李俊堂

（甘肅省疏勒河流域水資源局，甘肅 酒泉 735000）

0 引言

昌馬水庫(kù)樞紐建成投產(chǎn)后,泄洪對(duì)西干渠的安全造成了嚴(yán)重影響，且局地暴雨形成的洪水對(duì)西干渠的威脅嚴(yán)重，為了保證下游人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，加強(qiáng)防洪工作的需要，對(duì)于如何處理水庫(kù)泄洪對(duì)下游河道產(chǎn)生的影響至關(guān)重要[1]。

1 工程概況

昌馬水庫(kù)下游設(shè)計(jì)泄洪量1330 m3/s，100年一遇校核，校核泄洪量1620 m3/s，超過(guò)校核標(biāo)準(zhǔn)有可能造成潰壩。距昌馬水庫(kù)56 km的西干渠有24座排洪渡槽，合計(jì)過(guò)洪量為1692.4 m3/s，由于洪水不會(huì)按設(shè)計(jì)過(guò)洪量分布，有可能集中在某幾個(gè)排洪渡槽處[2]。因此，將會(huì)威脅西干渠的安全且洪水跨西干渠進(jìn)入昌馬灌區(qū)，威脅河道兩岸的農(nóng)田和村莊。洪水影響下游耕地面積116.12萬(wàn)畝，28.32萬(wàn)人口及房屋和財(cái)產(chǎn)。

2 昌馬水庫(kù)下游西干渠狀況分析

2.1 昌馬水庫(kù)下游西干渠概況

西干渠距昌馬水庫(kù)56 km，位于水庫(kù)下游，建于1999年，設(shè)計(jì)灌溉面積42.92萬(wàn)畝，實(shí)際灌溉面積33.45萬(wàn)畝，總長(zhǎng)度49.443 km，襯砌長(zhǎng)度49.443 km，為砼弧梯明渠。距昌馬水庫(kù)56 km的西干渠有24座排洪渡槽，合計(jì)過(guò)洪量為1692.4 m3/s，由于洪水不會(huì)按設(shè)計(jì)過(guò)洪量分布，主要集中在4#、7#、9#、10#、12#、16#、20#幾個(gè)排洪渡槽處。因此，將會(huì)威脅西干渠的安全且洪水跨西干渠進(jìn)入昌馬灌區(qū)，威脅河道兩岸的農(nóng)田和村莊。其24座排洪渡槽均有不同程度的破損，破損主要部位為邊坡和渠底。

表1 西干渠工程現(xiàn)狀調(diào)查表

2.2 可能產(chǎn)生的原因分析

西干渠有24座排洪渡槽，合計(jì)過(guò)洪量為1691.4 m3/s，由于洪水不會(huì)按設(shè)計(jì)過(guò)洪量分布，主要集中在 4#、7#、9#、10#、12#、16#、20#幾個(gè)排洪渡槽處，西干渠排洪渡槽投建使用已經(jīng)20多年，連年來(lái)的洪水及泥沙沖刷嚴(yán)重，部分排洪渡槽破損，部分排洪渡槽邊坡和渠底均有不同程度的破損。且邊坡由于磨損與老化，出現(xiàn)多處破損，已經(jīng)不能很好的承擔(dān)過(guò)洪任務(wù)，對(duì)西干渠的安全運(yùn)行產(chǎn)生極大的威脅。

2.3 處理方案

方案一:根據(jù)西干渠現(xiàn)狀為為挖方或半挖方渠道，采取南岸修建防護(hù)堤。

昌馬水庫(kù)南岸防護(hù)堤建成后將大大提高西干渠的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。防護(hù)堤方案的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益十分顯著。為了快速發(fā)展疏勒河流域的經(jīng)濟(jì)和保障西干渠的建設(shè)安全，在部分現(xiàn)有防護(hù)堤和現(xiàn)有控導(dǎo)工程連壩的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)新的防護(hù)堤方案。按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201-2013)確定了設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：防護(hù)堤設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)均為20年一遇，相應(yīng)洪峰流量為266 m3/s。另外，在水利工程設(shè)施中，堤防護(hù)岸建設(shè)是防洪抗洪重要的組成部分。長(zhǎng)期以來(lái)，防護(hù)堤在保障水利工程安全中始終發(fā)揮著極為重要的作用，能夠保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)水利工程建設(shè)的發(fā)展，并促進(jìn)和推動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展[3]。

防護(hù)堤方案是在現(xiàn)有防洪堤的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加固，提高防洪標(biāo)準(zhǔn)和效果，能夠有效保護(hù)洪水的漫堤掩埋西干渠損失，基本保障西干渠運(yùn)行安全，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益[4]，但是存在著昌馬水庫(kù)泄洪和戈壁洪水途徑的不確定性，需要防御的戰(zhàn)線(xiàn)太長(zhǎng)等問(wèn)題，且渠道長(zhǎng)度全長(zhǎng)49 km，防護(hù)堤方案不足以保護(hù)渠道。

方案二:渠道修建為填埋箱涵渠道。沿原渠線(xiàn)布置。該方案設(shè)計(jì)渠線(xiàn)沿西干渠原渠線(xiàn)布置，渠線(xiàn)平行于昌馬洪積扇扇緣。該方案渠基挖填適中、施工方便、工程量小。但需充分考慮凍脹、穩(wěn)定等影響因素。

根據(jù)選定的西干渠渠線(xiàn)，抗凍脹結(jié)構(gòu)措施采用以下2種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較優(yōu)選。

方案A:玻璃鋼管襯砌方案

昌馬水庫(kù)西干渠為中型渠道，屬于強(qiáng)凍脹性梁基。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，回避凍脹的結(jié)構(gòu)措施應(yīng)采用暗渠或暗管輸水。本方案設(shè)計(jì)采用玻璃鋼管承插連接襯砌，管徑2.2 m，管壁厚23 mm。玻璃鋼管管身用環(huán)氧樹(shù)脂和連續(xù)的玻璃纖維不飽和聚酯樹(shù)脂為基料，用碳酸鈣無(wú)機(jī)非金屬顆粒和石英砂為填料壓制而成。

方案B:正反拱箱形暗涵渠道方案（圖1）

本方案渠道斷面設(shè)計(jì)為正反拱箱形暗涵，即渠底為反拱弧底、渠頂為正拱蓋板。設(shè)計(jì)暗涵凈寬3.0 m，凈高2.3 m，內(nèi)直墻高度1.3 m；采用全部斷面C20鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，拱頂厚20 cm，反拱弧底厚40 cm，側(cè)墻厚30 cm。底部設(shè)置砂礫石墊層置換凍土，渠底置換厚度80 cm。其中，砂礫石具有良好的耐久性，在抗?jié)B和抗凍方面表現(xiàn)良好，抗?jié)B等級(jí)可達(dá)到W12，抗冰凍可達(dá)F75，長(zhǎng)齡期的砂礫石具有較好的抵抗溫度變化的能力，能夠滿(mǎn)足壩體保護(hù)層材料防滲和抗凍的設(shè)計(jì)要求，且成本相對(duì)最低，施工便易。

圖1 正反拱箱形暗涵渠道方案（尺寸單位：cm）

根據(jù)對(duì)以上2個(gè)設(shè)計(jì)方案的分析比較，方案B(正反拱箱形暗涵渠道方案)較方案一具有抗滑坡和抗強(qiáng)凍脹性能強(qiáng)、使用年限長(zhǎng)、適宜軟土地基層等優(yōu)點(diǎn)；方案A具有穩(wěn)定性好、施工簡(jiǎn)單、自重大、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。正反拱箱形暗涵渠道具有抗強(qiáng)凍脹、抗滑坡性能強(qiáng)，穩(wěn)定性好，輸水能力強(qiáng)等特特點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足西干渠渠道49 km，能夠滿(mǎn)足輸水要求。

綜上所述，西干渠渠段采用正反拱箱形暗涵渠道方案襯砌最為適宜。

3 結(jié)論

正反拱箱形暗涵渠道工程造價(jià)適中，施工簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性強(qiáng)，且具有良好的抗凍凍脹、抗沖刷、防滲功能，非常適用于軟土地基層與強(qiáng)凍脹區(qū)。并且，正反拱箱形暗涵能夠有效解決強(qiáng)凍脹基土對(duì)渠道凍脹破壞和軟土地基不均勻沉陷等問(wèn)題。另外，水利工程的堤防護(hù)岸工程是防洪的屏障，堤防的安全與否直接關(guān)系到保護(hù)區(qū)內(nèi)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，更關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[5]。由于堤防線(xiàn)長(zhǎng)面廣，容易受到自然因素及人為活動(dòng)的影響及損壞，因此堤防護(hù)岸的建設(shè)和管理顯得尤為重要。堤防管理不僅包括工程技術(shù)層面的管理，還包括社會(huì)層面的管理，只有將這兩方面巧妙的結(jié)合，才能保證堤防的安全性、穩(wěn)定性、牢固性，才能發(fā)揮堤防護(hù)岸的實(shí)際功能與作用。