石津干渠大田南干段工程設(shè)計(jì)研究

張冠楠 呂 靜 李國(guó)章

（河北省石津灌區(qū)管理局 河北 石家莊 050051）

1 工程概況

1.1 工程等別。根據(jù) 《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)的規(guī)定，大田南干段承擔(dān)灌溉面積18.54萬(wàn)畝，從灌溉規(guī)?？紤]，屬于中型工程，工程等別為Ⅲ等，但是石津干渠大田南干段下游供水目標(biāo)為滄州，屬重要供水目標(biāo)，按供水工程考慮，該段渠道工程為Ⅱ等工程，兩項(xiàng)綜合考慮，石津干渠大田南干段規(guī)模確定為Ⅱ等。

1.2 工程建筑物級(jí)別。①主要建筑物：大田南干進(jìn)水閘、北杜莊節(jié)制閘閘室及上下游連接段，大田北分干進(jìn)水閘、大田南干一分干節(jié)制閘、大田南干一分干進(jìn)水閘閘室及上游漸變段，分水口閘室及上游漸變段，朱家河排水倒虹吸管身段及上下游漸變段為主要建筑物，建筑物級(jí)別為2級(jí)；②次要建筑物：大田北分干進(jìn)水閘、大田南干一分干節(jié)制閘、大田南干一分干進(jìn)水閘下游消能段，分水口下游消能防沖段，朱家河排水倒虹吸上下游防護(hù)段為次要建筑物，建筑物級(jí)別為3級(jí)。

1.3 防洪抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。本段渠道設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇；2級(jí)建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。渠道與各類河渠交叉建筑物的連接段，按相應(yīng)建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，本渠段建筑物抗震設(shè)計(jì)烈度為7度。

2 輸水線路布置

2.1 滿足供水目標(biāo)要求。充分利用已有灌溉渠道進(jìn)行擴(kuò)建改造，改造現(xiàn)有渠道要盡量少增、不增占地，對(duì)渠道走向、彎道不做大的調(diào)整。改造灌溉渠道要統(tǒng)籌考慮灌溉、供水建筑物的結(jié)合與互用。選擇地質(zhì)條件相對(duì)較好的地段布設(shè)渠線。渠線力求順直，線路最短，投資最省。盡量避開(kāi)居民點(diǎn)、工礦企業(yè)、重點(diǎn)文物及軍事設(shè)施。

2.2 配套工程。穿越鐵路、公路以及河流時(shí)，在保證渠線順直情況下盡量與之正交，并選擇順直、穩(wěn)定的河段布設(shè)渠線。石津干渠工程大田南干段的輸水線路起點(diǎn)為大田南(北)分干進(jìn)水閘(樁號(hào)115+654)，終點(diǎn)為大田南干一分干進(jìn)水閘(樁號(hào)120+551)。

3 渠道工程布置

3.1 渠道配置。河北省南水北調(diào)配套工程石津干渠工程大田南干段位于深州市區(qū)東南部，起點(diǎn)為石津總干渠末端的大田莊樞紐，沿大田南干渠南下至大田南干一分干樞紐下游，渠道起始樁號(hào)115+654，結(jié)束樁號(hào)120+551，長(zhǎng)4 897 m。大田南干段渠道為明渠輸水，斷面形式為梯形斷面，渠道底寬5 m，縱坡1/1 100，內(nèi)邊坡系數(shù)2.0，全斷面混凝土襯砌，襯砌高3.26～3.66 m。

3.2 建筑物配置。大田南干段渠道新建、重建水工建筑物共有20座，與配套工程和灌區(qū)節(jié)水改造結(jié)合的有19座、渠渠交叉建筑物1座，與配套工程和灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃結(jié)合的建筑物中，節(jié)制閘3座，其中大田南干一分干節(jié)制閘為新建，其余2座為重建；農(nóng)業(yè)灌溉進(jìn)水閘(分水閘)16座，均為重建；排水倒虹吸1座，由原朱家河涵洞式渡槽改建。

3.3 交通橋及水位控制。本渠段現(xiàn)有交通橋6座，其中4座交通橋需拆除重建，列入本報(bào)告。1座需要加高(石黃高速橋)，由交通部門負(fù)責(zé)實(shí)施。大田南干段末端控制水位為大田南干一分干進(jìn)水閘加大水位20.42 m，該水位也是壓力箱涵進(jìn)水閘控制水位，壓力箱涵進(jìn)水閘運(yùn)行工況為定水位運(yùn)行；渠道始端控制水位為大田南干進(jìn)水閘閘前灌溉加大水位21.13 m。中間各段水面線設(shè)計(jì)按照灌溉進(jìn)水閘閘前設(shè)計(jì)水位控制。

4 渠道斷面設(shè)計(jì)

4.1 斷面形式。本段為原有灌溉渠道改建，渠道現(xiàn)狀按照灌溉分支渠及地形情況確定了進(jìn)水閘、節(jié)制閘位置。渠道縱坡按現(xiàn)有節(jié)制閘位置分段設(shè)計(jì)。本段渠道利用大田南干現(xiàn)有灌渠擴(kuò)挖，設(shè)計(jì)縱坡1/1100。大田南干段渠道現(xiàn)狀為U型斷面及梯形斷面2種型式。西干支節(jié)制閘上游部分已襯砌的渠段為U形斷面，其它渠段為梯形斷面。大田南干段渠道斷面較大，局部擴(kuò)挖即可滿足配套輸水要求，該段渠道采用梯形斷面，渠道底寬5.0 m，內(nèi)邊坡1∶2，外邊坡1∶1.75。

4.2 渠頂高程。由于石津灌區(qū)管理范圍線的限制，大田莊至趙村南橋(115+654～120+156)巡視道路設(shè)在右堤，所以右堤寬5.5 m，左堤寬3 m。趙村南橋至大田南干一分干進(jìn)水閘(120+156～120+551)巡視道路設(shè)在左堤，考慮本段道路不能封閉，左堤寬按5.5 m考慮，右堤寬3 m。本渠段渠道均為半地上渠道，根據(jù)洪水分析結(jié)論，本段渠道不受洪水影響，綜合分析外部瀝水和渠內(nèi)水位影響，渠頂高程根據(jù)內(nèi)水確定。

4.3 混凝土襯砌

4.3.1 渠道過(guò)水?dāng)嗝嫒坎捎没炷烈r砌，大田南干斷面為梯形斷面，考慮到阻水小的橋墩、彎道、襯砌分縫等因素的影響，結(jié)合灌區(qū)已有工程，渠道綜合糙率采用0.015。渠道滲漏損失主要與渠床的土壤性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、渠道濕度及輸水時(shí)間等因素有關(guān)，渠道滲漏損失量隨滲漏過(guò)程而變，一般可分為自由滲漏和頂托滲漏。

4.3.2 大田南干段為半填半挖渠道，設(shè)計(jì)加大水位超出1.5～2 m。參照南水北調(diào)總干渠填方段工程實(shí)例，結(jié)合對(duì)各類襯砌材料進(jìn)行分析比較，采用復(fù)合土工膜與混凝土襯砌相結(jié)合的防滲方案?；炷烈r砌厚度：邊坡為10 cm，渠底為8 cm，下面鋪設(shè)復(fù)合土工膜。防滲后渠道滲漏量為每年126萬(wàn)m3。