臨清市紅旗渠入衛(wèi)穿堤涵閘工程對(duì)衛(wèi)運(yùn)河的影響分析

李法金，王金蓮

（臨清市水務(wù)局，山東 臨清 252600）

臨清市紅旗渠穿堤涵閘排水工程是利用市區(qū)地勢(shì)南高北低的特點(diǎn)，通過(guò)利用現(xiàn)有的匯通河、石河、紅旗渠、十八里干溝等排水河道，并通過(guò)整治現(xiàn)有河道和新建部分連通管道，形成整體串通的排水體系。除了城區(qū)南部大部分非汛期徑流通過(guò)匯通河頭閘口排澇涵閘排入衛(wèi)運(yùn)河外，其余部分非汛期徑流匯流至紅旗渠后，通過(guò)紅旗渠穿堤涵閘向西排入衛(wèi)運(yùn)河。紅旗渠入衛(wèi)穿堤涵閘是臨清市市區(qū)東部、北部非汛期雨澇水的主要出口，是城市排水規(guī)劃的重要組成部分。

1 工程概況

臨清市紅旗渠入衛(wèi)穿堤涵閘工程占地面積3300 m2。涵閘采用單孔形式穿越衛(wèi)運(yùn)河右堤，穿越位置在臨清市市區(qū)西北部，衛(wèi)運(yùn)河右堤68+020處。工程等別為IV等，工程規(guī)模屬?。?）型，穿堤涵閘級(jí)別與衛(wèi)運(yùn)河右堤均為2級(jí)。根據(jù)臨清市的實(shí)際情況，非汛期天然徑流量標(biāo)準(zhǔn)采用3年一遇。按照非汛期3年一遇排水標(biāo)準(zhǔn)確定規(guī)模，穿堤涵閘應(yīng)滿足衛(wèi)運(yùn)河50年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

工程閘前渠道設(shè)計(jì)指標(biāo)為：設(shè)計(jì)排水水位31.15 m；設(shè)計(jì)排水流量8.06 m3/s；設(shè)計(jì)渠底高程29.00 m。

涵閘設(shè)計(jì)指標(biāo)為:進(jìn)口閘底板高程29.00 m；出口閘底板高程 28.86 m；涵洞單孔尺寸 2 m×2 m(寬×高)；涵洞坡降i=1/500。

閘后灘地明渠設(shè)計(jì)指標(biāo)為:渠道進(jìn)口高程28.50 m；渠道出口高程 28.21 m；渠道底寬 2 m ；邊坡 1∶1.5；渠道比降i=1/1500；設(shè)計(jì)水深1.5 m；灘地高程30.50 m；襯砌高度2 m；襯砌超高0.5 m。

2 衛(wèi)運(yùn)河現(xiàn)狀

衛(wèi)運(yùn)河自西南向東北，穿越臨清市西部過(guò)境，在煙店的王莊入境，至石槽鄉(xiāng)的石佛以北出境，主要承接上游漳河、衛(wèi)河來(lái)水，境內(nèi)長(zhǎng) 44.184 km，境內(nèi)流域面積247.70 km2。衛(wèi)運(yùn)河屬于半地上河，堤距一般在700 m左右，甚至有1000～2000 m。大堤設(shè)計(jì)黃海高程38.0 m。市域境內(nèi)堤防長(zhǎng)度44.16 km，平灘流量下的河面寬度一般在120～200 m之間，水深為 7～10 m，為單式河槽，河床比降約為1/10000。防洪保證流量4000 m3／s，相應(yīng)水位36.78 m。堤頂高程按照超高2 m確定，強(qiáng)迫行洪流量按照堤防最少超高0.5 m計(jì)算，可達(dá)5500 m3／s。

3 工程對(duì)衛(wèi)運(yùn)河的影響分析

3.1 與現(xiàn)有水利工程的關(guān)系及影響分析

在涵閘穿越衛(wèi)運(yùn)河斷面68+020（右岸）處，右岸現(xiàn)狀堤頂高程為38.74 m，設(shè)計(jì)堤頂高程為38.49 m。右灘地高程為32.5 m，左灘地高程為32.65 m，河底高程24.72 m，設(shè)計(jì)水位 36.49 m，設(shè)計(jì)流量 4000 m3/s，排澇流量 1150 m3/s。

衛(wèi)運(yùn)河規(guī)劃仍按承泄漳河、衛(wèi)河下泄流量之和4000 m3/s治理，設(shè)計(jì)水面線與擴(kuò)大治理時(shí)水面線一致；排澇標(biāo)準(zhǔn)3年一遇，主槽斷面按平槽流量即設(shè)計(jì)排澇流量1150 m3/s恢復(fù)。堤防等級(jí)為2級(jí)，堤頂高程為設(shè)計(jì)洪水位加2 m超高，堤頂寬度為8 m，左、右堤標(biāo)準(zhǔn)相同。

工程位置處現(xiàn)狀堤頂高程高于設(shè)計(jì)堤頂高程，不存在堤防加高、培厚問(wèn)題，現(xiàn)狀主槽與擴(kuò)大治理時(shí)變化不大（只有局部輕微淤積），因此依據(jù)工程要求只對(duì)主槽斷面按平槽流量即設(shè)計(jì)排澇流量1150 m3/s恢復(fù)，而涵閘建筑物只要陡坡段（長(zhǎng)10 m）和拋石槽段（長(zhǎng)6 m）在主槽邊坡，但均在河道規(guī)劃斷面以下，故穿堤涵閘工程的實(shí)施不影響衛(wèi)運(yùn)河水利規(guī)劃實(shí)施，對(duì)該段河道治理不產(chǎn)生影響。

3.2 與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)及管理要求的適應(yīng)性分析

紅旗渠入衛(wèi)穿堤涵閘穿堤部分采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，整體性好，剛度大，并且采用規(guī)則的矩形斷面，荷載、結(jié)構(gòu)布置對(duì)稱，進(jìn)、出口均設(shè)置可靠的消能設(shè)施，堤防兩側(cè)均設(shè)置有及時(shí)開閉的閘門；同時(shí)此處河道較順直，水流流態(tài)平順，堤岸堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，因此穿堤涵閘的建設(shè)與現(xiàn)有防洪防凌標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)技術(shù)、管理要求不沖突。

經(jīng)計(jì)算工程位置處設(shè)計(jì)水位為36.49 m，而堤內(nèi)機(jī)架橋面高程為36.53 m，稍高于設(shè)計(jì)洪水位，為保證閘門能正常、及時(shí)關(guān)閉，需適當(dāng)抬高機(jī)架橋面高程。

3.3 對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定的影響分析

通過(guò)抗滑穩(wěn)定計(jì)算得知，衛(wèi)運(yùn)河臨河坡左、右岸最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.48，大于衛(wèi)運(yùn)河堤防設(shè)計(jì)條件的安全系數(shù)1.25，滿足要求。背河坡左岸、右岸最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.41，大于衛(wèi)運(yùn)河堤防設(shè)計(jì)條件的安全系數(shù)1.25，滿足要求。穿堤涵閘的修建沒(méi)有對(duì)河槽、灘地的位置及形式造成改變，即使涵閘排澇，流量較?。ㄔO(shè)計(jì)排澇流量 8.06 m3/s），在涵洞出口設(shè)置消能設(shè)施，不會(huì)改變主槽水流的方向，因此，對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定不產(chǎn)生影響。

3.4 對(duì)堤防護(hù)岸等的影響分析

紅旗渠入衛(wèi)穿堤涵閘穿堤部分設(shè)有多道粘土截滲環(huán)，在堤身內(nèi)涵洞每節(jié)長(zhǎng)度較堤外部分縮短，并設(shè)置可靠止水，因此穿堤涵洞能滿足滲透要求，并能充分適應(yīng)堤防的不均勻沉降，為堤防及涵洞安全運(yùn)行提供了必要的保障。

由于涵閘施工需要對(duì)堤防進(jìn)行開挖、填筑，因此工程的建設(shè)對(duì)堤防護(hù)岸勢(shì)必產(chǎn)生一定影響，但是對(duì)堤防護(hù)岸采取一定的防治措施后，可將影響減小到最低。

3.5 對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響分析

紅旗渠入衛(wèi)穿堤涵閘工程穿堤涵洞埋設(shè)于衛(wèi)運(yùn)河大堤下6.5 m，施工結(jié)束后將對(duì)堤防按原設(shè)計(jì)進(jìn)行恢復(fù)，堤頂沒(méi)有建筑物，不阻斷堤頂防汛通道，因此對(duì)防汛搶險(xiǎn)不產(chǎn)生影響。

3.6 對(duì)第三人合法水事權(quán)益的影響分析

衛(wèi)運(yùn)河主要任務(wù)是防洪、排澇及灌溉，附近沒(méi)有飲用保護(hù)水源，上下游沒(méi)有取水口和建筑物，且涵閘只排放非汛期3年一遇澇水，不會(huì)引起河道內(nèi)水質(zhì)的變化，該工程的實(shí)施也不會(huì)引起水資源的流失和浪費(fèi)。工程范圍內(nèi)的土地占用、樹木賠償?shù)葐?wèn)題由建設(shè)單位另行妥善解決，其他事宜對(duì)第三人合法水事權(quán)益不會(huì)產(chǎn)生影響。

4 降低施工對(duì)衛(wèi)運(yùn)河影響的措施

4.1 降低項(xiàng)目施工過(guò)程中的影響

要降低建設(shè)項(xiàng)目施工過(guò)程中的影響，首選措施為調(diào)整施工進(jìn)度安排，根據(jù)水利年度安排施工，避免汛期施工。

由建設(shè)單位提供的施工方案可知，涵閘施工建設(shè)安排在非汛期，但施工過(guò)程中仍需做好防洪預(yù)案，科學(xué)確定施工期河道流量，根據(jù)施工期河道流量進(jìn)行圍堰、導(dǎo)流溝等設(shè)計(jì)，明確導(dǎo)流方案，并對(duì)非正常來(lái)水提出應(yīng)急措施。應(yīng)與水利管理部門密切配合，嚴(yán)格按制定的防洪預(yù)案施工；如遇河道行洪時(shí)，應(yīng)及時(shí)拆除及清理施工現(xiàn)場(chǎng)的腳手架、廢渣等河道行洪障礙物，施工機(jī)械、人員緊急撤離，恢復(fù)河道斷面，以利于河道行洪。

4.2 降低對(duì)堤防護(hù)岸的影響

由于涵閘施工需對(duì)堤防進(jìn)行開挖、填筑，勢(shì)必對(duì)已沉降相對(duì)穩(wěn)定的該處堤段產(chǎn)生一定影響，因此，在對(duì)堤防進(jìn)行開挖、填筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行。主要采取如下措施：

1）堤防填筑時(shí)，宜采用與原堤身相同的土料，并嚴(yán)格控制土料干密度，黏性土料壓實(shí)度不小于0.92，非黏性土料相對(duì)密度不小于0.65；

2）對(duì)堤防內(nèi)坡在涵閘軸線上下游各20 m范圍內(nèi)進(jìn)行漿砌石護(hù)砌，護(hù)砌厚度為0.40 m，下設(shè)反濾土工布，護(hù)砌石方量為267 m3；護(hù)砌基礎(chǔ)埋深應(yīng)考慮沖刷的影響。

3）在堤外、堤頂、堤內(nèi)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，定期檢測(cè)涵洞、堤防沉降及滲透情況，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)處理。

5 結(jié)論與建議

1）臨清市紅旗渠入衛(wèi)穿堤涵閘工程位置，河勢(shì)較穩(wěn)定，水流流態(tài)平順，岸坡穩(wěn)定，且河道底坡較緩，灘地較高，灘槽明顯，符合穿堤建筑選擇的一般水文要求，工程位置選擇較為合理。

2)該涵閘總體布置合理，結(jié)構(gòu)形式穩(wěn)定可靠，進(jìn)出口、穿堤涵洞等各分段滿足有關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)要求；穿堤涵洞長(zhǎng)86 m，未對(duì)堤防設(shè)計(jì)斷面造成削弱。

3)該涵閘在堤身內(nèi)的結(jié)構(gòu)分塊能較好適應(yīng)不均勻沉降，在河道內(nèi)沒(méi)有明顯阻水建筑物（只有機(jī)架橋突出地面，但阻水面積很?。粔嚎s河道過(guò)水?dāng)嗝?，因此能滿足河道行洪要求，并保證堤防運(yùn)行安全。

4)建議將堤內(nèi)機(jī)架橋面高程抬高至36.69 m以上，同時(shí)要考慮河道高水位運(yùn)行時(shí)機(jī)架橋與堤頂間的交通問(wèn)題。

5)為減少由于涵閘建設(shè)對(duì)堤防造成的影響，應(yīng)對(duì)堤防內(nèi)坡在涵閘軸線上下游各20 m范圍內(nèi)進(jìn)行漿砌石護(hù)砌，護(hù)砌厚度為0.40 m，下設(shè)反濾土工布，護(hù)砌基礎(chǔ)埋深應(yīng)考慮沖刷影響。

6)建議涵閘施工期間合理布置施工場(chǎng)地，在工程完工后應(yīng)及時(shí)按規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)堤防完整，并清除施工棄土、棄物等。

7)建議增加河道的防護(hù)設(shè)計(jì)，防護(hù)工程形式應(yīng)與河道管理部門協(xié)商確定。

8)為確保施工質(zhì)量，建議建設(shè)單位同水利主管部門密切配合，并宜委托有相應(yīng)水利水電監(jiān)理資質(zhì)的監(jiān)理單位對(duì)有關(guān)防洪方面的設(shè)計(jì)、施工進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督?？⒐べY料應(yīng)報(bào)有關(guān)水利主管部門存檔，以備查用。

總之，河道管理范圍內(nèi)新建橋梁、管道、取水口等跨河、穿河、攔河建筑物必須考慮防洪要求，否則容易造成汛期水位壅高、束水、挑流、沖刷等一系列問(wèn)題，從而對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定和防汛搶險(xiǎn)、水利管理造成很大影響，極大地增加防汛搶險(xiǎn)壓力和難度。通過(guò)分析紅旗渠入衛(wèi)穿堤涵閘工程對(duì)衛(wèi)運(yùn)河的影響，避免工程在設(shè)計(jì)或建設(shè)階段不符合防洪要求，從而使新建工程對(duì)河道原有防洪工程、河勢(shì)、防汛搶險(xiǎn)和水利管理的不利影響降到最低。