麗水機場沙溪改道工程型式研究

李 陽

（中國電建集團港航建設有限公司,天津 300000）

0 引言

城區的建設方針及建設規則勢必受自然河流的影響,因此,城區自然河流的改道將成為不可避免的問題[1]。麗水機場南山場址位于麗水市西南部的碧湖鎮東北、水閣工業園區南側、務嶺根隧道以北的區域,距離沙溪與大溪匯合口上游約500 m 處,橫跨沙溪。機場及航空產業園等的規劃實施,將沙溪一帶的天然山區變成較為平整的工業、產業用地。麗水機場跑道場地標高165 m,機場跑道由土方填筑而成,機場的建設將完全阻擋沙溪向大溪的排水,因此,為了解決沙溪排水問題,同時兼顧麗水市垃圾焚燒發電廠等企業的防洪安全,對河道出口段進行改造非常必要。

1 工程概況

沙溪為大溪支流之一,流域面積20.4 km2,主河長9.3 km。沙溪主峰海拔925.7 m,匯入大溪處的標高為60 m,天然落差較大,屬山溪性河道,坡陡流急,洪水漲落較快。沙溪現狀支流命名為北支、南支,與干流共同形成了沙溪水系,干流上有下章水庫。下章水庫為?。?）型水庫,總庫容為52 萬m3。

麗水機場及空港經濟區等的規劃實施,將沙溪一帶的天然山區開發成較為平整的工業、產業用地,使流域內的地形地貌發生較大改變,故區域內的防洪排澇布局需與園區規劃相適應。

2 改道方案

沙溪改道工程總體布置線路根據其工程任務要求及現狀地形地質條件、機場及附屬建筑物布置及周邊企業分布情況等,考慮以下四個方案進行技術經濟綜合比選。

2.1 涵洞方案

本方案基本上按照麗水南城防山洪排澇體系布置,沙溪在機場回填坡腳線范圍以內按原走向布置,通過涵洞下穿機場跑道,將沙溪主流、南支來水匯入下游河道。本方案總布置見圖1。涵洞方案（方案一）線路起點位于機場填筑坡腳處,分別在沙溪干流和支流設置鋼筋砼涵洞,下穿機場跑道,上覆填土至機場地坪高程165 m,最大覆土厚度約80 m。主要建筑物由支流涵洞、干流涵洞、排水明渠等組成。

圖1 涵洞方案平面布置圖

（1）支流涵洞

支流涵洞將沙溪支流上游來水引向機場下游,出口位于原河道,機場填筑坡腳線外約25 m 處,基本沿現狀支流右岸布置,總長約1055.967 m。支流50 年一遇設計流量為121 m3/s,綜合考慮涵洞過流能力、結構安全、施工等因素,采用直徑6.5 m、底寬4.0 m 的C35W4F50 鋼筋混凝土平底圓形涵洞結構。

（2）干流涵洞

干流涵洞將沙溪干流洪水引向機場下游,出口位置同支流,總長765.311 m。干流50 年一遇設計流量為144 m3/s,綜合考慮涵洞過流能力、結構安全、施工等因素,干流采用直徑8.0 m、底寬6.0 m 的C35W4F50 鋼筋混凝土平底圓形涵洞結構。涵洞進口底高程71.50 m,出口底高程61.5 m,縱坡為1.307%,同支流涵洞下游段。

（3）排水明渠

涵洞穿越機場后,通過排水明渠與原下游天然河道連接。明渠系新開挖而成,底寬22 m,兩側坡比1∶2。由于大流量泄洪時流速較大,渠底采用40 cm 厚的C25F50 混凝土護底,兩側設C25F50 混凝土擋墻。

2.2 左岸隧洞方案

本方案擬在原沙溪河道左岸山體內設置隧洞,將沙溪上游來水通過隧洞接入原河道下游。為避開機場填筑坡腳線,于沙溪干、支流原匯合口往上游250 m 處設置引水隧洞引水至沙溪南支；沙溪南支匯干流來水后,就近通過排水隧洞下穿機場接入沙溪原出口。本方案總布置見圖2。左岸隧洞方案（方案二）線路起點位于干流機場填筑坡腳處,將干流洪水引入支流,原沙溪河道左岸設置隧洞下穿機場跑道后右轉匯入原河道,線路總長約1.48 km。主要建筑物由引水隧洞、排水隧洞等組成。

圖2 左岸隧洞方案平面布置圖

（1）引水隧洞

支流引水隧洞長386.70 m（水平投影）,50 年一遇設計引水流量為121 m3/s,進口底高程為72.50 m,出口底高程為72.00 m,縱坡i=0.129%,城門洞形斷面,襯后隧洞凈寬8.5 m,高7.44m。

（2）排水隧洞

排水隧洞長1095.44 m,設計排水流量為261 m3/s,與玉溪引水隧洞交叉段上游洞底縱坡為i=0.20%,交叉段下游縱坡為i=1.8%,城門洞形斷面,襯后隧洞凈寬11.5 m,凈高7.4 m。

（3）排水明渠

排水隧洞末端設明渠與現狀河道銜接,由長20 m 的漸變段和65 m 長的明渠組成,底高程60 m～59.5 m,底寬22 m,兩側坡比1∶2,考慮出口流速較大,明渠護底及兩側邊坡均采用C25F50 混凝土結構,典型斷面同方案一。明渠與隧洞銜接處穿現狀道路,因此需新建7 m 寬,50 m 長橋梁一座。

2.3 右岸隧洞方案

本方案擬在原沙溪河道右岸山體內設置隧洞,將沙溪上游來水通過隧洞接入原河道下游。沙溪南支原匯合口無法滿足隧洞進口布置需要,需在南支上游設引水隧洞將南支水量在原匯合口上游引入干流河道；匯南支來水后,再設排水隧洞在跑道范圍以外下穿機場,本方案總布置見圖3。

圖3 右岸隧洞方案平面布置圖

右岸隧洞方案線路起點位于機場填筑坡腳處,設置引水隧洞將支流洪水引至干流,再通過排水隧洞從現狀河道右岸下穿機場跑道后左轉匯入原河道,線路總長約1.60 km。主要建筑物包括引水隧洞、排水渠等。

（1）引水隧洞

洞長381.64 m,50 年一遇設計引水流量為121 m3/s,為使上游來水平順進入隧洞,優化流態,原干流需布置長約190 m的支流引水渠,底寬35.0 m～11.0 m,底高程74.00 m～71.00 m,采用鋼筋混凝土護底,兩岸設置C25F50 混凝土擋墻。

（2）排水隧洞

洞長1250.79 m,50 年一遇設計引水流量為261 m3/s。隧洞上游設干流引水渠,長約294 m,底寬20.0 m～68.0 m,底高程73.00 m～70.00 m,采用鋼筋混凝土護底,左岸利用現有擋墻,右岸新建C25 F50 混凝土擋墻,斷面型式同支流引水渠。

（3）排水渠

排水隧洞末端設明渠與現狀河道銜接,明渠長98 m,底高程60 m～57.0 m,底寬11.5 m～22 m?？紤]出口流速較大,明渠護底及兩側擋墻均采用C25F50 鋼筋混凝土結構,末端與現在護坡平順銜接。

2.4 外排隧洞方案

為盡量避開機場跑道,本方案線路布置擬向現狀排水口上游繞機場外圍排水。首先在機場坡腳外圍通過引水隧洞引水將干流來水引至沙溪南支,匯南支來水后通過排水隧洞將沙溪來水于下縣頭排入大溪。本方案總布置見圖4。外排隧洞方案（方案四）線路布置于機場南側,基本避開機場回填區。主要建筑物包括引水隧洞、排水隧洞、交叉段涵洞、下穿S328 省道涵洞及排水明渠等。線路總長約1.91 km。

圖4 外排隧洞方案平面布置圖

（1）引水隧洞

引水隧洞進洞口布置于麗水市垃圾焚燒發電廠下游約50 m 處干流左岸,將沙溪干流洪水引入支流,洞長376.23 m,進口底高程73.00 m,出口底高程72.50 m,縱坡i=0.130%,城門洞形斷面,襯后洞寬9.00 m,高7.70 m。

（2）排水隧洞

排水隧洞長1196.54 m,50 年一遇設計引水流量為261 m3/s,進口底高程72.5 m,出口底高程為60.00 m。根據與玉溪引水隧洞交叉位置分為交叉段上游、交叉段涵洞、交叉段下游,長度分別為811.15 m、30.0 m、355.39 m,隧洞縱坡分別為i1=0.2%、i2=3.0%。隧洞均采用城門洞形斷面,襯后隧洞凈寬11.5 m,高8.5 m。

3 方案比較

上述四個方案主要優缺點分析比較如下：

（1）可比投資：方案二可比投資最省,為27790 萬元,方案三次之,為28216 萬元,方案一可比投資最大,為39777萬元。

（2）對流域河勢影響：方案一基本沿現狀干流、支流布置涵洞,利用原河道進出口,僅在機場回填區底部設涵洞穿過,對流域河道走向、整體水勢變化影響最小；方案二、三均從原河道出口位置匯入大溪,對河勢影響程度居中；方案四改變了河道進出口位置,對區域河道和生態環境影響最大。

（3）對機場運行管理的影響：方案一采用鋼筋混凝土涵洞結構從機場底部穿過,遇針對機場的人為破壞時的安全可靠度較低,且補救困難,今后機場的運行管理難度較大；方案二、方案三隧洞分別從現狀河道左、右岸穿機場底部,對隧洞進出口的人員管理要求較高；方案四線路基本布置于機場外圍,維護管理責任主體明確,遇突發安全事件時對機場運行影響小。

（4）施工條件：方案一無法利用原河道進行導流,需設置圍堰,且開挖過程中將形成深基坑,施工難度較大；方案二、方案三、方案四施工條件基本相當。

根據上述分析,綜合考慮河勢、可比投資、工期、政策處理難度、施工難易度、維護管理難易度、對玉溪隧洞（埋管）影響程度等因素,本次工程總體布置推薦采用方案三,即右岸隧洞方案。

4 結語

實施沙溪出口改道工程的主要效益在于本工程的主要保護對象為麗水機場和片區企業,根據工程任務,在原沙溪河道右岸設置排水隧洞,將沙溪上游來水由現狀出水口排出。工程由引水隧洞、排水隧洞、排水渠、供水排污管線及對外交通等建筑物組成。本文從投資、對流域河勢影響、對機場運行管理的影響及施工條件等幾個方面綜合優選了河道改建方案,對于促進機場建設及減免受洪水威脅區域的經濟損失具有顯著的促進意義。