馬靜輝

（河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，天津 300250）

1 工程現(xiàn)狀

卓家莊溝排水倒虹吸位于易縣卓家莊西800m，倒虹吸軸線與總干渠中心線正交于總干渠樁號(hào)416+177（累計(jì)樁號(hào)181+805）?？刂屏饔蛎娣e1.51km2，50年一遇設(shè)計(jì)洪水流量47m3/s，200年一遇校核洪水流量67m3/s。

卓家莊溝排水倒虹吸出口海漫段底高程60.98m，溝底高程62.0m，河溝兩岸地面高程68m。正對(duì)出口70m處為易水灌渠，現(xiàn)狀已廢棄。目前作為鄉(xiāng)間道路使用。路面頂高程67.5m，路下埋設(shè)混凝土涵管2根，管徑1m，易水灌渠向下150m處，排水溝已填埋，溝內(nèi)洪水由2根管徑0.8m的涵管排向下游，地表為百創(chuàng)集團(tuán)新建廠址，周邊設(shè)擋墻圈圍。河溝南側(cè)為卓家莊交通路，在百創(chuàng)集團(tuán)南側(cè)連接到省道S232。

總干渠工程建設(shè)后，不同程度改變了行洪河道的流勢(shì)和總干渠兩岸溝道及坡面洪澇水的自然流態(tài)，對(duì)局部地區(qū)產(chǎn)生洪水影響。地形變化，導(dǎo)致水位壅高對(duì)部分交叉斷面上游的耕地、村莊等產(chǎn)生了淹沒(méi)影響；還有部分渠段左岸排水出路難以解決，影響了下游河道沿岸村莊的防洪安全。

目前卓家莊溝下游溝道被擠壓侵占，已埋設(shè)的涵管，管道規(guī)模小，導(dǎo)致排水不暢，低洼地內(nèi)積水，水位壅高，造成標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)水位超出原設(shè)計(jì)水位，導(dǎo)致現(xiàn)狀左、右渠堤堤頂高程不滿(mǎn)足防洪要求。

2 方案比選

2.1 方案1

按50年洪水標(biāo)準(zhǔn)要求擴(kuò)建倒虹吸下游易水灌渠下涵管，按200年洪水標(biāo)準(zhǔn)要求將易水灌渠下挖至灘地高程66.0m； 灌渠以下洪水通道維持現(xiàn)狀條件不變，并以百創(chuàng)集團(tuán)圍墻下排水涵管進(jìn)口為控制斷面推算設(shè)計(jì)水位，根據(jù)推算水位在卓家莊溝倒虹吸進(jìn)出口修建擋墻與防洪堤連接，阻擋200年一遇洪水進(jìn)入總干渠。方案1具有占地少，工程量小，可操作性強(qiáng)。

2.2 方案2

疏通下游整個(gè)行洪通道，拆除原下游河溝上的圍墻、房屋等建筑物，恢復(fù)河溝原設(shè)計(jì)行洪能力。方案2雖然從根本上解決洪水入總干渠的隱患，但工程量成倍增加且需大量征地和拆遷廠房，實(shí)施比較困難。

綜合分析本工程推薦方案1。

3 設(shè)計(jì)洪水位確定

本工程采用河槽調(diào)蓄法計(jì)算控制斷面設(shè)計(jì)洪水位； 根據(jù)控制斷面設(shè)計(jì)洪水位采用非均勻流公式推算倒虹吸出口水位；按照倒虹吸尺寸及出口水位～泄量關(guān)系推算進(jìn)口設(shè)計(jì)洪水位。

3.1 倒虹吸出口洪水位

來(lái)水過(guò)程采用天然洪水過(guò)程。當(dāng)洪水較小時(shí)，洪水主要沿現(xiàn)狀溝道及下游2根排水管下泄；當(dāng)水位出槽后，有明顯的2處泄流通道：①水位高出64.5m時(shí)，漫流洪水經(jīng)百創(chuàng)集團(tuán)南側(cè)的交通路下泄，路面寬7m，路面泄流能力按照均勻流確定水位～泄量關(guān)系；②當(dāng)水位超過(guò)65.5m時(shí)，洪水開(kāi)始經(jīng)卓家莊交通路右側(cè)洼溝漫流下泄，右側(cè)洼溝開(kāi)口寬20m，泄流能力按堰流公式推算水位～泄量關(guān)系，如表1。

表1 水位～泄量關(guān)系單位：m3/s

根據(jù)下游控制斷面水位采用非均勻流公式推算倒虹吸出口水位。

計(jì)算成果如表2。

表2 倒虹吸出口設(shè)計(jì)指標(biāo)計(jì)算成果

由表2 可知，倒虹吸出口50年一遇洪水位66.62m，200年一遇洪水位66.77m。

3.2 倒虹吸進(jìn)口洪水位

卓家莊倒虹吸進(jìn)口水位： 按照倒虹吸尺寸及出口水位～泄量關(guān)系推算進(jìn)口設(shè)計(jì)洪水位，即渠道左岸設(shè)計(jì)洪水位。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，倒虹吸出口50年一遇洪水位67.89m，200年一遇洪水位70.13m。

4 工程設(shè)計(jì)實(shí)例

4.1 易水灌渠下涵管擴(kuò)建

為保證洪水順利下泄，將易水灌渠下挖至灘地高程66.0m，按50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)埋設(shè)穿易水灌渠涵管，設(shè)計(jì)流量47m3/s。涵管采用2孔一聯(lián)鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)18m，單孔斷面尺寸為2.2m×2.2m，底板、頂板和側(cè)墻厚0.5m，中墻厚0.4m。箱涵剖面如圖1。

圖1 涵洞斷面

4.2 倒虹吸進(jìn)出口修建防洪墻

在原倒虹吸進(jìn)出口胸墻管頂設(shè)混凝土防洪墻，對(duì)原混凝土鑿毛后植入鋼筋，防洪墻厚0.5m，進(jìn)口墻高4.312m，墻頂高程71.312m，墻后填土高程69.63m；出口墻高4.32m，墻頂高程68.20m，墻后填土高程66.75m。進(jìn)、出口防洪墻后填土原則，不大于管身設(shè)計(jì)最厚填土。

在倒虹吸進(jìn)出口防洪墻兩側(cè)修建懸臂式混凝土擋墻嵌入較高的渠道防洪堤中。進(jìn)口擋墻長(zhǎng)97m，墻后填土高程69.63m；進(jìn)口擋墻底寬4.5m，高4.912m，底板厚0.6m，墻頂上部厚0.3m，下部厚0.8m。出口擋墻長(zhǎng)140m，墻后填土高程66.75m； 出口擋墻底寬4.5m，高4.92m，底板厚0.6m，墻頂上部厚0.3m，下部厚0.8m。進(jìn)、出口擋墻分別設(shè)置前齒和后齒，齒墻下底寬0.5m，上底寬1m，齒高0.5m；擋墻每10m分縫，縫寬2cm，內(nèi)填聚乙烯泡沫板和聚硫密封膠，止水采用654型橡膠止水帶。墻后回填土壓實(shí)度不小于0.94。進(jìn)出口擋墻剖面如圖2，圖3。

圖2 進(jìn)口擋墻剖面

圖3 出口擋墻剖面

5 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)卓家莊溝倒虹吸進(jìn)出口防洪設(shè)計(jì)，使50年一遇洪水時(shí)能順利下泄，且200年一遇洪水時(shí)不進(jìn)入總干渠，選用方案1為優(yōu)選設(shè)計(jì)方案。

（2）為保證洪水順利下泄，卓家莊溝倒虹吸防洪工程將易水灌渠下挖至灘地高程66.0m，按50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)埋設(shè)穿易水灌渠涵管，設(shè)計(jì)流量為47m3/s，涵洞采用2孔一聯(lián)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單孔斷面尺寸為2.2m×2.2m。

（3）為了阻擋200年一遇洪水漫堤進(jìn)入總干渠在原倒虹吸進(jìn)出口胸墻管頂設(shè)混凝土防洪墻，防洪墻兩側(cè)設(shè)置懸臂式混凝土擋墻嵌入較高的渠道防洪堤中，解決了洪水順利下泄和200年一遇洪水時(shí)不漫堤進(jìn)入總干渠，保證了總干渠的安全。