南水北調(diào)中線工程中的渡槽

渡槽又稱高架渠、過水橋，兩端與渠道銜接，是一組由橋渠、隧道或溝渠構(gòu)成的輸水系統(tǒng)。渡槽通常架設(shè)于山谷、洼地、河流之上，用于通水、通行和通航，還用來把遠(yuǎn)處的水引至水量不足的城鎮(zhèn)、農(nóng)村以供飲用和灌溉。

世界上較早的渡槽誕生于中東和西亞地區(qū)。公元前700余年，亞美尼亞已有渡槽。公元前19年，在今法國境內(nèi)修建了槽長274米的蓬迪加爾渡槽，為塊石干砌拱形結(jié)構(gòu)，如今成為法國一處人文景觀。

羅馬第一條供水渡槽是建于公元前312年的阿庇渡槽，第十條也是最后一條則是公元226年建成的阿歷山大渡槽；最長最壯觀的是建于公元前114年的馬西亞渡槽，雖然水源離羅馬僅僅37公里，但引水工程本身長達(dá)92公里。這是因?yàn)橐こ桃３忠欢ㄆ露纫赖匦蔚孛豺暄亚鄣匦藿ㄖ省?/p>

中國最古老的渡槽距今已有2000余年，早期修建的渡槽多為木石結(jié)構(gòu)。酈道元《水經(jīng)注》有西漢長安未央宮“飛渠引水入城”之說，“飛渠”即為現(xiàn)在的飲水工程。20世紀(jì)30年代出現(xiàn)了鋼筋混凝土飲水工程，60年代以后，隨著大型灌區(qū)工程發(fā)展，各種輕型結(jié)構(gòu)渡槽、大跨度拱式渡槽被廣泛采用，預(yù)制裝配式施工方法也得到推廣，結(jié)構(gòu)形式、優(yōu)選理論、新型材料、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)及先進(jìn)施工技術(shù)等已開始應(yīng)用。

南水北調(diào)工程中，有40余座引水跨越山谷和江河的渡槽，而南水北調(diào)中線工程擁有21座渡槽，占整個(gè)東、中、西線工程渡槽總量的50%。南水北調(diào)中線工程由漢江中上游的湖北丹江口水庫引水，重點(diǎn)解決北京、天津、石家莊、鄭州等沿線20多座大中城市缺水問題，并兼顧沿線生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)用水，干渠總長1432公里。南水北調(diào)中線工程采取明渠全立交式輸水，在遇河流、公路時(shí)，通常會(huì)采用倒虹吸、渡槽的形式“跨”過去。

湍河渡槽，位于河南省鄧州市十林鎮(zhèn)與趙集鎮(zhèn)之間，距鄧州市26公里，是南水北調(diào)中線工程總干渠第一個(gè)大型控制性工程，也是世界上最大的U形渡槽。渡槽長1030米，主要建筑物由右岸渠道連接段、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9段組成，在右岸渠道連接段右側(cè)還設(shè)有退水閘一座。該工程總投資2.6億元。

湍河渡槽槽身為相互獨(dú)立的3槽預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土U形結(jié)構(gòu)，共18跨，單跨度40米，單跨槽身重量達(dá)1600噸。設(shè)計(jì)流量為350立方米每秒，加大流量為420立方米每秒，是迄今為止國內(nèi)同類工程中跨度最大、單跨過水?dāng)嗝孀畲?、單跨重量最大的輸水工程?/p>

沙河渡槽，位于河南省平頂山市魯山縣境內(nèi)，被稱為“世界上綜合規(guī)模最大”的渡槽工程。工程起點(diǎn)為魯山縣薛寨村北，終點(diǎn)為魯山坡東側(cè)三街村西。由9050米渡槽和2888.1米渠道組成。沙河渡槽宛如一條蜿蜒的空中巨龍，跨過沙河、大郎河，“馱載”著從漢江、丹江口而來的清水一路向北。沙河和大郎河河面之上采取梁式渡槽的方法，沙河至大郎河、大郎河至魯山坡段則采用箱式渡槽的方法。全長11.9多公里的沙河渡槽，設(shè)計(jì)流量為320立方米每秒，加大流量為380立方米每秒，水位為6.7米。U形槽身一次成型，單跨度達(dá)30米，一槽高8.3～9.2米，單片槽體重1200噸。沙河河床上U形渡槽長1675米。

洺河渡槽，位于河北省邯鄲市永年縣境內(nèi)，總長930米，是一座大型河渠交叉建筑物，由渡槽、節(jié)制閘、退水閘、檢修閘、排水閘組成的綜合樞紐工程?？偼顿Y2.2億元。它與太行余脈擦肩而過，飛懸于干涸的洺河之上。

據(jù)悉，該渡槽是世界上最大的單跨三槽一聯(lián)三向預(yù)應(yīng)力渡槽。單槽凈寬7米，凈高6.8米，設(shè)計(jì)流量230立方米每秒，加大流量250立方米每秒，40米跨槽身，每跨承重達(dá)5600噸。

洺河渡槽共有17個(gè)槽墩，每根槽墩均深入河底6米多，槽墩之下還有14根灌注樁支撐著，僅一根槽墩就能承受3萬多噸重量。地震設(shè)計(jì)抗烈度為7度。洺河渡槽共有16跨，這意味著即使是千余輛滿載負(fù)荷的大卡車同時(shí)從槽內(nèi)通過，渡槽也能承受得住。

青蘭渡槽，是邯鄲市區(qū)跨青蘭高速的渡槽。渡槽槽身長63米，單從長度和工程量來講，只能說是一些大型渡槽的“小兄弟”。由于總干渠在規(guī)劃階段對青蘭渡槽段工程分配額外水頭，且需兼顧已建高速公路引線工程布置，給渡槽的設(shè)計(jì)帶來極大困難。為此，工程設(shè)計(jì)人員創(chuàng)新性地提出了過水?dāng)嗝鏋樘菪?，槽身結(jié)構(gòu)為分離式扶壁梯形，在順流向平面上呈不對稱斜平行四邊形布置渡槽結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)布置使江水經(jīng)過青蘭渡槽時(shí)不會(huì)有水頭損失，確保了總干渠全程自流的態(tài)勢。同時(shí)，這種分離式扶壁梯形渡槽，屬國內(nèi)首例。

南水北調(diào)中線工程可緩解華北地區(qū)水資源危機(jī)，為河南、河北、北京、天津生活、工業(yè)增加供水64億立方米，增供農(nóng)業(yè)用水30億立方米。渡槽作為一種水利設(shè)施，在這項(xiàng)引水工程中發(fā)揮著重要作用。