采砂坑對(duì)南水北調(diào)中線工程渡槽安全運(yùn)行的影響

張啟義　丁留謙　解家畢　姚秋玲

摘要：南水北調(diào)中線工程的運(yùn)行實(shí)踐表明，采砂坑對(duì)工程的安全運(yùn)行存在一定的影響。采用定量的方法評(píng)估采砂坑對(duì)梁式輸水渡槽安全運(yùn)行的影響：① 通過采砂坑溯源沖刷等經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，確定對(duì)渡槽影響較大的采砂坑主要分布在交叉斷面上游1 000 m至下游3 000 m范圍內(nèi);② 調(diào)查發(fā)現(xiàn)，約52.6%的渡槽在上述范圍內(nèi)存在采砂坑，并且個(gè)別渡槽交叉斷面已經(jīng)出現(xiàn)下切的情況;③ 從樁基承載力和進(jìn)出口建筑物穩(wěn)定性兩方面入手，提出以樁基承載力的降低量和采砂坑距進(jìn)出口建筑物的距離作為采砂坑影響嚴(yán)重程度的評(píng)估指標(biāo)，制訂了相應(yīng)估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)所有梁式輸水渡槽進(jìn)行定量評(píng)估，發(fā)現(xiàn)無論從受影響的渡槽數(shù)量還是從影響的嚴(yán)重程度看，采砂坑對(duì)南水北調(diào)中線工程梁式輸水渡槽的整體影響都不嚴(yán)重。根據(jù)評(píng)估成果，提出了采砂坑的應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：渡槽安全運(yùn)行; 采砂坑; 溯源沖刷; 樁基承載力; 南水北調(diào)中線工程

中圖法分類號(hào)： N8

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.11.035

0引 言

南水北調(diào)中線工程是從漢江丹江口水庫取水向京、津及華北地區(qū)城市提供生活、工業(yè)用水的一項(xiàng)跨流域、大流量、長(zhǎng)距離的特大型調(diào)水工程，是緩解中國(guó)華北水資源嚴(yán)重短缺、優(yōu)化水資源配置、改善生態(tài)環(huán)境的重大戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施。工程全長(zhǎng)1 432.493 km，多年平均調(diào)出水量95億m3，陶岔渠首設(shè)計(jì)流量為350 m3/s，加大流量為420 m3/s。

南水北調(diào)中線工程共穿/跨過大小河流705條，所穿/跨河流均為北方河流，常年少水，很多大型河道采砂嚴(yán)重，對(duì)交叉建筑物的安全運(yùn)行造成一定影響，比較典型的如北京“7·21”暴雨期間的北拒馬河暗渠險(xiǎn)情[1]。當(dāng)時(shí)交叉斷面處水深僅1.8 m，洪峰流量約為800 m3/s，洪水重現(xiàn)期接近10 a一遇，然而，這場(chǎng)遠(yuǎn)低于暗渠100 a一遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水，造成北防洪堤下游堤腳沖刷深度達(dá)3 m，危及北防洪堤安全。同時(shí)，暗渠下游最大沖刷深度達(dá)5 m，沖坑距暗渠基底僅約2.3 m，格柵石籠護(hù)砌被沖毀，暗渠下游邊墻結(jié)構(gòu)外露，暗渠結(jié)構(gòu)面臨失穩(wěn)的重大險(xiǎn)情，如圖1所示。造成此次重大險(xiǎn)情的根源是緊臨暗渠附近的河道存在規(guī)模巨大、連續(xù)成片的大型采砂坑，坑深達(dá)30 m，最近處距暗渠僅130 m，如圖2所示。采砂坑的存在破壞了天然河床的平衡狀態(tài)，在河道洪水動(dòng)水剪應(yīng)力作用下形成溯源沖刷，造成暗渠下游側(cè)臨空，誘發(fā)暗渠扭曲斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。

南水北調(diào)中線工程的梁式輸水渡槽均為大型河渠交叉建筑物，所跨河流（即交叉河流）交叉斷面以上集水面積大于20 km2，不少河道也存在采砂行為，個(gè)別交叉河流采砂嚴(yán)重。采砂坑引起河床下切可能造成渡槽樁基礎(chǔ)埋深減小，承載力降低，輕者可引起沉降增加、槽身漏水，重者可誘發(fā)裹頭坍塌、工程損毀斷水的嚴(yán)重險(xiǎn)情。自中線工程全線通水以來，梁式輸水渡槽雖未出現(xiàn)過重大險(xiǎn)情，但與北拒馬河暗渠類似，個(gè)別渡槽也出現(xiàn)了“小流量大沖刷”的情況，若發(fā)生設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水，后果不堪設(shè)想，因此，有必要對(duì)梁式輸水渡槽受采砂坑影響的嚴(yán)重程度作進(jìn)一步研究，查清梁式輸水渡槽運(yùn)行面臨的風(fēng)險(xiǎn)。

1梁式輸水渡槽的典型設(shè)計(jì)

1.1渡槽的典型布設(shè)方式

南水北調(diào)中線工程梁式輸水渡槽在校核洪水位情況下，渡槽梁底與校核洪水位的高差必須滿足相應(yīng)的凈空要求，且槽身不作擋水的結(jié)構(gòu)物，按100 a一遇洪水設(shè)計(jì)，300 a一遇洪水校核。渡槽一般由右岸渠道連接段、進(jìn)口漸變段、進(jìn)口閘室段、進(jìn)口連接段、槽身段、出口連接段、出口閘室段、出口漸變段、左岸渠道連接段等9段組成，其中渠道主要建筑物包括進(jìn)出口漸變段、槽身、槽墩及其基礎(chǔ)等按1級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，河道防護(hù)等次要建筑物按3級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。渡槽的典型布置如圖3所示。

1.2渡槽基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

渡槽基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要參考JTG D60-2004《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》、GB 50007-2002《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》、JTJ 024-85《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》、TB 10017-99《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范執(zhí)行，除少數(shù)河床基巖條件較好的采用擴(kuò)大基礎(chǔ)和端承樁外，其余主要采用摩擦樁。承臺(tái)主要采用高樁承臺(tái)的型式，允許最大沖刷線越過承臺(tái)底部。

摩擦樁的長(zhǎng)度主要受承受的荷載控制，單樁的強(qiáng)度條件為

N<[P]

（1）

式中：N為樁頂軸力;[P]為樁的承載力，[P]=min{[P1]，[P2]}，[P1]為按樁周摩擦力與端承力計(jì)算的承載力，[P2]為按樁材料計(jì)算的承載力。在計(jì)算[P1]時(shí)，只計(jì)算最大沖刷線以下部分的樁周摩擦力。

交叉河道最大沖刷線由沖刷總深度控制，沖刷總深度為自河床地面算起的一般沖刷深度和局部沖刷深度之和。

1.3河道防護(hù)

梁式輸水渡槽在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮了河床的一般沖刷和槽墩處的局部沖刷，樁基承載力只計(jì)算最大沖刷線以下部分的樁周摩擦力，由于樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)已充分考慮了河道沖刷的影響，故大部分渡槽均不對(duì)交叉河道的河床進(jìn)行防護(hù)。

渡槽的建成可使交叉斷面水流流速增加，并且流態(tài)受到明顯擾動(dòng)，這加劇了兩岸岸坡的沖刷，故所有梁式輸水渡槽均對(duì)交叉斷面處的河岸進(jìn)行嚴(yán)密防護(hù)。交叉斷面附近的河道邊坡主要采用漿砌石襯砌，最大襯砌高度一般在校核洪水位以上0.5 m，護(hù)坡齒腳一般深至地面下1.0 m，或者在坡腳修一定寬度的水平防護(hù)，以防止洪水淘刷坡腳。對(duì)位于填方渠段的梁式輸水渡槽，在渡槽進(jìn)出口一般均采用裹頭進(jìn)行防護(hù)[2]，裹頭處的局部沖刷按GB 50286-98《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的非淹沒丁壩沖刷公式計(jì)算，在裹頭坡腳處，設(shè)置防沖槽抗沖。

2梁式輸水渡槽受采砂坑影響的范圍

本次研究涵蓋南水北調(diào)中線工程全部19座梁式輸水渡槽，但不宜對(duì)交叉河流全河道的采砂坑均展開

調(diào)查和研究，以往的大量研究表明[3-9]，采砂坑僅對(duì)其附近的局部河道產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)為采砂坑上游的溯源沖刷和下游的淤積，同時(shí)，隨著沖淤的發(fā)展，采砂坑會(huì)向下游遷移，從而引起采砂坑下游一定距離的河床下切，但總的來說，采砂坑對(duì)上游河床影響的距離比下游要大得多。因此，梁式輸水渡槽受采砂坑影響的范圍即為以交叉斷面為中心點(diǎn)，上下游限定在采砂坑的最大影響距離內(nèi)。

梁式輸水渡槽受交叉斷面下游采砂坑影響的最大范圍，主要取決于采砂坑溯源沖刷的最大距離，超過此距離的采砂坑，不會(huì)造成交叉斷面河床下切，可以認(rèn)為對(duì)渡槽不構(gòu)成影響。關(guān)于采砂坑的溯源沖刷，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者進(jìn)行了廣泛而深入的研究[10-13]，提出了很多經(jīng)驗(yàn)公式，其中，Wu等[12]提出的采砂坑最大溯源沖刷距離經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的要求少，用于一般河道采砂坑最大溯源沖刷距離的估算比較方便：

對(duì)于公式（2），采用某典型交叉河道的參數(shù)，Lp取為2 000 m，Wr取為1，計(jì)算得到采砂坑最大溯源沖刷距離與采砂坑深度的關(guān)系曲線如圖4所示。從圖4中可以看出，當(dāng)采砂坑最大深度達(dá)20 m時(shí)，最大溯源沖刷距離接近3 000 m，但實(shí)際采砂坑很難達(dá)到此規(guī)模，因此，從安全的角度出發(fā)，可將梁式輸水渡槽受下游采砂坑影響的范圍大致限定在交叉斷面下游3 000 m以內(nèi)。

梁式輸水渡槽受交叉斷面上游采砂坑影響的最大范圍主要取決于采砂坑向下游遷移的最大距離，對(duì)此，司鵬飛等[13]結(jié)合前人的相關(guān)理論研究及物理實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，提出了計(jì)算建筑物上游安全采砂距離的公式。根據(jù)該公式，他計(jì)算得到安陽河倒虹吸上游采砂安全距離范圍為283.9～2 821.4 m，其中，大部分工況的安全距離范圍為1 000 m以下?？紤]到采砂坑溯源沖刷的距離比向下游遷移的距離要大得多，因此，將梁式輸水渡槽受交叉斷面上游采砂坑影響的范圍限定在采砂坑最大溯源沖刷距離的1/3即1 000 m是合適的。

根據(jù)《南水北調(diào)工程供用水管理?xiàng)l例》（國(guó)務(wù)院令第647號(hào)）的規(guī)定，倒虹吸、渡槽、暗渠等交叉工程的保護(hù)范圍為“從管理范圍邊線向交叉河道上游延伸至不少于500 m不超過1 000 m、向交叉河道下游延伸至不少于1 000 m不超過3 000 m以內(nèi)的區(qū)域”，因此，本文提出的梁式輸水渡槽受采砂坑影響的范圍為交叉斷面上游1 000 m至交叉斷面下游3 000 m是與上述條例相吻合的。

3交叉河道采砂坑調(diào)查

3.1整體情況

對(duì)全部19座梁式輸水渡槽交叉斷面附近的河道均進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，調(diào)查范圍限定在交叉斷面上游1 000 m至交叉斷面下游3 000 m以內(nèi)。從調(diào)查的情況看，共有10座渡槽交叉斷面附近存在采砂坑，約占梁式輸水渡槽總數(shù)的52.6%。采砂坑在交叉斷面上下游均有分布，不存在僅在單側(cè)才有采砂坑的情況，采砂坑最大深度20 m。個(gè)別渡槽交叉斷面附近河道采砂特別嚴(yán)重，采砂坑不僅遍布整個(gè)河道，在河漫灘也存在相當(dāng)數(shù)量且深度較大的采砂坑，如圖5所示。一些渡槽交叉斷面附近的單個(gè)采砂坑規(guī)模特別巨大，面積可達(dá)10萬m2以上，深度超過10 m，如圖6所示。

3.2采砂坑造成河床下切的典型案例

某渡槽交叉河流100 a一遇設(shè)計(jì)洪水約8 000 m3/s，渡槽基礎(chǔ)為摩擦樁，承臺(tái)采用高樁承臺(tái)，承臺(tái)埋深在設(shè)計(jì)洪水一般沖刷線附近，上部回填抗沖材料。2016年，該河發(fā)生了一場(chǎng)最大洪峰流量約為500 m3/s的洪水，洪水頻率遠(yuǎn)不足5 a一遇，然而，由于渡槽交叉斷面上下游河道存在大量采砂坑，使得交叉斷面河床最大下切約3 m，槽墩處的抗沖材料也被沖毀，該流量下的沖刷深度已與設(shè)計(jì)洪水的一般沖刷深度相當(dāng)，如圖7所示。

這是一例由采砂坑引起渡槽交叉斷面河床下切的典型案例，如果當(dāng)時(shí)洪峰流量繼續(xù)增加，沖刷深度進(jìn)一步加大，則最大沖刷線很可能超越承臺(tái)底高程，削弱樁基埋深，使基礎(chǔ)承載力下降，可能誘發(fā)重大險(xiǎn)情。

4采砂坑對(duì)渡槽安全運(yùn)行影響的定量評(píng)估

南水北調(diào)中線工程從可研到設(shè)計(jì)到最后建成通水，前后歷經(jīng)十余年，在這段時(shí)間里，交叉河流的采砂一直沒有得到有效控制，所以，在工程設(shè)計(jì)階段是沒有嚴(yán)格考慮采砂坑的影響的，這使得梁式輸水渡槽的現(xiàn)狀運(yùn)行條件與設(shè)計(jì)相比，發(fā)生了很大的變化，這給工程的安全運(yùn)行帶來了很大的挑戰(zhàn)。因此，必須通過一定手段對(duì)采砂坑的影響進(jìn)行定量評(píng)估，并藉此制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

4.1采砂坑影響程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)

采砂坑引起交叉斷面河床下切，使樁基礎(chǔ)埋深減小，承載力降低，沉降量增加，輕者導(dǎo)致槽身漏水，重者可能造成工程損毀。如果采砂坑靠近渡槽進(jìn)出口建筑物，還可能引起邊坡淘刷失穩(wěn)，造成進(jìn)出口建筑物損壞的重大險(xiǎn)情[14]。

梁式輸水渡槽的樁基承載力設(shè)計(jì)和沉降控制主要依據(jù)JTG D63-2007《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行，但從各渡槽的設(shè)計(jì)資料看，與規(guī)范規(guī)定的控制指標(biāo)相比，沉降量的富余度普遍達(dá)30%以上，而承載力的富余度則普遍不超過10%，考慮到沉降量的富余度比承載力的富余度要大得多，因此，采砂坑對(duì)渡槽樁基礎(chǔ)影響的嚴(yán)重程度可采用樁基承載力降低量的大小作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

從調(diào)查的資料看，大部分采砂坑距渡槽進(jìn)出口建筑物均較遠(yuǎn)，這些采砂坑主要引起交叉斷面中心部位的河床下切，對(duì)進(jìn)出口建筑物的影響相對(duì)較小，但也有個(gè)別渡槽進(jìn)出口建筑物附近存在大量采砂坑，如圖8所示。這些采砂坑在大洪水作用下可能在汛期出現(xiàn)劇烈淘刷，從而可能誘發(fā)邊坡失穩(wěn)，危及到進(jìn)出口建筑物的安全。采砂坑是否可引起進(jìn)出口建筑物失穩(wěn)，主要受采砂坑與進(jìn)出口建筑物的距離控制，因此，評(píng)估采砂坑對(duì)渡槽進(jìn)出口建筑物安全影響的嚴(yán)重程度，可近似采用采砂坑距進(jìn)出口建筑物距離的大小作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

4.2采砂坑對(duì)渡槽樁基承載力的影響評(píng)估

梁式輸水渡槽樁基礎(chǔ)的長(zhǎng)度是按式（1）控制的，但縱觀南水北調(diào)中線工程所有梁式輸水渡槽的設(shè)計(jì)資料可以發(fā)現(xiàn)，各渡槽樁基承載力的富余度R（R=（[P]-N）/N×100%）是不相同的，富余度最大的達(dá)7.65%，而最小的僅0.01%。很顯然，樁基承載力富余度大的渡槽允許河床出現(xiàn)一定程度的下切，只要式（1）的條件得到滿足，渡槽仍是滿足規(guī)范要求的，也是相對(duì)安全的，這種渡槽可承受更大的風(fēng)險(xiǎn)。但承載力富余度小的渡槽，式（1）則很容易被突破，其可承受的風(fēng)險(xiǎn)也更小。

如果式（1）的條件被突破，那么梁式輸水渡槽將面臨何種風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)JTG D63-2007《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定[15]，“地基承載力基本容許值應(yīng)首先考慮由載荷試驗(yàn)或其他原位測(cè)試取得，其值不應(yīng)大于地基極限承載力的1/2”，即容許承載力≤1/2極限承載力。同時(shí)，JGJ 94-2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》也規(guī)定[16]，單樁豎向承載力特征值Ra應(yīng)按下式確定：

式中：Quk為單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值;K為安全系數(shù)，K取2。

由此可知，設(shè)計(jì)中采用的樁基容許承載力大致為極限承載力的一半，也就是說，相對(duì)于極限承載力而言，容許承載力保留了50%的富余度，而這50%的富余度應(yīng)為防止工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中出現(xiàn)某些未知風(fēng)險(xiǎn)，故式（1）的條件被突破即意味著保留的這50%的富余度開始被削弱，工程抵御未知風(fēng)險(xiǎn)的能力降低，這種認(rèn)識(shí)對(duì)制訂采砂坑對(duì)渡槽樁基影響嚴(yán)重程度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有借鑒意義。為安全起見，制訂采砂坑對(duì)渡槽樁基影響嚴(yán)重程度的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)如表1所列。該標(biāo)準(zhǔn)的基本思想是：以規(guī)范規(guī)定的樁基承載力為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)R≥0時(shí)，樁基承載力滿足規(guī)范要求，渡槽運(yùn)行是無風(fēng)險(xiǎn)的;但當(dāng)樁基受采砂坑削弱后，若樁基礎(chǔ)的承載力低于其承受的荷載即R<0，則渡槽運(yùn)行是有風(fēng)險(xiǎn)的，并且低得越多，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越高。

對(duì)所有渡槽考慮采砂坑引起河床下切后的樁基承載力進(jìn)行復(fù)核后發(fā)現(xiàn)：有15座渡槽樁基承載力的富余度R≥0，仍然滿足規(guī)范要求，屬無風(fēng)險(xiǎn)，采砂坑對(duì)渡槽運(yùn)行沒有影響;有2座渡槽-5%

4.3采砂坑對(duì)渡槽進(jìn)出口建筑物的影響評(píng)估

嚴(yán)格地說，應(yīng)對(duì)現(xiàn)狀條件下的邊坡穩(wěn)定進(jìn)行定量分析以確定采砂坑是否對(duì)渡槽進(jìn)出口建筑物造成影響，然而，受資料限制，這項(xiàng)工作是難以實(shí)現(xiàn)的，只能采用其他方法近似評(píng)估。根據(jù)GB 50286-98《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，1，2級(jí)土堤的堤坡不宜陡于1∶3[18]，故根據(jù)該規(guī)范，認(rèn)為坡度緩于1∶3的土坡是相對(duì)安全的。因此，參考此標(biāo)準(zhǔn)并保留一定的安全裕度制訂的采砂坑對(duì)渡槽進(jìn)出口建筑物影響嚴(yán)重程度的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)如表2所列，該標(biāo)準(zhǔn)的基本思想仍然是以規(guī)范規(guī)定的基準(zhǔn)為基本出發(fā)點(diǎn)，當(dāng)采砂坑距渡槽進(jìn)出口建筑物的距離低于規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，有可能造成建筑物失穩(wěn)，為高風(fēng)險(xiǎn)。相反，采砂坑距渡槽進(jìn)出口建筑物越遠(yuǎn)，風(fēng)險(xiǎn)越小。

根據(jù)調(diào)查資料，所有梁式輸水渡槽交叉斷面附近的采砂坑距渡槽進(jìn)出口建筑物的距離都在10H以上，如圖8所示的距渡槽出口建筑物較近的采砂坑，其距渡槽出口建筑物的距離也有70 m，最大深度約5 m，距離深度比達(dá)到14倍以上，因此，采砂坑對(duì)所有渡槽進(jìn)出口建筑物均沒有影響，屬無風(fēng)險(xiǎn)，不需采取額外的應(yīng)對(duì)措施。

4.4采砂坑對(duì)渡槽影響的整體評(píng)價(jià)

綜合以上兩項(xiàng)評(píng)估成果可以看出，僅有4座梁式輸水渡槽受采砂坑影響存在一定的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，其中：一般風(fēng)險(xiǎn)2座，占總數(shù)的10.5%;低風(fēng)險(xiǎn)2座，占10.5%;其他無風(fēng)險(xiǎn)的15座，占79.0%，如表3所列。從表中可以看出，無論從受采砂坑影響的絕對(duì)數(shù)量還是從受影響的嚴(yán)重程度均可以得出結(jié)論：南水北調(diào)中線工程梁式輸水渡槽受采砂坑影響不嚴(yán)重。

5采砂坑的應(yīng)對(duì)措施

南水北調(diào)中線工程是一項(xiàng)重要的民生工程，已成為北京、天津、鄭州、石家莊等大中城市的主要生活水源，供水效益和戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施地位突出[19]，因此，必須保障安全運(yùn)行，不容有失。針對(duì)本文的分析成果，結(jié)合南水北調(diào)中線工程建成以來的成功運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)梁式輸水渡槽交叉河流的采砂坑提出以下幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施：① 對(duì)一般風(fēng)險(xiǎn)以上的渡槽，應(yīng)盡快采取工程措施如設(shè)置防沖墻[20]、整治河道等，防止采砂坑造成河床大幅下切，以確保工程的安全運(yùn)行;② 對(duì)低風(fēng)險(xiǎn)的渡槽，密切關(guān)注渡槽的沉降、裂縫滲漏等狀態(tài)指標(biāo)，若出現(xiàn)異常，應(yīng)進(jìn)一步論證采砂坑的影響;③ 嚴(yán)格執(zhí)行《南水北調(diào)工程供用水管理?xiàng)l例》，在交叉斷面上游1 km至下游3 km的保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)，杜絕采砂活動(dòng);④ 交叉河流管理部門應(yīng)科學(xué)制訂河道采砂計(jì)劃，防止保護(hù)區(qū)以外的河道出現(xiàn)嚴(yán)重下切，堅(jiān)決制止“濫開亂采”現(xiàn)象;⑤ 建立南水北調(diào)中線工程管理部門與各屬地水利管理部門的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，為工程的安全運(yùn)行夯實(shí)制度保障。

6結(jié) 語

研究認(rèn)為，對(duì)南水北調(diào)中線工程梁式輸水渡槽影響較大的采砂坑主要分布在交叉斷面上游1 000 m至交叉斷面下游3 000 m范圍內(nèi)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，共有10座渡槽在上述范圍內(nèi)存在采砂坑，約占總數(shù)的52.6%，但經(jīng)定量評(píng)估后發(fā)現(xiàn)，受采砂坑削弱后，僅有4座渡槽存在一定的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，其余15座渡槽仍能滿足規(guī)范要求。按照本文制訂的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，4座有風(fēng)險(xiǎn)的渡槽中，僅有2座渡槽屬于一般風(fēng)險(xiǎn)，其余2座為低風(fēng)險(xiǎn)，受采砂坑影響輕微，因此，從受影響的渡槽數(shù)量和影響的嚴(yán)重程度可以判斷，采砂坑對(duì)南水北調(diào)中線工程梁式輸水渡槽的整體影響并不嚴(yán)重?？紤]到南水北調(diào)中線工程的重要性，應(yīng)對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)的渡槽進(jìn)行分類管理，采取相應(yīng)的對(duì)策措施，確保工程的安全運(yùn)行。

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（編輯：黃文晉）

Abstract：The practice shows that sand-pits have some influence on the safety operation of Middle Route of South-to-North Water Diversion Project.And this research mainly focuses on evaluating the influence of sand-pits on water conveyance beam aqueducts with quantitative methods.Firstly，the influence distance of sand-pits was studied through empirical formulas of headward erosion and the results showed that sand-pits with great impact on the aqueducts were mainly located in the range of 1 000 m upstream to 3 000 m downstream of the cross-section.Secondly，a comprehensive investigation was conducted and the results showed that about 52.6% of aqueducts have sand-pits in the above mentioned scope and some cross sections even had been under incised.Thirdly，risk assessment indices were proposed based on the reduction of bearing capacity of pile foundation as well as the distance between the sand-pits and the import or export structures，and the results of a quantitative assessment indicated that the overall impact of sand-pits on the water conveyance beam aqueducts in Middle Route of South-to-North Water Diversion Project was not serious.Finally，a series of countermeasures were put forward according to the assessment results.

Key words：safe operation of aqueducts;sand-pits;headward erosion;bearing capacity of pile foundation;Middle Route of South-to-North Water Diversion Project