石津干渠田庄暗渠段输水方案优选

魏艳秀

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津300250）

石津干渠田庄暗渠段输水方案优选

魏艳秀

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津300250）

石津干渠配套工程田庄暗渠段是连接南水北调总干渠田庄分水口和现有灌溉渠道石津干渠的咽喉要道。通过对该段4个输水方案主体工程投资、占迁投资和运行管理、防洪安全、社会经济效益等多方面进行比较分析，确定采用沿古城西路南侧规划绿化带全段暗渠输水方案。

石津干渠；配套工程；暗渠；倒虹吸；输水方案

1 工程概况

石津干渠作为河北省南水北调配套工程之一，主要供水对象为石家庄市、衡水市、沧州市及周边地区和石津干渠沿线县市。干渠渠首为南水北调中线总干渠的田庄分水口，终点为衡水市的衡水湖和沧州市的大浪淀水库。沿线经过石家庄市市郊及正定、藁城、晋州、辛集、衡水的深州和武强、沧州的泊镇，并穿过河北省最大的灌区——石津灌区。

田庄暗渠是南水北调配套石津干渠工程的渠首工程，位于石家庄市北外环——古城西路（兼太平河防洪堤）南侧，将南水北调中线总干渠与现有石津灌渠相连，起点为南水北调中线工程田庄分水口末端，是下游所有供水目标的关键通道。推荐方案为沿古城西路南侧规划绿化带布置，通过暗渠输水方式，于赵陵铺进水闸下游汇入石津干渠。

2 设计方案

2.1 田庄分水口

田庄分水口为南水北调中线工程上一座分水建筑物，其供水目标为石家庄市、衡水市和沧州市。工程位于南水北调总干渠古运河暗渠上游，闸室中心线与总干渠中心线交点，交点处距南水北调中线京石段应急供水工程起点——古运河暗渠上游弯道末端39.7m，距下游暗渠渐变段始端51m。分水角为60°，设计流量65m3/s，设计水位76.402m。建筑物总长129.0m。

2.2 石津干渠

石津干渠西自黄壁庄水库引水，向东流经石家庄市、藁城、晋县、辛集市、深县，至武强县折向东北流入滏阳河。该渠是解放前未建成的石津运河基础上，于1948年至1958年分段改造扩建，成为石津灌区的主干渠道。

石津干渠自黄壁庄水库由人工渠道引水，入太平河经由太平河至赵陵铺进水闸再次利用人工渠道输水。

田庄暗渠的出口位于赵陵铺进水闸下游。赵陵铺进水闸2007年2月重建通水，设计流量115m3/s，工程等别Ⅱ等，建筑物级别2级；闸室为涵洞式结构，孔口尺寸3m×3.5m，闸底板高程74.41m；南水北调中线配套采用石津干渠输水工程在进水闸消力池后增设跌水二级消能，下游渠道挖深3.14m，渠底高程70.55m。

2.3 设计方案

田庄暗渠段位于石家庄市北外环古城西路附近。古城西路是石家庄市的北防洪大堤，设计防洪标准200年一遇，外侧为太平河。

本工程对该段进行了4个设计方案比选。

2.3.1 太平河右岸暗渠（方案1）

工程自田庄分水口沿太平河右岸古城西路南侧规划绿化带布设，由田庄分水口末端开始，经三元食品养牛场、石家庄医学高等专科学校（新华校区）、西柏坡高速，穿石清路、民心河、友谊北大街，经赵二街汇入赵陵铺进水闸下游渠道，建筑物全长4072.98m，洞身段长3948.89m。

田庄暗渠线路沿古城西路南侧规划绿化带布设，将建筑物布置在地面下，管顶位于现状地面以下6～10m，断面为两孔一联箱涵，断面尺寸2×4m×4.2m。穿越西柏坡高速、石清公路、友谊北大街处为浅埋暗挖段，长度分别为80，150，70m。友谊北大街东侧和赵陵铺段采用基坑支护，长度分别为284.76m和405m。明挖段长3211.83m。

2.3.2 穿太平河倒虹吸（方案2）

工程自田庄分水口末端开始，穿越古城西路后进入太平河，沿太平河主槽穿西柏坡高速、石清公路桥、田庄桥、民心河涵洞、友谊北大街桥至石津干渠赵陵铺进水闸上游穿古城西路汇入赵陵铺进水闸下游渠道，建筑物全长4098.16m，洞身段长3963.35m。该方案将建筑物布置在主河槽下部，管顶位于校核洪水冲刷线以下，断面为两孔一联箱涵，断面尺寸2×3.7m×3.9m。穿越西柏坡高速高架桥、石清公路桥、原石清路桥、友谊北大街桥为基坑支护段，长度分别为110，90，40，80m。进出口穿越古城西路为浅埋暗挖段，长度分别为200m和90m。明挖段长3353.35m。

2.3.3 太平河右岸暗渠和穿河倒虹吸（方案3）

上游段到民心河左岸为太平河右岸暗渠，下游自民心河左岸入太平河，为穿河倒虹吸。建筑物全长4071.63m，洞身段长3935.33m，暗渠孔口尺寸2×4.0m×4.5m，倒虹吸孔口尺寸2×3.6m×3.85m。 其中穿越友谊北大街桥为基坑支护段，长度为80m。穿越西柏坡高速、石清公路、及进、出太平河穿越古城西路4 处为浅埋暗挖段，长度分别为 80，140，130，90m。明挖段长3489.33m。

2.3.4 太平河左岸暗渠和穿河倒虹吸（方案4）

上游段自田庄分水口末端开始，穿越古城西路、太平河，至太平河左岸，然后穿西柏坡高速、临风田园公园、石清路、石津干渠，为太平河左岸暗渠，下游由太平河左岸入河，为穿河倒虹吸。建筑物全长4144.09m，洞身段长4009.28m。穿越西柏坡高速、友谊北大街桥为基坑支护段，长度为110m和80m。进出太平河穿越古城西路及石清公路三处为浅埋暗挖段，长度分别为200，90，90m。明挖段长3439.28m。

4个方案洞身主要投资比较如表1。

表1 洞身主要投资比较 单位：万元

由表1可见，方案3工程总投资最省，方案1投资最高，但其可节省后期检修排水、清淤等运行管理费用。

3 优缺点分析

3.1 方案1

3.1.1 优点

该方案布置在太平河右防洪堤外侧，建筑物结构型式为无压箱涵，不易淤积，检修期间自流排水，检修方便，后期运行费用低。施工期间不需要进行施工导流、排水。

3.1.2 缺点

随着石家庄城市化进程加快，工程位置处在建、将建楼群较多，征占迁费用不断攀升，且征迁难度亦在加大。

3.2 方案2

3.2.1 优点

该方案布置在河道内，可节省征占迁费用，建筑物工程量与投资最小。

3.2.2 缺点

工程需两次穿越石家庄北防洪大堤，且太平河河道已经治理，尤其田庄跌水以上河道段，两岸防护、河底防渗防冲均已建成，河道内修建有橡胶坝、穿河涵洞、跌水等建筑物，用于河道拆除恢复部分投资较大，而且由于工程施工过程中河底开挖回填，将对重建建筑物的基础稳定造成一定影响。该方案沿河道布设，施工导流布置困难。下游河段为石津干渠利用河道，每年春灌期为3～4月、秋灌期9～10月，再除去汛期，可利用工期较少，若灌溉期不施工则无法保证工程按期完工，如灌溉期施工则存在石津干渠下游15hm2农田无法灌溉的补偿问题。另外，该河道还担负着下游景观带生态补水任务。

3.3 方案3

3.3.1 优点

该方案上游段位于河道外侧，目前三元养牛场和田家庄已拆除，下游段在民心河下游进入太平河，避开了太平河右堤外在建楼群，太平河施工可利用民心河进行导流。

3.3.2 缺点

仍存在两次穿越防洪大堤、施工导流、灌溉期施工导致石津干渠下游15hm2农田风险补偿，下游景观带生态补水等问题以及下游河道治理工程拆除及恢复。

3.4 方案4

3.4.1 优点

相对而言，本工程较方案1、方案3占迁费用低。

3.4.2 缺点

除存在方案3的缺点外，上游段穿越太平河还增加1次导流及该段河道治理工程拆除及恢复费用。

综上分析，方案2、3、4虽然投资较方案1少，但存在防洪安全问题和施工工期难以保障、石津干渠下游15hm2农田无法灌溉的风险补偿及太平河园林景观补偿、下游景观带生态补水等较多不确定性。方案1布置在规划绿化带内，投资虽然较其他3个方案高，但不确定因素较少，工程结构形式简单，便于施工管理，可节省后期运行费用。分析比选，推荐方案1。

4 结语

（1）推荐方案1，工程布置在防洪堤外侧规划绿化带内，为全地下结构形式，避免永久占地，节约土地资源，利于水资源保护，不存在防洪安全问题，同时地面附着物相对较少，便于工程顺利实施。

（2）推荐方案采用全段暗渠方案，不易淤积，检修期间可实现自流排水，大大降低了后期运行费用。

［1］SL279—2002，水工隧洞设计规范［S］.

［2］GB50286—98，堤防工程设计规范［S］.

［3］SL265—2001，水闸设计规范［S］.

［4］熊启钧.涵洞［M］.北京:中国水利水电出版社，2006.

［5］李惠英，田文铎，闫海新.倒虹吸管［M］.北京:中国水利水电出版社，2009.

［6］河北省水利水电勘测设计研究院.河北省南水北调配套工程规划［R］.2007.

［7］河北省水利水电勘测设计研究院.河北省南水北调配套工程初步设计报告［R］.2012.

［8］河北省水利水电勘测设计研究院.河北省南水北调配套工程石津干渠工程田庄暗渠初步设计报告（核定稿）［R］.2012.

［9］河北省水利水电勘测设计研究院.河北省南水北调配套工程石津干渠工程赵陵铺至北庄段初步设计报告［R］.2011.

Section of Tianzhuang Close Channel Water Diversion Solution in Shijin Main Canal Auxiliary Project

WEI Yan-xiu
（Hebei Research Institute of Investigation&Design of Water Conservancy&Hydropower,Tianjin 300250，China）

Tianzhuang close channel is the connection of ShiJin main canal and Tianzhuang diversion intakes， it is the auxiliary project of ShiJin main canal project.Through analysis of four water diversion schemes，from the aspects of investment of main part of the project and immigration resettlement， operation management， flood control safety and social and economical benefits to compare，and determine the schemes that the entire water diversion section through the close channel，laying along the south side of planning green belts of Gucheng West Road.

Shijin main canal；auxiliary project；close channel；inverted siphon；water diversion solution

TV67

B

1672-9900（2014）04-0020-03

2013-12-26

魏艳秀（1972-），女（汉族），河北卢龙人，高级工程师，主要从事水利水电工程设计工作，（Tel）13752792258。