东干渠是河东灌区四大干渠之一，自青铜峡水利枢纽坝上引水，是河东灌区高程最高的干渠[1]，也是宁夏兴建的第1条采用混凝土全断面砌护的大型渠道，干渠全长54.4 km，最大引水流量45 m3/s,实际灌溉面积4.03万hm2.由于灌区不断开发和高耗水作物比例大幅增长，渠道长期超负荷运行，渠道工程状况恶化加剧，原来的全断面衬砌渠道，目前衬砌完好率不足30%，水量流失十分严重.由此，宁夏回族自治区水利厅在2011年正式批复了东干渠节水改造工程，并在2012年的春季砌护中通过实施6.5 km的全断面渠道衬砌，有效提高了渠系水利用率.

1 渠道衬砌形式的分类

新型的衬砌形式主要有4类：第1类为土工格栅渠底、坡脚+混凝土预制板护坡；第2类为混凝土预制板渠底+现浇混凝土坡脚+混凝土预制板护坡；第3类为现浇混凝土渠底、坡脚+混凝土预制板护坡；第4类为卵石渠底+金属格栅护坡基础、坡脚+混凝土预制板护坡[2].

2 衬砌形式使用效果分析

2.1 土工格栅渠底、坡脚+混凝土预制板护坡

衬砌形式如图1所示.在地质条件方面，此类衬砌主要应用于渠堤部分大多为壤土[3]，局部地段夹杂少量沙壤土及细沙透镜体或薄层；渠底为沙壤土的渠段.由于坡脚流沙、流土现象比较明显，此类渠段地下水受季节和灌溉的影响较大，渠底下1 m处存在隔水层，普遍存在地下水从坡脚浸入，汇集渠底，下渗缓慢的现象.

在地形条件方面，这类衬砌渠道走向为东西向，两岸坡脚外就是农田，高程高于渠底，无缓冲带或隔水带，农田含水量直接影响渠堤含水量[4].因此，衬砌形式的具体参数设计为渠底及坡脚换填30 cm厚沙砾石垫层+30 cm厚土工格栅渠底+30 cm厚土工格栅坡脚+30 cm×20 cm混凝土托梁+6 cm厚混凝土预制板坡面+压顶板[5].

在防渗材料的选择中，此渠段前600 m（桩号K27+055—K27+655）渠底及坡脚使用土工布防土粒流失，后600 m（桩号K27+655—K28+255）使用复合土工布（一布一膜）防渗；预制混凝土板下使用复合土工布（一布一膜）防渗.

目前运行效果：渠底及坡脚的土工格栅软衬砌，有效地固定了渠道断面，坡面复合土工布有效地防止了渠水旁渗，工程效果比较明显.

缺点：加大了渠道糙率；边坡空洞在低水位、小流速状态下易挂杂物，形成局部淤积；坡脚格栅尺寸偏大，施工工艺复杂，质量控制比较困难；笼内装石级配要求高，料源紧张，施工工艺复杂，质量控制比较困难.

2.2 混凝土预制板渠底+现浇混凝土坡脚+混凝土预制板护坡

衬砌形式如图2所示.地质条件：渠堤部分大多为人工填土，主要成分为壤土、沙壤土，局部地段夹杂少量沙壤土及细沙透镜体或薄层；渠底为沙壤土，地下水受季节和灌溉的影响较大.

地形条件：渠道走向为东西向，右岸坡脚外有一条排水沟，沟外是农田，农田高程高于沟底，沟底高程自略高于渠底到低于渠底不等；左岸坡脚外为农田，农田高程高于沟底，无缓冲带或隔水带，农田含水量直接影响渠堤含水量.

衬砌形式：6 cm厚预制混凝土板渠底+20 cm（桩号 K28+255—K30+000），30 cm（桩号 K30+150—K30+250）厚现浇钢筋混凝土坡脚+6cm厚预制混凝土板护坡+压顶板.

防渗材料：渠底板、护坡板下使用复合土工布（一布一膜）防渗；右岸护坡板下铺设6 cm厚苯板，左岸护坡板下铺设4 cm厚苯板.

目前运行效果：全断面硬衬砌有效地固定了渠道断面，抑制了渠水的下渗和旁渗.

缺点：现浇混凝土和预制混凝土板之间存在渗水通道，局部防渗冻胀的危害较大.

2.3 现浇混凝土渠底、坡脚+混凝土预制板护坡

衬砌形式如图3所示.地质条件：渠堤部分大多为人工填土，主要成分为壤土、沙壤土，局部地段夹杂少量沙壤土及细沙透镜体或薄层；渠底为沙壤土，地下水受季节和灌溉的影响较大.

地形条件：渠道走向为东西向，右岸坡脚外有一条排水沟，沟外是农田，农田高程高于沟底，沟底高程自低于渠底到略高于渠底不等；左岸坡脚外为果园及农田，农田高程高于沟底，无缓冲带或隔水带，农田含水量直接影响渠堤含水量.

衬砌形式：30 cm厚现浇钢筋混凝土渠底及坡脚+6 cm厚预制混凝土板护坡+压顶板 （桩号K30+250—K32+430 及 K33+130—K33+372）.

防渗材料：预制混凝土板下使用复合土工膜（一布一膜）防渗；右岸护坡板下铺设6 cm厚苯板，左岸护坡板下铺设4 cm厚苯板.

目前运行效果：渠底及坡脚钢筋混凝土厚度的加大，有效地防止了坡脚的冻胀变形，防渗、防冻效果明显.

文章来源：《地质论评》 网址: http://www.dzlpzz.cn/qikandaodu/2021/0708/439.html