下产生冻结体积发生膨胀。而当膨胀产生的压力大于防渗材料的承受强度时，使防渗材料发生的冻融破坏，长此以往，导致防渗体表面冻融、剥离性破坏。
3、渠道河床土含水量过高，在土温降到零度一下之后，土体孔隙中所含水分凝结成冰。致使土体比未冻结前的体积膨胀，产生冻胀。同时，土在冻结时和冻结持续、深化过程中.会发生水分向冻结锋面迁移，结果导致冻结锋面上冻土体积增大数倍，产生比常规冻胀更严重的冻胀。
4、砂砾石垫层失效。由于“非冻胀性土”变成了“冻胀性土”。在农田灌溉水入渗的渗透过程中，土壤中的细颗粒会被带到渠道垫层中。随着垫层中土量的增加，砂砾石的功效将逐渐降低，因此了加速渠道的冻胀破坏。
二、金沟河灌区改建施工技术
(一)金河沟渠改建施工流程
针对以上若干问题，考虑对金河灌区进行改造施工，以实现对合干渠的体质，从而实现干渠灌区的最大利用，推动地方经济的发展，主要的施工流程如下：
1、对现有需改造位置进行测量放线，估算需要改建部分的工作量
2、破除老化、破损河道干渠
3、安装100mm塑料管道
4、戈壁料回填，控制厚度在300mm左右。人工铺料，机械倒实。
5、安装渠底模板和侧壁斜模，经监理方验收合格之后浇筑砼。局部长度过大时，应安置分隔缝。中间聚脂灌浇。
6、土方回填
(二)干渠改造需注意事项
金沟河灌区总干渠的渠道老化、破损，加重了灌区的水利工程运行难度和防洪安全隐患，为了及时调整灌区的引水控制，主要从两个方面进行解决：
1、处理经常年日光照射、昼夜温差影响和使用时间较长的老化、破损问题，首先将老化、破损的渠道进行清除，以便减少渠水中工程残渣的含量，提高灌水质量。其次在渠道水面线以上部分的过程中，采用橡胶瓦、硅粉混凝土、纤维混凝土等抗磨抗冲技术，有效确保灌区工程的整体运行，可以延长水工结构的使用年限。
2、对于由大量泥沙淤积产生的渠道老化、破损，首先对渠道中的淤积泥沙进行处理。其次提高渠道中水面线以下工程的抗磨、抗风化能力，在重建过程中除采用上述新技术、新材料外，还可以根据实际地形减缓渠道的坡降。在施工过程中采用C20、W6、F200的高标号混凝土，实施震动板和震动棒联合处理的技术。将混凝土的水灰比例控制在0.47，坍落度控制在1～3cm，保障混凝土的牢固性，采用跳仓式浇筑方法。
3、渠首和渠道淤积泥沙清除
泥沙淤积是渠道工程需要解决的主要问题，处理对渠道上游的生态环境进行有效治理，尽可能减少水土流失外，还应在渠道工程中进行技术提升。首先，在总干渠上引进涡管排沙技术，先后在总干渠沉沙池段和渠首引水段设置4处涡管排沙，再与冲沙闸联合使用，得到最有效的排沙目的。其次，在总干渠上新建一座排沙漏斗，这样由渠首冲沙闸、涡管和漏斗联合运行共同组成金沟河泥沙处理系统，使泥沙处理达到较好效果。
4、渠道冻胀处理
金沟河渠道的冻胀处理，首先要对垫层厚度进行严格控制，拆除、清挖渠底、渠坡中影响渠道输水能力的变形混凝土及淤泥，清理对渠顶可能会引起冻胀的杂草和淤泥，使垫层干密度控制在2.05g/cm3以上。其次增加排水设施的布置，采用高性能的排水管，管壁上钻有圆孔，呈梅花状分布，并用无纺布包裹，沿纵轴线布置，最后分段设置横向的排水管，利于收集和排出渗水。
三、渠道治理实施效果
采用上述的方案，有效的解决了渠道老化、破损问题;建立了泥沙处理系统，对灌区泥沙淤积进行有效的处理和控制;提高了渠道的抗冻冻胀能力，有效延长了渠道的使用时间。
首先，对渠道老化、破损的处理，有效的保障各引水渠的正常输水功能，优化并充分利用原有渠系资源，避免了因改建而新增支渠和建筑物报废的不利因素。充分满足了灌区用水需求。
其次，在实际使用泥沙处理系统后，有效的提高了涡管、漏斗处理推移质泥沙的总来沙量，推移质泥沙处理率达99%，效果显著。同时在一定程度上降低了排沙所需的耗水量，大大增加了渠水的利用率。由此证明，由冲沙闸、涡管和漏斗共同组成的泥沙处理系统是适合金沟河灌区的有效的处理方案。
最后，方案实施过程中，通过采用防渗戈壁垫层和排水管结合的技术，使混凝土渗水和灌溉侧渗水能够及时收集和排出，避免了渗水在混凝土中滞留，降低了冻胀破坏的因数，较高的满足了抗冻、抗渗、抗磨的性能要求，对改建工程进行监测，效果良好。
结语：金沟河流域是我国重要的粮棉生产基地，改革开放以来为新疆地方和兵团经济发展作出了重要的贡献。由于经过50多年的使用，渠道结构老化、破损，冻胀破坏严重，泥沙淤积使渠道不堪重负。因此在充分考虑各方面的因素后，提出了有效的解决问题对策，使灌区能够良好运行，进而加强了防洪安全，改善了灌溉条件，有效的缓解用水紧张的状况。建设的泥沙处理系统工程取得了较好的效果，确立了金沟河流域在灌区管理中的主导作用，为水利的可持续发展提供了保障。提高了灌区管理单位的经济效益，促进了水资源的优化配置，有效的调整了农业产业化的经济结构调整。
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