石津干渠田莊暗渠段輸水方案優(yōu)選

魏艷秀

（河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，天津300250）

石津干渠田莊暗渠段輸水方案優(yōu)選

魏艷秀

（河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，天津300250）

石津干渠配套工程田莊暗渠段是連接南水北調(diào)總干渠田莊分水口和現(xiàn)有灌溉渠道石津干渠的咽喉要道。通過對該段4個(gè)輸水方案主體工程投資、占遷投資和運(yùn)行管理、防洪安全、社會經(jīng)濟(jì)效益等多方面進(jìn)行比較分析，確定采用沿古城西路南側(cè)規(guī)劃綠化帶全段暗渠輸水方案。

石津干渠；配套工程；暗渠；倒虹吸；輸水方案

1 工程概況

石津干渠作為河北省南水北調(diào)配套工程之一，主要供水對象為石家莊市、衡水市、滄州市及周邊地區(qū)和石津干渠沿線縣市。干渠渠首為南水北調(diào)中線總干渠的田莊分水口，終點(diǎn)為衡水市的衡水湖和滄州市的大浪淀水庫。沿線經(jīng)過石家莊市市郊及正定、藁城、晉州、辛集、衡水的深州和武強(qiáng)、滄州的泊鎮(zhèn)，并穿過河北省最大的灌區(qū)——石津灌區(qū)。

田莊暗渠是南水北調(diào)配套石津干渠工程的渠首工程，位于石家莊市北外環(huán)——古城西路（兼太平河防洪堤）南側(cè)，將南水北調(diào)中線總干渠與現(xiàn)有石津灌渠相連，起點(diǎn)為南水北調(diào)中線工程田莊分水口末端，是下游所有供水目標(biāo)的關(guān)鍵通道。推薦方案為沿古城西路南側(cè)規(guī)劃綠化帶布置，通過暗渠輸水方式，于趙陵鋪進(jìn)水閘下游匯入石津干渠。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 田莊分水口

田莊分水口為南水北調(diào)中線工程上一座分水建筑物，其供水目標(biāo)為石家莊市、衡水市和滄州市。工程位于南水北調(diào)總干渠古運(yùn)河暗渠上游，閘室中心線與總干渠中心線交點(diǎn)，交點(diǎn)處距南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程起點(diǎn)——古運(yùn)河暗渠上游彎道末端39.7m，距下游暗渠漸變段始端51m。分水角為60°，設(shè)計(jì)流量65m3/s，設(shè)計(jì)水位76.402m。建筑物總長129.0m。

2.2 石津干渠

石津干渠西自黃壁莊水庫引水，向東流經(jīng)石家莊市、藁城、晉縣、辛集市、深縣，至武強(qiáng)縣折向東北流入滏陽河。該渠是解放前未建成的石津運(yùn)河基礎(chǔ)上，于1948年至1958年分段改造擴(kuò)建，成為石津灌區(qū)的主干渠道。

石津干渠自黃壁莊水庫由人工渠道引水，入太平河經(jīng)由太平河至趙陵鋪進(jìn)水閘再次利用人工渠道輸水。

田莊暗渠的出口位于趙陵鋪進(jìn)水閘下游。趙陵鋪進(jìn)水閘2007年2月重建通水，設(shè)計(jì)流量115m3/s，工程等別Ⅱ等，建筑物級別2級；閘室為涵洞式結(jié)構(gòu)，孔口尺寸3m×3.5m，閘底板高程74.41m；南水北調(diào)中線配套采用石津干渠輸水工程在進(jìn)水閘消力池后增設(shè)跌水二級消能，下游渠道挖深3.14m，渠底高程70.55m。

2.3 設(shè)計(jì)方案

田莊暗渠段位于石家莊市北外環(huán)古城西路附近。古城西路是石家莊市的北防洪大堤，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)200年一遇，外側(cè)為太平河。

本工程對該段進(jìn)行了4個(gè)設(shè)計(jì)方案比選。

2.3.1 太平河右岸暗渠（方案1）

工程自田莊分水口沿太平河右岸古城西路南側(cè)規(guī)劃綠化帶布設(shè)，由田莊分水口末端開始，經(jīng)三元食品養(yǎng)牛場、石家莊醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校（新華校區(qū)）、西柏坡高速，穿石清路、民心河、友誼北大街，經(jīng)趙二街匯入趙陵鋪進(jìn)水閘下游渠道，建筑物全長4072.98m，洞身段長3948.89m。

田莊暗渠線路沿古城西路南側(cè)規(guī)劃綠化帶布設(shè)，將建筑物布置在地面下，管頂位于現(xiàn)狀地面以下6～10m，斷面為兩孔一聯(lián)箱涵，斷面尺寸2×4m×4.2m。穿越西柏坡高速、石清公路、友誼北大街處為淺埋暗挖段，長度分別為80，150，70m。友誼北大街東側(cè)和趙陵鋪段采用基坑支護(hù)，長度分別為284.76m和405m。明挖段長3211.83m。

2.3.2 穿太平河倒虹吸（方案2）

工程自田莊分水口末端開始，穿越古城西路后進(jìn)入太平河，沿太平河主槽穿西柏坡高速、石清公路橋、田莊橋、民心河涵洞、友誼北大街橋至石津干渠趙陵鋪進(jìn)水閘上游穿古城西路匯入趙陵鋪進(jìn)水閘下游渠道，建筑物全長4098.16m，洞身段長3963.35m。該方案將建筑物布置在主河槽下部，管頂位于校核洪水沖刷線以下，斷面為兩孔一聯(lián)箱涵，斷面尺寸2×3.7m×3.9m。穿越西柏坡高速高架橋、石清公路橋、原石清路橋、友誼北大街橋?yàn)榛又ёo(hù)段，長度分別為110，90，40，80m。進(jìn)出口穿越古城西路為淺埋暗挖段，長度分別為200m和90m。明挖段長3353.35m。

2.3.3 太平河右岸暗渠和穿河倒虹吸（方案3）

上游段到民心河左岸為太平河右岸暗渠，下游自民心河左岸入太平河，為穿河倒虹吸。建筑物全長4071.63m，洞身段長3935.33m，暗渠孔口尺寸2×4.0m×4.5m，倒虹吸孔口尺寸2×3.6m×3.85m。 其中穿越友誼北大街橋?yàn)榛又ёo(hù)段，長度為80m。穿越西柏坡高速、石清公路、及進(jìn)、出太平河穿越古城西路4 處為淺埋暗挖段，長度分別為 80，140，130，90m。明挖段長3489.33m。

2.3.4 太平河左岸暗渠和穿河倒虹吸（方案4）

上游段自田莊分水口末端開始，穿越古城西路、太平河，至太平河左岸，然后穿西柏坡高速、臨風(fēng)田園公園、石清路、石津干渠，為太平河左岸暗渠，下游由太平河左岸入河，為穿河倒虹吸。建筑物全長4144.09m，洞身段長4009.28m。穿越西柏坡高速、友誼北大街橋?yàn)榛又ёo(hù)段，長度為110m和80m。進(jìn)出太平河穿越古城西路及石清公路三處為淺埋暗挖段，長度分別為200，90，90m。明挖段長3439.28m。

4個(gè)方案洞身主要投資比較如表1。

表1 洞身主要投資比較 單位：萬元

由表1可見，方案3工程總投資最省，方案1投資最高，但其可節(jié)省后期檢修排水、清淤等運(yùn)行管理費(fèi)用。

3 優(yōu)缺點(diǎn)分析

3.1 方案1

3.1.1 優(yōu)點(diǎn)

該方案布置在太平河右防洪堤外側(cè)，建筑物結(jié)構(gòu)型式為無壓箱涵，不易淤積，檢修期間自流排水，檢修方便，后期運(yùn)行費(fèi)用低。施工期間不需要進(jìn)行施工導(dǎo)流、排水。

3.1.2 缺點(diǎn)

隨著石家莊城市化進(jìn)程加快，工程位置處在建、將建樓群較多，征占遷費(fèi)用不斷攀升，且征遷難度亦在加大。

3.2 方案2

3.2.1 優(yōu)點(diǎn)

該方案布置在河道內(nèi)，可節(jié)省征占遷費(fèi)用，建筑物工程量與投資最小。

3.2.2 缺點(diǎn)

工程需兩次穿越石家莊北防洪大堤，且太平河河道已經(jīng)治理，尤其田莊跌水以上河道段，兩岸防護(hù)、河底防滲防沖均已建成，河道內(nèi)修建有橡膠壩、穿河涵洞、跌水等建筑物，用于河道拆除恢復(fù)部分投資較大，而且由于工程施工過程中河底開挖回填，將對重建建筑物的基礎(chǔ)穩(wěn)定造成一定影響。該方案沿河道布設(shè)，施工導(dǎo)流布置困難。下游河段為石津干渠利用河道，每年春灌期為3～4月、秋灌期9～10月，再除去汛期，可利用工期較少，若灌溉期不施工則無法保證工程按期完工，如灌溉期施工則存在石津干渠下游15hm2農(nóng)田無法灌溉的補(bǔ)償問題。另外，該河道還擔(dān)負(fù)著下游景觀帶生態(tài)補(bǔ)水任務(wù)。

3.3 方案3

3.3.1 優(yōu)點(diǎn)

該方案上游段位于河道外側(cè)，目前三元養(yǎng)牛場和田家莊已拆除，下游段在民心河下游進(jìn)入太平河，避開了太平河右堤外在建樓群，太平河施工可利用民心河進(jìn)行導(dǎo)流。

3.3.2 缺點(diǎn)

仍存在兩次穿越防洪大堤、施工導(dǎo)流、灌溉期施工導(dǎo)致石津干渠下游15hm2農(nóng)田風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償，下游景觀帶生態(tài)補(bǔ)水等問題以及下游河道治理工程拆除及恢復(fù)。

3.4 方案4

3.4.1 優(yōu)點(diǎn)

相對而言，本工程較方案1、方案3占遷費(fèi)用低。

3.4.2 缺點(diǎn)

除存在方案3的缺點(diǎn)外，上游段穿越太平河還增加1次導(dǎo)流及該段河道治理工程拆除及恢復(fù)費(fèi)用。

綜上分析，方案2、3、4雖然投資較方案1少，但存在防洪安全問題和施工工期難以保障、石津干渠下游15hm2農(nóng)田無法灌溉的風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償及太平河園林景觀補(bǔ)償、下游景觀帶生態(tài)補(bǔ)水等較多不確定性。方案1布置在規(guī)劃綠化帶內(nèi)，投資雖然較其他3個(gè)方案高，但不確定因素較少，工程結(jié)構(gòu)形式簡單，便于施工管理，可節(jié)省后期運(yùn)行費(fèi)用。分析比選，推薦方案1。

4 結(jié)語

（1）推薦方案1，工程布置在防洪堤外側(cè)規(guī)劃綠化帶內(nèi)，為全地下結(jié)構(gòu)形式，避免永久占地，節(jié)約土地資源，利于水資源保護(hù)，不存在防洪安全問題，同時(shí)地面附著物相對較少，便于工程順利實(shí)施。

（2）推薦方案采用全段暗渠方案，不易淤積，檢修期間可實(shí)現(xiàn)自流排水，大大降低了后期運(yùn)行費(fèi)用。

［1］SL279—2002，水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］GB50286—98，堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］SL265—2001，水閘設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］熊啟鈞.涵洞［M］.北京:中國水利水電出版社，2006.

［5］李惠英，田文鐸，閆海新.倒虹吸管［M］.北京:中國水利水電出版社，2009.

［6］河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.河北省南水北調(diào)配套工程規(guī)劃［R］.2007.

［7］河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.河北省南水北調(diào)配套工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.2012.

［8］河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.河北省南水北調(diào)配套工程石津干渠工程田莊暗渠初步設(shè)計(jì)報(bào)告（核定稿）［R］.2012.

［9］河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.河北省南水北調(diào)配套工程石津干渠工程趙陵鋪至北莊段初步設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.2011.

Section of Tianzhuang Close Channel Water Diversion Solution in Shijin Main Canal Auxiliary Project

WEI Yan-xiu
（Hebei Research Institute of Investigation&Design of Water Conservancy&Hydropower,Tianjin 300250，China）

Tianzhuang close channel is the connection of ShiJin main canal and Tianzhuang diversion intakes， it is the auxiliary project of ShiJin main canal project.Through analysis of four water diversion schemes，from the aspects of investment of main part of the project and immigration resettlement， operation management， flood control safety and social and economical benefits to compare，and determine the schemes that the entire water diversion section through the close channel，laying along the south side of planning green belts of Gucheng West Road.

Shijin main canal；auxiliary project；close channel；inverted siphon；water diversion solution

TV67

B

1672-9900（2014）04-0020-03

2013-12-26

魏艷秀（1972-），女（漢族），河北盧龍人，高級工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作，（Tel）13752792258。