汾南灌區(qū)二級干渠改造工程簡述

武肖莉

（山西省禹門口水利工程管理局，山西 太原030002）

汾南灌區(qū)二級干渠改造工程簡述

武肖莉

（山西省禹門口水利工程管理局，山西 太原030002）

闡述了汾南灌區(qū)二級干渠現狀，針對實際情況提出相應的改造方案，指出，汾南灌區(qū)二級干渠改造后，防洪標準能達到20年一遇校核，可發(fā)揮其防洪、節(jié)制、蓄水、灌溉作用，為山西省工農業(yè)經濟發(fā)展和社會繁榮穩(wěn)定起到重要作用。

二級干渠；現狀問題；改造方案；汾南灌區(qū)

1 工程概況

汾南灌區(qū)位于運城市稷山和萬榮兩縣汾河南岸的二級階地，高程約450～525m，地形南高北低，地面坡度1/200～1/300。灌區(qū)以黃土和黏土為主，適合農作物生長，多年平均降雨量489.7mm。設計規(guī)模為六級六站，總裝機26臺，裝機容量10200 kW，總揚程157m，提水流量4.5m3/s，設計灌溉面積1.509 3萬hm2，灌溉稷山、萬榮6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，70多個行政村，受益人口15萬，其中稷山境內1.193 3萬hm2，萬榮境內0.313 3萬hm2。灌區(qū)現有一至六級總干渠，總長11.85 km；分干渠8條，總長85 km；支渠84條，總長165 km。共有各類骨干渠道建筑物2 803座。

本次設計汾南灌區(qū)的內容為：二級干渠進行防滲處理，并對渠系有關建筑物進行配套改造。二級干渠渠道設計流量16.0m3/s，根據《灌溉與排水工程設計規(guī)范》確定二級干渠級別為4級。

2 工程現狀及改造方案

2.1 渠道

二級干渠樁號0+000—3+765.7段原設計為矩形渠道，渠寬4.0m，渠深3.6m，現狀渠道基本完好，部分渠道襯砌損壞。經水力復核計算后渠道設計水深3.11m，原渠道超高0.49m，規(guī)范要求超高0.98m，不滿足現行規(guī)范要求，原設計渠道襯砌混凝土強度等級為C15，沒有抗凍和抗?jié)B要求，現狀渠道襯砌運行水位下由于凍融破壞，出現不同程度的剝蝕，本次改造設計對原渠道清淤后，對渠道襯砌剝蝕的渠段進行鑿除并重新砌筑厚10 cm的C20混凝土襯砌，混凝土抗凍等級要求不低于F150，抗?jié)B等級要求不低于W4，并對渠道根據現行規(guī)范要求進行加高處理。

二級干渠樁號3+765.7—8+078.7段原設計流量14.5m3/s，改造設計流量16.0m3/s?，F狀樁號3+765.7—8+078.7段渠道原設計為梯形斷面，底寬1.6m，內邊坡系數1.5。改造設計為弧底梯形斷面，考慮到渠道改造不產生新的永久占地和盡量減小加高渠道對巡渠路寬度的影響，渠道加高采用在原渠頂現澆混凝土擋墩，在渠道襯砌與混凝土擋墩間設沉降縫。二級干渠樁號3+765.7—8+078.7段渠道改造為弧底梯形斷面，底弧半徑2.5m，弧段弦長2.77m，圓心角67.38°，渠道內邊坡系數1.5，渠深3.3m。渠道采用厚10 cm現澆C25鋼筋混凝土襯砌，其下鋪設PE復合土工膜（兩布一膜）進行防滲，膜厚0.35mm，密度不小于920g/m3，膜重不小于320 g/m2，布重400 g/m2，總重720 g/m2。填方段渠道外邊坡系數1.0，挖方段渠頂留1.0m寬的馬道，渠堤以上開挖邊坡采用1∶0.7，坡腳設C20混凝土排水溝，排水溝采用矩形斷面，口寬40 cm，深30 cm，厚度15 cm。渠道左堤為土路，作為人行道，右堤頂采用30 cm厚泥結石路面，作為行車巡渠路。

根據地質資料，改造段二級干渠多數渠段地基存在不同程度的濕陷性，設計時考慮到該段渠道已運行近20年，渠道沉陷基本趨于穩(wěn)定，本次設計在原有渠道基礎上進行防滲改造處理，原有渠道不拆除，渠道改造不產生新的永久占地，故不存在地基及邊坡的安全性問題。

2.2 建筑物

本次改造段二級干渠建筑物主要包括節(jié)制泄水閘、輸水隧洞及暗涵、排洪涵洞、橋。

2.2.1 節(jié)制泄水閘

本次改造一級干渠由于渠線改線，新建1座分水閘向龍門灌區(qū)供水。改造段二級干渠樁號0+000—8+ 078段布置節(jié)制閘3座，泄水閘3座，干斗口6座?，F狀1號節(jié)制泄水閘由于渠道變形閘門無法啟吊，已拆除，本次改造設計在原位置樁號2+440.9新建1號節(jié)制泄水閘；2號節(jié)制泄水閘由于泄水閘下游溝槽已建廠礦，下泄水流已無出路，故將現狀2號節(jié)制泄水閘拆除，新建泄水閘建于向上游改移76m至二級干渠樁號3+689.2處。

2.2.2 隧洞及暗涵

二級干渠原樁號0+135.4—0+550段渠道位于邊山地帶，原設計渠線是沿等高線在山邊繞行，渠道斷面為矩形斷面上增加拱頂，隨著當地工業(yè)的發(fā)展，埋涵周邊的地形地貌均已發(fā)生變化，當地村民建起了采石廠，使山洪水流流向發(fā)生了變化，特別是近幾年來，每到汛期埋涵段渠道均發(fā)生險情。目前，已對暗涵個別段采取了臨時防護措施，現狀暗涵右岸邊墻側為20m左右的陡山坡，暗涵一旦發(fā)生險情將威脅到山西鋁廠石礦、龍門水泥廠和龍門新村的安全，影響整個二級干渠的安全運行。根據現狀暗涵情況，在暗涵右岸邊墻外做一道漿砌石防護墻對暗涵右側邊墻基礎進行加固，其防護作用不大，故本次改造設計將該段暗涵改線采用隧洞方案通過。

考慮到隧洞洞線布置不影響原1號隧洞出口處山洪溝攔洪壩及其東側排洪渠，本側改線段隧洞進口布置在排洪渠東側，出口處布置在1號渡槽前山洪溝東側，隧洞全長373m，設計過流能力16m3/s，設計縱坡采用原渠道設計縱坡1/4 000，糙率0.014。為了便于隧洞與上游暗涵和下游矩形渠的銜接，隧洞過水斷面為直墻圓拱式C30鋼筋混凝土結構，凈寬4m，直墻高2.3m，上部為180°半圓拱，設計水深3.15m。

改線段2號隧洞位于二級干渠樁號0+181.2—0+ 554.2，全長373m，其中進口明挖段長33.1m，出口明挖段長66.1m，穿越Ⅵ類圍巖長112.0m，穿越Ⅴ類圍巖段長161.8m。設計根據圍巖類別分為三種襯砌類型：Ⅳ類圍巖采用Ⅰ型襯砌斷面型式；Ⅴ類圍巖采用Ⅱ型襯砌斷面型式；進出口明洞段采用Ⅲ型襯砌斷面型式。Ⅰ型襯砌斷面型式為：頂拱范圍內設直徑25mm系統(tǒng)錨桿，長2.0m，間排距1.0m，梅花型布置，頂拱及側墻掛直徑8m，間距150 cm的鋼筋網，并噴10 cm厚C20混凝土，必要時輔以鋼拱架支護，隧洞襯砌底板厚45 cm，側墻及頂拱厚35 cm的C30鋼筋混凝土結構；Ⅱ型襯砌斷面型式為：頂拱范圍內設直徑25mm的系統(tǒng)錨桿，長2.0m，間排距1.0m，梅花型布置，頂拱及側墻掛直徑8 m，間距150 cm的鋼筋網，并噴15 cm厚C20混凝土，必要時采取超前小導管注漿加鋼拱架支護，隧洞襯砌底板厚50 cm，側墻及頂拱厚40 cm的C30鋼筋混凝土結構；Ⅲ型襯砌斷面型式為：采用底板、側墻和頂拱厚均為40 cm的C30鋼筋混凝土斷面。

Ⅴ類圍巖進出口洞段由于隧洞洞挖巖體破碎、松散，穩(wěn)定性極差，極易坍塌，在隧洞進出口各30m范圍內擬采用管棚加鋼拱架支護方案；Ⅴ類圍巖除進出口洞段，隧洞開挖采用超前小導管加鋼拱架支護方案；Ⅳ類圍巖洞段采用鋼拱架支護方案。

隧洞回填灌漿在頂拱中心角120°范圍內進行，回填灌漿孔間距2.0m，排距2.0m，Ⅳ類圍巖洞段灌漿壓力0.2MPa，Ⅴ類圍巖洞段灌漿壓力0.1MPa。

洞身段每8m設一道沉降縫，縫寬2 cm，沉降縫采用651橡膠止水帶進行止水，臨水面填3 cm厚雙組份聚硫密封膏，止水帶內外側填PE低發(fā)泡沫板。

2.2.3 排洪涵洞

本次改造段二級干渠現狀共布置有8座排洪涵洞，經現場勘察，多數排洪涵洞內有不同程度的滲水現象，原涵洞漿砌石勾縫已損壞，勾縫砂漿脫落，4號排洪涵洞淤泥已滿，上游洪溝內洪水無法下泄，本次改造設計對4號排洪涵洞進行拆除改建；對其余排洪涵洞進行清淤后，再對排洪涵洞溝槽上游40m，下游30m范圍內影響行洪的斷面進行整修，再在溝底做一層厚50 cm的格賓石籠護底，最后對排洪涵洞洞身漿砌石重新進行勾縫。

4號排洪涵洞由進口豎井段、洞身段和排洪渠三部分組成。由于地面高程在渠底附近，因此在進口布置豎井段，洪水通過進口豎井段進入渠底洞身段，通過排洪渠排泄至下游已建排洪渠，排洪涵洞洞身及排洪渠設計底坡1/35。進口豎井段長8.0m，深2.1m，采用M7.5漿砌石結構，底板厚度0.5m，邊墻為貼坡式，坡度1∶1，側墻頂寬0.5m，底寬1.5m。洞身為矩形斷面，洞身段長30m，采用1孔C25鋼筋混凝土結構。斷面尺寸為凈寬3.0m，凈高1.6m。涵洞頂板、側墻和底板厚均40 cm，洞身每10.0m設一道沉降縫，縫寬3 cm，采用651橡膠止水帶進行止水?；炷量箖龅燃塅150，抗?jié)B等級W4。出口排洪渠采用矩形斷面，底寬3.0m，高2.0m，長63.0m，與下游已建排洪渠相接。

排洪涵洞基礎處理采用厚50 cm3∶7灰土墊層進行換填處理，基底夯實壓實系數要求不低于0.95，灰土墊層壓實系數要求不低于0.97。

2.2.4 橋

本次二級干渠改造段干渠渠道上共布置各類橋24座，拆除2座影響渠道過流的廢棄機耕橋，其中1座機耕橋和1座公路橋改造為輸水涵洞（上部行車），本次改造橋共12座，其中改造公路橋1座，進村橋1座，機耕橋10座。

新改造橋凈跨尺寸均大于渠道口寬，橋面寬度基本采用根據現狀橋寬。根據實際情況，公路橋的荷載設計標準采用公路—Ⅰ級荷載標準，進村橋的荷載設計標準采用公路—Ⅱ級荷載標準，機耕橋的荷載設計標準采用農橋—Ⅰ級荷載標準。

根據地質勘探資料，本次改造橋的基礎處理共采用兩種處理方案。對地基具有Ⅲ級濕陷性和Ⅱ級濕陷性公路橋基礎處理采用直徑1 200mm的C30鋼混凝土灌注樁進行處理；對Ⅱ級和Ⅰ級濕陷性，Ⅰ級輕微濕陷性地基，機耕橋和進村橋采用擴大基礎換填厚100 cm3∶7灰土墊層進行處理?；娱_挖后，基底夯實及灰土墊層壓實系數要求不低于0.95。

3 結語

汾南灌區(qū)二級干渠改造后，防洪標準將達到20年一遇校核，設計引水流量16.0m3/s，可發(fā)揮其防洪、節(jié)制、蓄水、灌溉作用，為山西省工農業(yè)經濟發(fā)展和社會繁榮穩(wěn)定起到重要作用。

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］1004-7042（2016）08-0010-02

武肖莉（1983-），女，2011年畢業(yè)于河海大學水利水電工程專業(yè)，助理工程師。

2016-06-04；

2016-07-12