天堂停車區(qū)大灣側(cè)灌渠改移設(shè)計

王艷波，郭文龍

（1.山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，山西 太原 030032；2.山西省交通科技研發(fā)有限公司 黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗室，山西 太原 030032）

0 引言

云湛高速公路新興至陽春段從大灣側(cè)灌渠經(jīng)過，與大灣側(cè)灌渠明渠交叉，同時根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求[1]，天堂停車區(qū)又設(shè)在此處，導(dǎo)致不可避免會占用大灣側(cè)灌渠明渠部分，該停車區(qū)廣場凈占地為30畝，主線兩側(cè)各15畝，云湛高速主線及停車區(qū)與大灣側(cè)灌渠明渠位置見圖1。

圖1 云湛高速主線及停車區(qū)與大灣側(cè)灌渠位置圖

大灣側(cè)灌渠位于云浮市新興縣天堂鎮(zhèn)及河頭鎮(zhèn)，其設(shè)計功能為灌溉及提供飲用水，上游位于二壕水電站，通過水工隧道穿越山體將水引至溫氏種雞場側(cè)，然后采用明渠型式對天堂鎮(zhèn)及河頭鎮(zhèn)進(jìn)行供水。經(jīng)測量，水工隧道的斷面型式為拱形，底寬2 m，臺身高度1 m，拱圈直徑2 m，拱圈高度1 m，拱圈厚度0.3 m，水工隧道的砌筑材料為M7.5漿砌片石，為有壓力式；明渠的斷面型式為矩形，寬度不等，最寬處約為9～12 m，最窄處約為4～6 m，由于明渠段落縱坡較小，水流緩慢，明渠段水深約為1 m，渠底有淤泥約1 m。同時大灣側(cè)灌渠在水工隧道出口設(shè)置有支渠，供附近村莊灌溉使用。圖2為大灣側(cè)灌渠，圖3為大灣側(cè)灌渠支渠。

圖2 大灣側(cè)灌渠明渠

圖3 大灣側(cè)灌渠支渠

1 大灣側(cè)灌渠明渠改移設(shè)計

經(jīng)與新興縣水務(wù)局溝通，大灣側(cè)灌渠為天堂鎮(zhèn)及河頭鎮(zhèn)極為重要的供水通道，涉及下游幾萬人的生活及灌溉用水，因此必須對大灣側(cè)灌渠明渠部分進(jìn)行改移。結(jié)合現(xiàn)場地形，改移后的大灣側(cè)灌渠沿天堂停車區(qū)A場區(qū)外側(cè)布置，改移總長度541.232 m，縱坡為-0.1%，由于原渠渠底標(biāo)高較高，天堂停車區(qū)A場區(qū)外地面標(biāo)高較低，導(dǎo)致改移后的灌溉渠位于填方段，結(jié)合原渠尺寸，并考慮結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性，將此段改渠結(jié)構(gòu)型式確定為1-4×3 m箱涵，箱涵基礎(chǔ)位于填方路基上，路基寬度為6.5 m。涵洞全長范圍內(nèi)，每4～6 m應(yīng)設(shè)置一道沉降縫，由于箱涵內(nèi)會有常流水且水壓較大，沉降縫不采用傳統(tǒng)的瀝青麻絮填充，采用更高一級的橡膠止水帶，并在沉降縫表面涂抹水泥砂漿進(jìn)行封閉。改移后的大灣側(cè)灌渠平面位置圖及沉降縫處橡膠止水帶見圖4、圖5。

圖4 改移后的大灣側(cè)灌渠平面位置圖

圖5 沉降縫處橡膠止水帶

2 大灣側(cè)灌渠與主線交叉設(shè)計

施工圖外業(yè)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，主線樁號K22+067對應(yīng)大灣側(cè)灌渠明渠處放置一塊鋼筋混凝土蓋板，該處蓋板約為1 m寬，主要供人通行，不具備行車功能?？紤]到高速修建之后，附近村民需下穿公路上山耕作，設(shè)置涵洞應(yīng)兼顧人行功能，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求[2]，人行通道的凈高應(yīng)大于或等于2.2 m，凈寬應(yīng)大于等于4.0 m，涵洞尺寸初步擬定為4×3 m，同時大灣側(cè)灌渠也與主線存在交叉，結(jié)合下游改移后的箱涵尺寸為4×3 m，設(shè)置2-4×3 m鋼筋混凝土蓋板涵洞，小樁號處孔人行兼排水，大樁號處孔下游連接箱涵，上游連接水工隧道，涵洞進(jìn)出口設(shè)置矩形槽。兩孔涵洞范圍內(nèi)沉降縫處同樣采用橡膠止水帶。

3 大灣側(cè)灌渠支渠改移設(shè)計

大灣側(cè)灌渠支渠位于山坡坡腳處，沿路線左側(cè)布置，支渠為土渠，長約1 300 m，寬3 m，深2 m，溝底有少量常流水，其功能是為小樁號處蘇瓊村提供灌溉，高速公路修建后，該渠被完全占用。為保證下游村民的灌溉需求并征得新興縣水務(wù)局同意，設(shè)置1-1.5 m圓管涵從大灣側(cè)灌渠主渠引水，同時在部分陡坡路段設(shè)置擋墻以保證涵洞基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，圓管涵合計長度為1 052 m，在支渠與主線交叉時，設(shè)置1-2×2 m箱涵通過，主線共設(shè)置2道箱涵，合計長度210 m。圓管涵每隔100 m設(shè)置一道檢查井，方便清淤，檢查井豎向每隔40 cm設(shè)置一道Φ25扶梯鋼筋，保證養(yǎng)護(hù)人員能夠進(jìn)入，同時檢查井頂設(shè)置鐵篦子，保證行人安全。圖6為檢查井平面圖。

圖6 檢查井平面圖（單位：cm）

另外，根據(jù)水務(wù)局咨詢意見，為保證枯水季節(jié)大灣側(cè)灌渠的供水需求，在箱涵與圓管涵連接處設(shè)置一道平板鋼閘門，以便及時關(guān)閉支渠供水。圖7為平板鋼閘門。

圖7 平板式鋼閘門

4 水工隧道與蓋板涵洞連接設(shè)計

由于水工隧道的斷面型式為拱形，底寬2 m，臺身高度1 m，拱圈直徑2 m，拱圈高度1 m，而2-4×3 m鋼筋混凝土蓋板涵洞進(jìn)口為矩形槽，底寬4 m，高3 m，兩者尺寸不匹配，只能通過設(shè)置構(gòu)造物連接。構(gòu)造物可選擇C20現(xiàn)澆矩形槽加蓋板或鋼筋混凝土圓管涵等型式，但考慮到施工期間，水工隧道長時間停水會影響下游正常生產(chǎn)生活，最終采用1-2 m圓管涵。圓管涵壁厚22 cm，螺旋主筋采用Φ10，架立鋼筋采用Φ8，考慮到涵洞內(nèi)水壓較大，對圓管涵外側(cè)全斷面包封，同時圓管涵進(jìn)出口與原構(gòu)造物做好密封措施，防止水源泄漏。圓管涵施工完成后，頂面進(jìn)行回填土處理，保證2-4×3 m鋼筋混凝土蓋板涵洞小樁號處孔的人行功能。

5 其他附屬設(shè)施

由于大灣側(cè)灌渠改移之后，設(shè)置有541.232 m箱涵，考慮到清淤困難，新興水務(wù)局提出在水工隧道進(jìn)口二壕水電站位置設(shè)置1座沉砂池，長30 m，寬6 m，深2.5 m，同時配置沖砂閘1座，排砂渠20.5 m。沉砂池采用C20混凝土現(xiàn)澆，混凝土側(cè)墻護(hù)岸縱向每2 m鋪設(shè)一根Φ50 PVC排水管，分兩層，梅花型布置，墻身每10 m設(shè)置瀝青木板沉降縫一道，縫寬2 cm，PVC排水管外面采用土工布包頭外鋪砂石反濾料，砂石比例為1∶4，土工布規(guī)格為300 g/m2，同時地基承載力不小于0.12 MPa。排砂渠同樣采用C20混凝土現(xiàn)澆并配置鋼筋，每隔8.5 m設(shè)置一道伸縮-沉降縫，縫寬2 cm，采用瀝青木板填充，止水采用橡膠止水，鋼筋保護(hù)層厚度為35 mm，鋼筋錨固長度不小于30d。

6 結(jié)語

本文以天堂停車區(qū)大灣側(cè)灌渠改移設(shè)計為工程背景，通過設(shè)置箱涵、蓋板涵、圓管涵、橡膠止水帶、平板閥門、沉砂池、排砂渠等構(gòu)造物及工程措施，保證了改移后的灌溉渠能夠正常運(yùn)行，得出結(jié)論如下：

a）對于水系發(fā)達(dá)地區(qū)，外業(yè)調(diào)查應(yīng)詳盡細(xì)致。

b）施工圖期間，如路線占用水渠或水溝等構(gòu)筑物，應(yīng)及時與構(gòu)筑物產(chǎn)權(quán)單位溝通，避免施工完返工。

c）鋼筋混凝土箱涵適用于軟土路基[3]，對于在填方段修建的箱涵，且涵內(nèi)有常流水、水壓較大時，可采用橡膠止水帶代替瀝青麻絮填充沉降縫。