石津干渠大田南干段工程設計研究

張冠楠 呂 靜 李國章

（河北省石津灌區管理局 河北 石家莊 050051）

1 工程概況

1.1 工程等別。根據 《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)的規定，大田南干段承擔灌溉面積18.54萬畝，從灌溉規模考慮，屬于中型工程，工程等別為Ⅲ等，但是石津干渠大田南干段下游供水目標為滄州，屬重要供水目標，按供水工程考慮，該段渠道工程為Ⅱ等工程，兩項綜合考慮，石津干渠大田南干段規模確定為Ⅱ等。

1.2 工程建筑物級別。①主要建筑物：大田南干進水閘、北杜莊節制閘閘室及上下游連接段，大田北分干進水閘、大田南干一分干節制閘、大田南干一分干進水閘閘室及上游漸變段，分水口閘室及上游漸變段，朱家河排水倒虹吸管身段及上下游漸變段為主要建筑物，建筑物級別為2級；②次要建筑物：大田北分干進水閘、大田南干一分干節制閘、大田南干一分干進水閘下游消能段，分水口下游消能防沖段，朱家河排水倒虹吸上下游防護段為次要建筑物，建筑物級別為3級。

1.3 防洪抗震設防標準。本段渠道設計洪水標準為50年一遇，校核洪水標準為100年一遇；2級建筑物設計洪水標準為50年一遇，校核洪水標準為100年一遇。渠道與各類河渠交叉建筑物的連接段，按相應建筑物防洪標準設防，本渠段建筑物抗震設計烈度為7度。

2 輸水線路布置

2.1 滿足供水目標要求。充分利用已有灌溉渠道進行擴建改造，改造現有渠道要盡量少增、不增占地，對渠道走向、彎道不做大的調整。改造灌溉渠道要統籌考慮灌溉、供水建筑物的結合與互用。選擇地質條件相對較好的地段布設渠線。渠線力求順直，線路最短，投資最省。盡量避開居民點、工礦企業、重點文物及軍事設施。

2.2 配套工程。穿越鐵路、公路以及河流時，在保證渠線順直情況下盡量與之正交，并選擇順直、穩定的河段布設渠線。石津干渠工程大田南干段的輸水線路起點為大田南(北)分干進水閘(樁號115+654)，終點為大田南干一分干進水閘(樁號120+551)。

3 渠道工程布置

3.1 渠道配置。河北省南水北調配套工程石津干渠工程大田南干段位于深州市區東南部，起點為石津總干渠末端的大田莊樞紐，沿大田南干渠南下至大田南干一分干樞紐下游，渠道起始樁號115+654，結束樁號120+551，長4 897 m。大田南干段渠道為明渠輸水，斷面形式為梯形斷面，渠道底寬5 m，縱坡1/1 100，內邊坡系數2.0，全斷面混凝土襯砌，襯砌高3.26～3.66 m。

3.2 建筑物配置。大田南干段渠道新建、重建水工建筑物共有20座，與配套工程和灌區節水改造結合的有19座、渠渠交叉建筑物1座，與配套工程和灌區節水改造規劃結合的建筑物中，節制閘3座，其中大田南干一分干節制閘為新建，其余2座為重建；農業灌溉進水閘(分水閘)16座，均為重建；排水倒虹吸1座，由原朱家河涵洞式渡槽改建。

3.3 交通橋及水位控制。本渠段現有交通橋6座，其中4座交通橋需拆除重建，列入本報告。1座需要加高(石黃高速橋)，由交通部門負責實施。大田南干段末端控制水位為大田南干一分干進水閘加大水位20.42 m，該水位也是壓力箱涵進水閘控制水位，壓力箱涵進水閘運行工況為定水位運行；渠道始端控制水位為大田南干進水閘閘前灌溉加大水位21.13 m。中間各段水面線設計按照灌溉進水閘閘前設計水位控制。

4 渠道斷面設計

4.1 斷面形式。本段為原有灌溉渠道改建，渠道現狀按照灌溉分支渠及地形情況確定了進水閘、節制閘位置。渠道縱坡按現有節制閘位置分段設計。本段渠道利用大田南干現有灌渠擴挖，設計縱坡1/1100。大田南干段渠道現狀為U型斷面及梯形斷面2種型式。西干支節制閘上游部分已襯砌的渠段為U形斷面，其它渠段為梯形斷面。大田南干段渠道斷面較大，局部擴挖即可滿足配套輸水要求，該段渠道采用梯形斷面，渠道底寬5.0 m，內邊坡1∶2，外邊坡1∶1.75。

4.2 渠頂高程。由于石津灌區管理范圍線的限制，大田莊至趙村南橋(115+654～120+156)巡視道路設在右堤，所以右堤寬5.5 m，左堤寬3 m。趙村南橋至大田南干一分干進水閘(120+156～120+551)巡視道路設在左堤，考慮本段道路不能封閉，左堤寬按5.5 m考慮，右堤寬3 m。本渠段渠道均為半地上渠道，根據洪水分析結論，本段渠道不受洪水影響，綜合分析外部瀝水和渠內水位影響，渠頂高程根據內水確定。

4.3 混凝土襯砌

4.3.1 渠道過水斷面全部采用混凝土襯砌，大田南干斷面為梯形斷面，考慮到阻水小的橋墩、彎道、襯砌分縫等因素的影響，結合灌區已有工程，渠道綜合糙率采用0.015。渠道滲漏損失主要與渠床的土壤性質、水文地質條件、渠道濕度及輸水時間等因素有關，渠道滲漏損失量隨滲漏過程而變，一般可分為自由滲漏和頂托滲漏。

4.3.2 大田南干段為半填半挖渠道，設計加大水位超出1.5～2 m。參照南水北調總干渠填方段工程實例，結合對各類襯砌材料進行分析比較，采用復合土工膜與混凝土襯砌相結合的防滲方案。混凝土襯砌厚度：邊坡為10 cm，渠底為8 cm，下面鋪設復合土工膜。防滲后渠道滲漏量為每年126萬m3。