某干三支渠恢復(fù)工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

任 燁，王亞楠

（河南靈捷水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司，河南 南陽(yáng) 473000）

1 工程概況

根據(jù)設(shè)計(jì)資料，月季園東園面積44 hm2，園區(qū)澇水通過北側(cè)水系排入月季大道市政雨水管道；月季大道設(shè)計(jì)雨水管道管徑為600 mm，向東沿月季大道排入大橋北溝。目前，月季園段道路已實(shí)施，白桐路以東段道路及雨水管道均未實(shí)施。月季大道雨水管道設(shè)計(jì)流量不足以容納東園排澇流量，并且雨水管道暫時(shí)沒有排水出路；而園區(qū)駁岸距景觀水位較近，雨季存在排澇安全隱患，將給園區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施造成嚴(yán)重影響。

干三支渠位于白桐干渠樁號(hào)19+452左岸，支渠總長(zhǎng)13.20 km，設(shè)計(jì)引水流量1.84 m3/s，加大引水流量2.21 m3/s，效益灌溉面積2.03 萬(wàn)hm2。由于月季園北園及月季大道工程建設(shè)，三支進(jìn)水閘至黃莊西南節(jié)制閘渠段被填埋，下游農(nóng)田無(wú)法得到灌溉，諸多綜合影響因素顯示恢復(fù)渠道原有輸水功能勢(shì)在必行。

2 干三支渠恢復(fù)工程設(shè)計(jì)

2.1 白桐干三支渠現(xiàn)狀

干三支渠位于白桐干渠樁號(hào)19+452左岸，支渠總長(zhǎng)13.20 km，設(shè)計(jì)引水流量1.84 m3/s，加大引水流量2.21 m3/s，效益灌溉面積為2.03 萬(wàn)hm2。干三支進(jìn)水口底板高程125.12 m，閘門尺寸為2 m×2 m。在鴨灌2011 年度工程對(duì)樁號(hào)0+000～1+400 及2+300～4+450段進(jìn)行了護(hù)砌，渠道斷面為梯形，底寬為1.50 m，邊坡為1∶1.5，渠深1.18 m，襯砌材料為8 cm厚現(xiàn)澆C20混凝土，渠道比降為1∶2 000。2018 年《南陽(yáng)市城鄉(xiāng)一體化示范區(qū)白桐干渠月季公園段改造工程》中對(duì)干三支進(jìn)水閘進(jìn)行拆除重建，進(jìn)水閘位置、引水流量和閘孔尺寸與原來(lái)相同。閘室段總長(zhǎng)8 m，底板頂高程125.12 m，側(cè)墻頂高程127.86 m。底板采用C25 鋼筋混凝土，厚60 cm，下設(shè)10 cm厚C15混凝土墊層，側(cè)墻厚60 cm。閘室段上游側(cè)設(shè)交通橋，采用C30鋼筋混凝土現(xiàn)澆橋板，厚25 cm，寬5 m；下游側(cè)布置啟閉機(jī)室，墻體采用磚混結(jié)構(gòu)，尺寸為300×304 cm，配置LQ-8 t啟閉機(jī)1臺(tái)。閘孔尺寸2 m×2 m，采用平面鑄鐵閘門。消力池段：順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)7.50 m，池深0.50 m，末端消力坎寬0.40 m，斜坡段坡比1∶4，底板采用C20 混凝土，厚度0.40 m，底板頂高程為124.62 m，下設(shè)20 cm 厚的砂礫石墊層，并布置φ10排水孔，間距1 m，梅花形布置。

白桐干三支渠進(jìn)水閘至黃莊西南節(jié)制閘渠段被填埋，為解決下游農(nóng)田灌溉，對(duì)白桐干三支渠道恢復(fù)建設(shè)。

2.2 干三支渠恢復(fù)工程設(shè)計(jì)

此次干三支渠恢復(fù)工程范圍為樁號(hào)0+000～0+750，即干三支進(jìn)水閘消力池末端至下游黃莊西南節(jié)制閘，恢復(fù)長(zhǎng)度750 m，分為箱涵段和明渠段。①箱涵段長(zhǎng)度150 m，樁號(hào)范圍0+000～0+150即已建消力池末端至北園園區(qū)外30 m，比降為1∶1 000。該段主要位于月季園北園園區(qū)內(nèi)，設(shè)計(jì)考慮不影響現(xiàn)狀渠道的灌溉、供水功能，并盡可能與月季公園規(guī)劃相結(jié)合，因此該段采用箱涵。箱涵采用C25混凝土結(jié)構(gòu)，箱涵下部采用40 cm厚級(jí)配砂石換填，箱涵斷面凈尺寸寬×高為2.00 m×1.80 m，底板和側(cè)墻厚度為40 cm，頂板厚度為30 cm，箱涵每10 m 設(shè)一道伸縮縫。箱涵起始端底板高程為125.12 m，與北園已建消力池末端平順銜接，已建消力池?fù)鯄?yīng)加高至與箱涵頂板同一高程為127.12 m，擋墻順?biāo)鞣较驊?yīng)加高長(zhǎng)度為7.50 m；箱涵末端底板高程為124.97 m，通過漿砌石扭面與下游明渠銜接。②明渠段長(zhǎng)度600 m，樁號(hào)范圍0+150～0+750，即箱涵末端至黃莊西南節(jié)制閘，渠道比降為1∶2 000，該段采用原渠道的梯形斷面，渠道底寬2 m，邊坡為1∶1.50，渠深1.40 m，襯砌材料為10 cm厚現(xiàn)澆C20混凝土，渠道順?biāo)鞣较蛎? m設(shè)一道伸縮縫。明渠起始端渠底高程為124.96 m，與漿砌石扭面末端銜接；明渠末端渠底高程為124.67 m，與下游現(xiàn)狀渠道平順銜接。

2.3 渠道水力計(jì)算

2.3.1 糙率系數(shù)n的確定

混凝土襯砌，糙率系數(shù)n為0.015。

2.3.2 渠道比降的確定箱涵段進(jìn)口底板高程同消力池末端底板高程為125.12 m，出口底板高程為124.97 m，比降取1/1 000；明渠段出口渠底高程同現(xiàn)狀渠道為124.67 m，渠道比降與原渠道一致，比降取1/2 000。

2.3.3 渠道邊坡m的確定

根據(jù)渠道比降及渠道沿線現(xiàn)狀高程，箱涵段渠道開挖深度不大于5 m，粘土層渠道邊坡不小于1∶1，結(jié)合現(xiàn)狀渠道斷面，明渠段渠道邊坡確定為1.50。

2.3.4 渠道寬度的確定

干三支渠設(shè)計(jì)引水流量1.84 m3/s，加大引水流量2.21 m3/s，擬定的渠道斷面尺寸，按公式復(fù)核：

箱涵和明渠段渠道底寬均定為2 m，箱涵段計(jì)算結(jié)果：設(shè)計(jì)流量下水深0.65 m，加大流量下水深0.87 m，根據(jù)《灌溉與排水渠系建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》，無(wú)壓涵洞內(nèi)設(shè)計(jì)水面以上的凈空面積宜取涵內(nèi)橫斷面面積的10%～30%，且涵洞內(nèi)頂點(diǎn)至最高水面之間的凈空高度應(yīng)不小于D/6（D 為箱涵內(nèi)側(cè)高度），并不小于0.40 m，由以上計(jì)算可得箱涵凈高應(yīng)不小于1.27 m，考慮施工方便和后期渠道引水流量加大的因素，渠頂箱涵段凈高為1.80 m，設(shè)計(jì)流量下超高為1.15 m；加大流量下超高為0.93 m。

明渠段計(jì)算結(jié)果：設(shè)計(jì)流量水深0.61 m，加大流量水深0.75 m，根據(jù)《灌溉與排水渠系建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，渠道超高按1/4hb+0.20（m）計(jì)算，經(jīng)計(jì)算渠深應(yīng)不小于1.14 m，根據(jù)渠道沿線現(xiàn)狀地形條件，確定渠道襯砌高度為1.40 m，超高為0.65 m，滿足要求。渠道水力要素見表1，渠道設(shè)計(jì)斷面成果見表2。

表1 渠道水力要素表

表2 渠道斷面設(shè)計(jì)成果表 單位：m

2.4 相關(guān)管線遷建保護(hù)設(shè)計(jì)

渠道施工前應(yīng)掌握周圍供水、雨水、污水管道及電纜埋設(shè)等情況，做好遷建保護(hù)工作。其中箱涵段樁號(hào)0+010 位置有DN500 鋼筋混凝土截污管從箱涵下部穿過，在污水管頂部設(shè)21 cm 厚C25 鋼筋混凝土防護(hù)，防護(hù)尺寸為2 m×3 m。箱涵段0+010～0+100 內(nèi)的綠化給水管道及閘閥井需要拆除重建，拆除管道長(zhǎng)度291 m，拆除綠化管網(wǎng)閘閥井4座，箱涵工程施工完畢再予以復(fù)建。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上可知，認(rèn)識(shí)工程概況，針對(duì)白桐干三支渠現(xiàn)狀特點(diǎn)，分別就工程的箱涵段和明渠段著重構(gòu)造設(shè)計(jì)，完成渠道水力計(jì)算并獲得渠道設(shè)計(jì)斷面成果；注重相關(guān)管線遷建保護(hù)設(shè)計(jì)。