摘要：南放水南沟排水倒虹吸下游防洪工程，为南水北调京石段防洪影响处理工程（保定市段）项目之一。为了保护南放水村，从倒虹吸出口修建箱涵，将南放水南沟排水倒虹吸10年一遇下泄洪水导入唐河干渠。唐河干渠左岸10m左右埋设有西大洋供水管线，管道底部高程与涵洞底部高程相近，与修建箱涵产生交叉。为了穿越西大洋供水管线，使南放水南沟排水倒虹吸洪水顺利导入唐河干渠，采用了浆砌石矩形槽跨越方案。
关键词：南放水南沟排水倒虹吸；西大洋供水管道；穿越
作者简介：马静辉（1980-），男（汉族），河北晋州人，高级工程师，主要从事水工设计工作，（Tel）13752689261。
1工程概况
南放水南沟排水倒虹吸下游防洪工程，为南水北调京石段防洪影响处理工程（保定市段）项目之一。为了保护南放水村，从倒虹吸出口修建箱涵，将南放水南沟排水倒虹吸10年一遇下泄洪水导入唐河干渠。唐河干渠左岸10m左右埋设有西大洋供水管线，与修建箱涵产生交叉。为了穿越西大洋供水管线，使南放水南沟排水倒虹吸洪水顺利导入唐河干渠，进行了方案设计。
2原南放水南沟排水倒虹吸下游防洪工程设计
自南放水南沟排水倒虹吸出口至唐河干渠，修建箱涵，将倒虹吸下泄10年一遇标准洪水导入唐河干渠；对村南路面局部加高、硬化，防止20年一遇洪水进村。箱涵采用单孔，净宽2.3m，净高2.0m，顶底板和侧墙均厚0.4m。
3西大洋供水管线现状
唐河灌渠左岸10m左右埋设有西大洋供水管线，管线为两根直径1.4m混凝土管，管顶高程大概距地面1.7m，此管线是西大洋水库为了给保定市自来水厂供水修建，长年供水，如果遭到破坏直接影响保定市供水，后果严重。
4跨越西大洋供水管道方案比选
西大洋供水管道采用双排混凝土管布置，两管外沿总宽度4.2m，与南放水防洪工程轴线夹角49.6°，距唐河总干渠10m左右。为了保证施工期间西大洋供水管道安全以及方便后期维护，拟订了两个跨越方案，并进行了比较。
4.1渡槽方案。
该方案采用矩形槽型式斜交穿越，轴线长14.7m，为确保施工期管道安全并便于日后检修更换，管顶预留40cm厚覆土，渡槽净宽5m、净高1.1m，边墙厚0.3m、底板厚0.5m，采用单槽、单跨钢筋混凝土结构，底板下设10cm厚C15素混凝土垫层，为确保管顶土受力均匀，垫层内设构造钢筋网一层。渡槽两侧采用钢筋混凝土实体墩支撑，墩厚0.5m，墩高2m，平行管身布置斜长10.6m，下部为扩展基础，底宽2.3m，基础厚0.3~0.5m。
图4-1 渡槽方案剖面图
施工期间为确保管道受力安全，在管身外两侧平行距管外沿2m设置5m深HN400×200型钢板桩各一道，两侧各长14m。槽墩垫层基础距钢板桩10cm，墩体施工完成后应立即分层回填压实。
经计算，该方案渡槽底板受力钢筋采用HRB400-28，间距10cm布置，控制裂缝宽度0.25mm；管道开挖检修时，渡槽过水跨中最大挠度24mm；槽墩地基平均应力108kPa＜fa=120kPa（黄土状壤土），最大基底应力121kPa<1.2fa=144kPa；均满足规范要求。渡槽方案估算投资为32.4万元。
4.2浆砌石矩形槽方案
修建与渡槽方案等长度的浆砌石矩形槽，跨越西大洋供水管线，矩形槽净宽5m、净高1.1m，边墙、底板浆砌石厚0.3m，迎水侧设0.15m厚减糙混凝土。管道需要检修时将其拆除，工程后进行恢复。
图4-2 浆砌石方案剖面图
原地面高程为61.00m，管顶建基面最低高程为60m，管顶最小覆土厚度为0.4m。
为避免施工荷载对管道产生不利影响，在矩形槽底板下部铺筑10cm厚C15素混凝土垫层，使管道受力均匀，减小管身应力。为确保混凝土垫层的整体性，垫层内设构造钢筋网一层。
经计算，60m高程处现状地基应力为20kPa，工程后建成无水情况下地基应力为15.9kPa、行洪时地基应力为22kPa。因此，工程建成无水时未产生附加应力，工程正常运行时虽有附加应力，但仅相当于0.1m厚土体的自重应力，管顶增加混凝土刚性结构层后，其影响可忽略不计。浆砌石矩形槽方案估算投资为2.5万元。
上述两个方案，均能保证防洪工程和西大洋供水管道的正常运行。渡槽方案在供水管道检修时互不影响，但费用较高，并且不便于管道更换施工。浆砌石矩形槽方案虽然检修时需要拆除，但费用较小、工程恢复时拆除浆砌石还可，并且矩形槽施工简单，管道检修更换时比较方便。综合比较，本设计推荐浆砌石矩形槽方案为实施方案。
5工程设计
（1）连接井设计
在箱涵跨越西大洋供水管线前设置连接井，长5m，上游与箱涵连接，下游与矩形槽连接；连接井采用钢筋混凝土结构，其结构尺寸为3.8×5.0×4.0m（长×宽×高），底板和侧墙均厚0.6m，顶板厚0.5m。
（2）矩形槽设计
西大洋供水管道顶部高程为59.6m，该处地面高程约61.0m。唐河干渠左堤高程为61.4m，渠底高程为58.0m。
综合考虑管顶覆土厚度、干渠堤顶及地面高程等因素，排水渠采用宽浅式矩形槽断面，进口底部高程为60.7m，纵坡1/100。根据水力计算结果，矩形槽设计底宽5m，槽内水深0.79m，设计侧墙净高1.1m。
边墙、底板浆砌石厚0.3m。为了减小矩形槽断面，迎水侧设减糙混凝土。由于槽内断面流速达5m/s，设计混凝土厚0.15m，并布置φ12@200钢筋网。
图5-1 矩形槽段平面布置图
6．结语
西大洋供水管道是西大洋水库为了给保定市自来水厂供水修建，如果遭到破坏直接影响保定市供水，后果严重，不容有失，因此选择方案时必须能保证西大洋供水管道的正常运行。由于西大洋供水管道不经常检修，同时考虑投资和管道检修更换方便，本设计推荐了浆砌石矩形槽方案为实施方案。
参考文献：
[1] 《灌溉与排水渠系建筑物设计规范》（SL482-2011）
[2] 《南放水南沟排水倒虹吸下游防洪工程设计变更报告》河北省水利水电勘测设计研究院2017年9月编制
[3]吕世争. 《浅议西大洋供水管道维修》，（河北水利）2016（06）。
论文作者:马静辉
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/21
标签：唐河论文; 矩形论文; 管道论文; 干渠论文; 高程论文; 渡槽论文; 方案论文; 《防护工程》2018年第27期论文;