韓任遠(yuǎn)

摘要：石頭河?xùn)|干渠見(jiàn)子河渡槽改造工程由上、下游連接箱涵及新建見(jiàn)子河渡槽共三部分組成，故存在前后水面銜接的問(wèn)題。希望通過(guò)本文給類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：水力設(shè)計(jì);水頭損失;水面銜接

1工程概況

石頭河水庫(kù)灌區(qū)位于關(guān)中西部，西起寶雞縣銅峪溝，東至眉縣青化鄉(xiāng)與周至縣接壤;南依秦嶺，北抵渭河，設(shè)施灌溉面積37萬(wàn)畝，有效灌溉面積29萬(wàn)畝。灌區(qū)設(shè)有總干、東干、北干、西干4條干渠，總長(zhǎng)58.984km，支渠14條，總長(zhǎng)度129.65 km。東干渠位于眉縣境內(nèi)灌區(qū)東部，西起石頭河水庫(kù)總干渠分水閘，沿秦嶺北麓710m高程延伸到橫渠武家堡，全長(zhǎng)29.73 km，設(shè)施面積26萬(wàn)畝。沿線設(shè)支渠9條，總長(zhǎng)84km。原見(jiàn)子河渡槽位于東干渠第三級(jí)渠道樁號(hào)20+381.838～20+609.009間，總長(zhǎng)227.171m。2012年修建的東干渠第三級(jí)渠道原見(jiàn)子河支線渡槽位于見(jiàn)子河渡槽下游23米處，總長(zhǎng)288m。

石頭河?xùn)|干渠見(jiàn)子河渡槽改造工程屬于2019年省級(jí)水利發(fā)展資金項(xiàng)目。工程完工后，可提高渡槽安全性，減少渡槽滲漏損失，保證渡槽輸水暢通，確保農(nóng)灌及城市供水的水量和水質(zhì)，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐和保障

2工程設(shè)計(jì)

見(jiàn)子河渡槽改造工程為新建渡槽，位于原見(jiàn)子河渡槽與支槽中間，由上、下游連接箱涵及新建見(jiàn)子河渡槽共三部分組成。上游連接段箱涵始端與原皮家?guī)X隧洞出口（樁號(hào)20+331.633）銜接，下游連接段箱涵與原東干渠三級(jí)渠道交于樁號(hào)20+655.02處，改造總長(zhǎng)度324m，其中上游連接箱涵61.13m，（含漸變段10m），新建見(jiàn)子河渡槽210m，下游連接箱涵52.87m（含漸變段14m）。

渡槽上部型式采用簡(jiǎn)支梁式槽身，梁底高于校核洪水位10m以上，縱向比降1/800，全長(zhǎng)210m，共布置21跨，每跨10m。槽箱斷面尺寸2.5m×2.0m（寬×高），槽身頂部設(shè)拉桿，拉桿頂部順?biāo)鞣较蜾佋O(shè)C25鋼筋砼預(yù)制蓋板。

渡槽段下部型式采用板墻型式，基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)和砼灌注樁型式，邊墩為重力墩。

上下游連接段縱向比降1/800，斷面尺寸2.5m×1.7m（寬×高）。

3水力條件

本次改造工程起點(diǎn)位于皮家?guī)X隧洞出口處（樁號(hào)20+331.63），底板高程698.001m，設(shè)計(jì)水面高程699.687m，皮家?guī)X隧洞為3R馬蹄型，長(zhǎng)度270.85m。改造末點(diǎn)位于東干渠三級(jí)渠道Ⅰ型斷面樁號(hào)20+655.02處，底板高程697.675m，設(shè)計(jì)水面高程699.191m，橫斷面形式為矩形蓋板涵。皮家?guī)X隧洞水力要素見(jiàn)表1，東干渠三級(jí)渠道Ⅰ型斷面水力要素見(jiàn)表2。本次改造起末點(diǎn)總水頭0.496m。

4水力設(shè)計(jì)

4.1上下游連接箱涵及槽身過(guò)流能力計(jì)算

縱向設(shè)計(jì)僅在改造段起末點(diǎn)設(shè)計(jì)漸變段，上游與皮家?guī)X隧洞出口相接，漸變段長(zhǎng)10m，下游與東干渠相接于20+655.02處，漸變段長(zhǎng)14m，上下游連接箱涵及槽身采用統(tǒng)一的過(guò)水?dāng)嗝婕暗灼隆?/p>

上下游連接箱涵初擬斷面凈尺寸2.5m×1.7m（寬×高），底板、頂板與側(cè)墻連接處加貼角，尺寸0.25×0.25m，底坡1/800，糙率為0.014;槽身初擬斷面尺寸2.5m×2.0m（寬×高），底板與側(cè)墻連接處加貼角，尺寸0.25×0.25m，底坡1/800，糙率為0.014，設(shè)計(jì)流量4.7m3/s，加大流量6m3/s。

根據(jù)明渠均勻流公式計(jì)算上下游連接箱涵及槽身的過(guò)流能力：

Q= AC

式中：A―過(guò)水?dāng)嗝婷娣e;

C-謝才系數(shù);

R-水力半徑;

i-比降。

從計(jì)算結(jié)果可知，上下游連接箱涵及槽身安全超高和凈空高度滿足要求，設(shè)計(jì)斷面尺寸合理。

4.2渡槽總損失計(jì)算

渡槽總水頭損失采用能量法計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1：

4.3沿程水面線及各部分底板高程的確定

在計(jì)算沿程水面線及各部分底板高程時(shí)，因連接箱涵和槽身過(guò)水?dāng)嗝嫘螤?、尺寸與底坡相同，計(jì)算時(shí)歸為整體考慮。改造末點(diǎn)接見(jiàn)子河渡槽出口閘起點(diǎn)樁號(hào)20+655.02處，底板高程▽4=697.675m。本次按照設(shè)計(jì)工況從下游推求水面至皮家?guī)X隧洞出口處。

改造段末點(diǎn)箱涵底部高程▽2=▽4-h-Z3+h2=698.066m，對(duì)應(yīng)水面高程699.136m;

改造段起點(diǎn)箱涵底部高程▽1=▽2+iL=698.441 m，對(duì)應(yīng)水面高程699.511m;

改造段起點(diǎn)漸變段始端皮家?guī)X隧洞出口渠底高程▽3=▽ 1-h1-Z1+h=697.991m，對(duì)應(yīng)水面高程699.677m;

改造起點(diǎn)原東干渠皮家?guī)X隧洞出口樁號(hào)20+331.633處，底板高程698.001m，與從下游推算上來(lái)的底板高程基本相同，僅相差10mm，上下游水面可以平順銜接，渡槽進(jìn)出口設(shè)計(jì)合理，按照加大流量進(jìn)行復(fù)核凈空均滿足規(guī)范要求，具體水面線見(jiàn)圖2。

5結(jié)束

水利工程是國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)，又是民生工程，與生態(tài)環(huán)境、國(guó)民經(jīng)濟(jì)緊密相連。為提高水利工程的安全性、經(jīng)濟(jì)性，確保工程輸水通暢，合理利用水資源，水力設(shè)計(jì)是重要的的一環(huán)。

參考文獻(xiàn)：

[1]2019年省級(jí)水利發(fā)展資金項(xiàng)目《石頭河?xùn)|干渠見(jiàn)子河渡槽改造工程》