石津干渠大田南干段工程设计研究

张冠楠 吕 静 李国章

（河北省石津灌区管理局 河北 石家庄 050051）

1 工程概况

1.1 工程等别。根据 《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的规定，大田南干段承担灌溉面积18.54万亩，从灌溉规模考虑，属于中型工程，工程等别为Ⅲ等，但是石津干渠大田南干段下游供水目标为沧州，属重要供水目标，按供水工程考虑，该段渠道工程为Ⅱ等工程，两项综合考虑，石津干渠大田南干段规模确定为Ⅱ等。

1.2 工程建筑物级别。①主要建筑物：大田南干进水闸、北杜庄节制闸闸室及上下游连接段，大田北分干进水闸、大田南干一分干节制闸、大田南干一分干进水闸闸室及上游渐变段，分水口闸室及上游渐变段，朱家河排水倒虹吸管身段及上下游渐变段为主要建筑物，建筑物级别为2级；②次要建筑物：大田北分干进水闸、大田南干一分干节制闸、大田南干一分干进水闸下游消能段，分水口下游消能防冲段，朱家河排水倒虹吸上下游防护段为次要建筑物，建筑物级别为3级。

1.3 防洪抗震设防标准。本段渠道设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为100年一遇；2级建筑物设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为100年一遇。渠道与各类河渠交叉建筑物的连接段，按相应建筑物防洪标准设防，本渠段建筑物抗震设计烈度为7度。

2 输水线路布置

2.1 满足供水目标要求。充分利用已有灌溉渠道进行扩建改造，改造现有渠道要尽量少增、不增占地，对渠道走向、弯道不做大的调整。改造灌溉渠道要统筹考虑灌溉、供水建筑物的结合与互用。选择地质条件相对较好的地段布设渠线。渠线力求顺直，线路最短，投资最省。尽量避开居民点、工矿企业、重点文物及军事设施。

2.2 配套工程。穿越铁路、公路以及河流时，在保证渠线顺直情况下尽量与之正交，并选择顺直、稳定的河段布设渠线。石津干渠工程大田南干段的输水线路起点为大田南(北)分干进水闸(桩号115+654)，终点为大田南干一分干进水闸(桩号120+551)。

3 渠道工程布置

3.1 渠道配置。河北省南水北调配套工程石津干渠工程大田南干段位于深州市区东南部，起点为石津总干渠末端的大田庄枢纽，沿大田南干渠南下至大田南干一分干枢纽下游，渠道起始桩号115+654，结束桩号120+551，长4 897 m。大田南干段渠道为明渠输水，断面形式为梯形断面，渠道底宽5 m，纵坡1/1 100，内边坡系数2.0，全断面混凝土衬砌，衬砌高3.26～3.66 m。

3.2 建筑物配置。大田南干段渠道新建、重建水工建筑物共有20座，与配套工程和灌区节水改造结合的有19座、渠渠交叉建筑物1座，与配套工程和灌区节水改造规划结合的建筑物中，节制闸3座，其中大田南干一分干节制闸为新建，其余2座为重建；农业灌溉进水闸(分水闸)16座，均为重建；排水倒虹吸1座，由原朱家河涵洞式渡槽改建。

3.3 交通桥及水位控制。本渠段现有交通桥6座，其中4座交通桥需拆除重建，列入本报告。1座需要加高(石黄高速桥)，由交通部门负责实施。大田南干段末端控制水位为大田南干一分干进水闸加大水位20.42 m，该水位也是压力箱涵进水闸控制水位，压力箱涵进水闸运行工况为定水位运行；渠道始端控制水位为大田南干进水闸闸前灌溉加大水位21.13 m。中间各段水面线设计按照灌溉进水闸闸前设计水位控制。

4 渠道断面设计

4.1 断面形式。本段为原有灌溉渠道改建，渠道现状按照灌溉分支渠及地形情况确定了进水闸、节制闸位置。渠道纵坡按现有节制闸位置分段设计。本段渠道利用大田南干现有灌渠扩挖，设计纵坡1/1100。大田南干段渠道现状为U型断面及梯形断面2种型式。西干支节制闸上游部分已衬砌的渠段为U形断面，其它渠段为梯形断面。大田南干段渠道断面较大，局部扩挖即可满足配套输水要求，该段渠道采用梯形断面，渠道底宽5.0 m，内边坡1∶2，外边坡1∶1.75。

4.2 渠顶高程。由于石津灌区管理范围线的限制，大田庄至赵村南桥(115+654～120+156)巡视道路设在右堤，所以右堤宽5.5 m，左堤宽3 m。赵村南桥至大田南干一分干进水闸(120+156～120+551)巡视道路设在左堤，考虑本段道路不能封闭，左堤宽按5.5 m考虑，右堤宽3 m。本渠段渠道均为半地上渠道，根据洪水分析结论，本段渠道不受洪水影响，综合分析外部沥水和渠内水位影响，渠顶高程根据内水确定。

4.3 混凝土衬砌

4.3.1 渠道过水断面全部采用混凝土衬砌，大田南干断面为梯形断面，考虑到阻水小的桥墩、弯道、衬砌分缝等因素的影响，结合灌区已有工程，渠道综合糙率采用0.015。渠道渗漏损失主要与渠床的土壤性质、水文地质条件、渠道湿度及输水时间等因素有关，渠道渗漏损失量随渗漏过程而变，一般可分为自由渗漏和顶托渗漏。

4.3.2 大田南干段为半填半挖渠道，设计加大水位超出1.5～2 m。参照南水北调总干渠填方段工程实例，结合对各类衬砌材料进行分析比较，采用复合土工膜与混凝土衬砌相结合的防渗方案。混凝土衬砌厚度：边坡为10 cm，渠底为8 cm，下面铺设复合土工膜。防渗后渠道渗漏量为每年126万m3。