浅谈如何解决田市泵站改造施工与灌溉生产的矛盾_王东林
浅谈如何解决田市泵站改造施工与灌溉生产的矛盾
王东林
（陕西省交口抽渭灌溉管理局陕西渭南714000）
摘要大中型电力抽水灌区泵站改造工程施工具有难度大、工期长的特点，而灌区农作物灌溉具有季节性强、灌溉历时长的特点，泵站改造施工安排与灌溉生产之间必然存在矛盾。本文以田市泵站
改造施工为例，提出边施工边运行的具体措施，以供同类工程参考。
关键词解决；施工与灌溉；矛盾；具体措施
中图分类号：ＴＶ６７５文献标识码：Ａ
１施工与灌溉矛盾分析
１．１田市泵站基本概况
田市泵站属交口抽渭灌区二级抽水泵站，承担着８５．６２万亩农田灌溉的供水任务，１９７０年建成，设计流量３０ｍ３／ｓ，设计扬程６．１５ｍ，共安装８台机组，总装机容量２８００ｋＷ。田市泵站在灌区的地位至关重要，对灌区农业稳产、高产发挥着巨大作用。多年平均运行１７５天，其中冬灌５３天、春灌７２天、夏灌５１天；多年平均年抽水流量１．３８亿ｍ３，其中冬灌３３９１万ｍ３、春灌４８１９万ｍ３、夏灌５６０５万ｍ３；多年平均最大供水流量冬灌１１ｍ３／ｓ、春灌１５ｍ３／ｓ、夏灌２５ｍ３／ｓ。运行情况详见表１。
１．２田市泵站改造简况
本次泵站改造工程主要建设内容：拆除重建主副厂房、及厂区附属设施；更新改造进出水建筑物压力管道等；工程改造后安装水泵机组７台套、总装机功率２７８０ｋＷ，设计流量３０．０１ｍ３／ｓ，设计扬程６．１８ｍ。
工程总体布置：工程布置维持泵站进出水池中心线不变，将泵站进水部分、主副厂房及出水池整体向渠中线左侧移动
１８．８ｍ，使泵站正向进水和出水。泵站厂房
平面为“Ｌ”形，副厂房位于厂房左端，检修
间位于厂房右端。厂房总长５８．６３ｍ，５＃～７＃
机组、１＃～４＃机组为各自独立基础。
根据招投标文件的工期安排，田市泵站
改造工程于２０１０年３月１０日开工，２０１１年
８月３１日完工，历时１８个月，总工期５４０天。
１．３施工与灌溉矛盾分析
从田市泵站运行统计资料和工期安排
看：工程施工期与２０１０年春灌、夏灌及
２０１１年冬灌、春灌、夏灌５个灌季相冲突，
田市站承担着巨大的灌溉供水任务，显然
停止灌溉，集中时间进行改造工程施工是
根本不可能的。开机运行，势必影响工程正
常施工，且泵站改造施工也对机组运行造
成严重影响，施工与灌溉矛盾尤为突出，必
须采取边改造施工边运行灌溉的施工方
案，多措并举解决该矛盾。
２解决方案及措施
田市泵站本次改造为拆除重建，平面
布置维持进出水池中心线不变，将进水部
分、主副厂房及出水池整体向左侧平移
１８．８ｍ，达到正向进水和出水。经过对田市
泵站近几年各灌季灌溉抽水运行时间、抽
水量、农作物需水特性统计分析后，认为采
取分期拆除、分期施工既可确保灌溉期间
正常抽水，又不影响施工工期，将工程施工
与灌溉生产矛盾降到最小。
２．１合理规划、分期施工
按照灌溉与施工两不误、两同时分期
实施的原则，依据田市泵站新旧布局的实
际现况，将本工程分三期施工。第一期进行
５＃～７＃小机组施工。新主厂房中轴线向西移
动１８．８ｍ，先拆除原７＃～８＃机组及其流道，
即可布置５＃～７＃机组主厂房、进水部分的
施工。此期间正值２０１０年春灌、夏灌，灌溉
抽水由原１＃～６＃机组承担，可以保证抽水
流量２３．５ｍ３／ｓ，依据多年用水纪录分析，春
灌不受影响，夏灌基本可以保证。第二期进
行１＃～４＃大机组的施工，完成３＃～４＃机组
的安装调试，拆除原１＃～６＃机组及其进出
水部分；完成进水部分及出水部分，该阶段
为灌溉空闲，不影响灌溉生产。第三阶段完
农
田
水
利
陕
西
水
利
SH
A
ANXI
SHUILI
２０１３．４
1
73/
174
济作物及粮食作物的渗灌、滴灌、微喷灌工程。近期发展果树微灌面积１万亩，蔬菜渗灌面积２千亩。远期发展果树滴灌１５万亩，蔬菜、西瓜、烤烟滴灌１万亩，小麦、玉米农作物管灌、微喷灌３万亩。
６．２滴灌系统基本参数的取值计算
设计保证率：不低于８５％；
灌溉水的利用率：０．９０；
设计系统的日工作小时数：２０ｈ～２２ｈ。
滴灌设计土壤湿润比（Ｐ）：小麦、玉米０．６，蔬菜０．８，果树０．４；
设计灌水定额：果树２５ｍ３／亩，蔬菜４０ｍ３／亩，小麦、玉米３０ｍ３／亩；
设计灌水周期：４（天）。
６．３苹果、梨滴灌工程
从供水管网取水，干管用Ｄ１１０ＰＶＣ管引到地头，设控制阀，每５０ｍ～８０ｍ一个。灌水设施有水表、压力表、调节阀、过滤器。支管采用Ｄ７５ＰＶＣ管与毛管相连。支管沿株距向布设，长度不超过１００ｍ。毛管垂直于支管布
设，每行树设一根毛管，采用Ф２０ＰＥ内嵌式
滴灌管。每棵树布设两个滴头，间距０．５ｍ。滴
灌带型号为Ф１６×３００×２．６，工作压力１０ｍ
水头，额定流量２．５Ｌ／Ｈ。
６．４大棚蔬菜渗灌工程
从供水管网取水，干管用Ｄ９０ＰＶＣ地
埋管引到大棚，每个大棚作为一个灌溉单
元，设控制阀。灌水设施有水表、压力表、调
节阀、过滤器、施肥罐。支管采用Ｄ５０ＰＶＣ管
与渗水管相连。渗水管沿大棚长度向布设，长
度为大棚长度。每个畦布一根渗水管，采用
Ф２０ＰＥ渗灌，渗孔间距３０ｃｍ。工作压力
０．１ＭＰａ。额定流量４．２Ｌ／Ｈ。
６．５西瓜、烤烟膜上滴灌工程
从供水管网取水，干管用Ｄ７５ＰＶＣ管
引到地头，设控制阀，每８０ｍ一个。灌水设
施有水表、压力表、调节阀、过滤器、。支管
采用Ｄ５０ＰＶＣ管垂直地膜向布设。沿地膜
方向布设毛管灌溉带。毛管采用Ф１６ＰＥ内
嵌式滴灌管，滴头布置在生长孔处，每个孔
布置２个滴头。工作压力０．１ＭＰａ。额定流量
２．５Ｌ／Ｈ。
７结语
大力推广和发展节水灌溉技术，对于
水资源贫乏靠抽水灌溉的彬县农业的发
展，具有很大的应用前景。供水工程与灌
溉工程相结合，仅需配套支、毛管及灌水
设施，投资少，建设时间短；管道埋在地
下，不容易破坏，便于管理；减少了修渠占
用土地，节约了资源；利用供水工程富余
的水发展果树微灌，既增加了群众收益，
也使水厂的运行成本得到了降低，是一种
行之有效的循环经济发展思路，也是丘
陵、半丘陵干旱地区节水灌溉工程建设的
新思路。陕西水利（责任编辑：周蓓）
年份灌季开机时间停机时间运行天数历时天数最大流量（ｍ３
／ｓ）
抽水量（万ｍ３
）２００７年
冬灌
２００６．１２．０１２００７．０１．１５４６４６６．５２５８１春灌２００７．２．２２２００７．０５．２６６８９４１５．７５１８９夏灌２００７．０６．０３２００７．０８．２６３０８６２４．１２４８７２００８年
冬灌２００７．１１．２５２００８．０１．１１４８４８１２．７３４０４春灌２００８．０３．０３２００８．０５．２２５０８１１６．１３３２１夏灌２００８．０６．０７２００８．０８．１８５８８３２５６１６８２００９年
冬灌２００８．１１．２３２００９．０１．１２５４５４１５４０１０春灌２００９．０２．０５２００９．０５．０９９２９７１４．１５４３１０夏灌２００９．０６．０５２００９．０８．１８６０７５２５．５７１６１２０１０年
冬灌２００９．１１．２７２０１０．０１．３０６２８５１２．４３７０５春灌２０１０．０２．２１２０１０．０５．２４６５８４１４．８５５３５夏灌２０１０．０６．１８２０１０．０８．１３４８５９２３．５４５１５２０１１年
冬灌２０１０．１１．２５２０１１．０１．１６５５５８９．８３２５５春灌２０１１．０２．１０２０１１．０５．０９８３８９１５５７４０夏灌
２０１１．０６．１２
２０１１．０８．２１
５７
７２
２５．７
７６９５
施工分期
时间拆除机组运行机组对应灌季多年平
均流量保证流量第一期２０１０年３月～２０１０年８月原７＃～８＃原１＃～６＃
春灌
１５２３．５夏灌２５２３．５
第二期２０１０年８月～２０１０年１１月原１＃～６＃
第三期２０１０年１１月～２０１１年８月
冬灌１１１５
春灌１５１５夏灌２５２７新３＃～７＃新３＃～７＃
新１＃～７＃
成１＃～２＃机组安装、
主副厂房±０以上部分及附属设施的施工。该阶段正值２０１１年冬灌、春灌、夏灌，冬灌灌溉生产由新安装的３＃
～７＃
五
台机组承担，１５ｍ３
／ｓ可满足冬灌需求，春灌、
夏灌时，新建７台机组全部投入运行，可满足
灌溉需求。
２．２科学分析、挖掘潜力，确保节点工期
将田市泵改造工程划分为三个控制性阶段：２０１０年３月上旬至２０１０年８月结束前为第一阶段；第二阶段为２０１０年８月下旬至２０１０年
１１月；第三阶段为２０１０年１１月至２０１１年８月底，完成剩余的所有施工任务。（详见表３）
围绕分期施工方案、节点控制工期倒排工期卡死工期，依此确定或调整施工强度、材料、施工机械、技术力量及人员的资源配置。运用网络图优化进度计划、优化施工方案，调整施工工序，达到缩短工期的目的。
２．３抓住关键环节，确保工程顺利实施
第二阶段是本改造工程的关键阶段，历时３个多月１００天，时间紧、施工量大、面广，施工作业面多且多工种交叉进行，施工难度大。能否按时完工将决定２０１１年冬灌是否顺利进行，针对实际情况采取以下措施：①采取流水施工方法，合理增加施工工作面，成立相应钢筋、模板、机组安装、混凝土浇筑专业队，从工序上使各工作面施工按计划工期安排有序进行。②参建单位密切配合，在吃透施工图纸及设计意图的同时，在技术方面全力配合施工企业，简化办事程序，解决问题不过夜。③避免雨季影响，在施工面上空搭设大面积防雨棚，确保雨天正常施工。④推行项目半月考评制度，检查项目进度、质量、文明施工等，保证项目进度。⑤采取动态跟踪监控方法控制工程进度，通过及时统计、收集、分析信息，分析计划进度与实际进度偏差的原因，为资源配置的调整提供正确的决策依据，为工程按期完工提供保证。
２．４合理制定灌溉用水计划减少工程对灌溉的影响
针对基本满足灌溉要求的灌溉季节，制定灌溉用水计划，采取农作物提前用水，预防性灌溉用水，增加土壤含水率监测的次数，一旦作物土壤含水率初现旱象，即刻开机灌溉。通过增加灌水时间、延长机组运行时间，减少用水高峰期用水矛盾，以降低工程改造对灌溉用水的影响。将田市泵站改造工程的方案时间及对农作物用水可能造成的影响，通告灌区各级政府，在灌区各个用水村组张贴通告，向群众
表１
田市泵站近几年灌溉抽水运行统计表
表３
节点性控制工期表
表２分期施工分析表
图１田市泵站改造前平面图图２田市泵站改造后平面图
施工阶段
施工项目施工内容
开工日期完工日期第一阶段
施工准备施工临时住房、钢木加工间建设２０１０．３．１２０１０．３．３１机组及主厂房拆除
拆除原７＃～８＃机组及主厂房２０１０．３．１３２０１０．３．３１进水部分拆除
拆除原７＃
～８＃
机组检修闸、流道
２０１０．４．１２０１０．４．２０５＃
～７＃
机组主厂房±０以下施工
基坑土方开挖、碎石垫层铺设、±０以下钢筋砼施工
２０１０．４．１２０１０．８．１０进水部分施工土方开挖、垫层铺设、钢筋砼施工２０１０．４．２１２０１０．８．１５第二阶段机组及主厂房拆拆除原１＃
～６＃
机组及主厂房
２０１０．８．１８２０１０．８．２８进水部分拆除拆除原７＃～８＃机组流道、进水闸
２０１０．８．２５２０１０．９．１０出水部分拆除
拆除出水管道、出水池
２０１０．９．１１２０１０．９．２４１＃
～４＃
机组主厂房±０以下施工
基坑土方开挖、碎石垫层铺设、±０以下钢筋砼施工
２０１０．８．２９２０１０．１０．１５进水闸、流道施工
土方开挖、垫层铺设、钢筋砼施工
２０１０．９．１１２０１０．１１．２０机组安装安装５＃
～７＃
三台小机组
２０１０．８．２５２０１０．１１．１０出水部分施工管坡、出水池土方开挖、垫层铺设、管道安装、出水池钢筋砼施工
２０１０．９．２５２０１０．１１．２５第三阶段
副厂房、检修间施工基础土方开挖、基础钢筋砼施工２０１０．４．２６２０１１．１．１５主副厂房±０以上施工
±０以上钢结构厂房的安装２０１０．８．２５２０１１．７．２５３＃～４＃机组安装３＃～４＃机组安装、调试２０１０．１１．１６２０１０．１２．１１＃
～２＃
机组安装
１＃
～２＃
机组安装、
调试２０１１．４．２０２０１１．５．５附属设施施工水塔、围墙、砼路面室外绿化、流道护栏、闸台雨棚等其他工程
２０１０．１１．２５
２０１１．８．２０
农
田水利
陕西水利SH A ANXI SHUILI
２０１３．４
175/176
１概述
陕西省交口抽渭灌区是一个灌排结合的大型电力抽水灌区，共建排灌泵站３１座，安装水泵机组１３７台，灌排渠（沟）系统布置完整，共有干支渠３９条，长度３４２．４ｋｍ，排水控制面积１１７万亩，其中地下水位埋深在０～２ｍ的面积３２．５４万亩，２ｍ～５ｍ的面积３９．７万亩，５ｍ以上的面积５９．５万亩。灌区９４ｋｍ干渠中有２０ｋｍ为填方渠段，有７４ｋｍ为挖方渠段，其中挖方渠道在５ｍ以上的１４ｋｍ，半挖半填的有３９ｋｍ，以上渠段中位于地下水埋深０～２ｍ区９ｋｍ，２ｍ～５ｍ区７ｋｍ。灌区始建于上世纪六、七十年代，渠道衬砌率低，且老化、破损严重，近年来被列入节水更新改造项目，普遍采用混凝土衬砌以达到节约用水、安全输水之目的。但是由于在实施过程中出现了不同程度的裂缝，渗水、漏水严重，直接威胁着工程安全和使用效率，应及时予以分析并加以处理。
２交口灌区渠道衬砌裂缝产生的形式及特点
２．１渠道衬砌混凝土裂缝产生的形式
现浇混凝土衬砌渠道裂缝和所有混凝土工程裂缝产生有相似之处，但又有不同于大体积混凝土裂缝的突出表现。通过对已成衬砌渠道调查，混凝土裂缝容易出现在混凝土板顺水流方向，裂缝位置一般在
渠道两侧坡板中部和底部中央；冬季输水时间较长的渠道，裂缝出现在水位波动附近。这些裂缝多呈弯曲不规则形状，严重时混凝土板出现折断错位。当温度发生骤变时，现浇混凝土渠道产生的裂缝和拉伸不均匀裂缝，从渠道底部向顶部偏离渠坡垂直线发散，这些裂缝的产生与渠基土层冻胀一并发生，形成冻胀裂缝。另外，在东西走向的渠道中，阴、阳两坡裂缝表现有很大的差别，阴坡裂缝较阳坡裂缝更厉害、更复杂。２．２衬砌混凝土裂缝的分类和特点
根据裂缝产生的原因，裂缝形成的范围和深度，衬砌混凝土板产生的裂缝一般分为表层裂缝、塑性裂缝和贯性裂缝三种类型。①表层裂缝：发生在衬砌混凝土板的表面，裂缝长度一般小于１５ｃｍ，深度不超过３ｃｍ，裂纹细小零碎很不规则，一般只见裂纹，却没有缝隙。②塑性裂缝：一般裂缝深度在３ｃｍ～６ｃｍ，长度为１ｃｍ～３ｃｍ，比表层裂缝短而深，发生在混凝土面板上，形成一道或数道，走向规则平行。③贯穿裂缝：指裂缝将混凝土面板全部贯穿，贯穿面积大、长度长、破坏力大且走向连续规则。
３交口灌区渠道衬砌混凝土裂缝原因和分析
渠道衬砌混凝土面板产生裂缝的原因有很多，经过对现场的观察和分析，认为有以下原因：现浇混凝土由于受砂石级配和水灰比的影响，以及施工场地周围温度、湿
度以及渠道基础土模的共同作用，将产生一定的约束应力，当这种应力不均衡时产生裂缝。由于现浇混凝土衬砌板的特殊结构，它的抗压强度较高，抗拉强度较低，应对拉伸变形的能力较弱。因此，现浇混凝土渠道裂缝绝大部分是由于冻胀压力、地下水反压力以及温度应力产生的。施工时有质量缺陷或渠道土基不稳固，也可能产生裂缝。３．１冻胀压力
（１）渠道衬砌工程的特点是距离长、厚度薄，这样的薄板结构重量轻，稳定性不高，抗冻性能差，在温度较低时，水体冻结成冰，当膨胀应力超过材料强度时，即产生裂缝，严重时产生衬砌板破坏。
（２）在冬季输水渠道，水体会结冰，形成冰盖，冰体对渠道两侧衬砌板产生压力，造成衬砌板破坏或衬砌板被推上移；当继续输水运行，浮冰会不断累积，逐渐形成冰堰塞体，水流将漫溢渠顶造成决口，渠堤遭到冲刷破坏，发现不及时会淹没堤外，造成更大损失。
（３）渠道水渗漏、地下水位抬升使渠堤土含水量增高，在温度较低时土壤水冻结，土体膨胀，使衬砌板开裂、隆起；当气温回升时，冻土融化，土基变软，使衬砌板塌陷错位。３．２温度应力
渠道多数为挖方形式且坡面多为东西走向，渠道断面上各部位的日照、风情不同，表面温度产生很大差异。渠道混凝土板浇筑后，在硬化期间会释放大量水化热，内部温
摘
要
渠道衬砌是交口灌区广泛采用的节水工程措施，但由于人们往往轻视了混凝土衬砌的裂缝问题，直接影响到了衬砌渠道的边坡稳定，渗水、漏水严重，渠道设施安全受到威胁，输水效果降低，使用寿命缩短。本文结合工程实践，从裂缝特点、产生原因、形成过程等方面，对交口灌区灌溉渠道裂缝问题进行了初步分析，提出了减少裂缝的对策。
关键词现浇砼；渠道裂缝；对策
中图分类号：ＴＶ９１
文献标识码：Ａ
交口灌区渠道衬砌裂缝原因及对策
张艳芳
（陕西省交口抽渭灌溉管理局
陕西
渭南
714000）
讲明情况，取得灌区政府及群众对工程改造、用水计划的支持理解。
３结论
由于采用了边运行边改造的实施方
案，合理制定施工进度节点控制计划和灌溉调配水计划，田市泵站改造工程在参建各方协作配合和努力下，于２０１０年１１月和２０１１年５月先后投入灌溉试运行，２０１０年度田市站累计运行１６５天，全年累计抽水１．３７亿ｍ３；２０１１年累计运行１９５天，全年累
计抽水１．６７亿ｍ３，抽水量均高于历年平均
１．３８亿ｍ３。实践证明，泵站改造施工期间，实现了项目建设与灌溉生产两兼顾、两不误的目标。陕西水利
（责任编辑：周蓓）