落地式渡槽在山区塌陷渠段中的应用

2021-09-02杨军

湖南水利水电 2021年4期

关键词：渡槽干渠型式

杨军

（邵阳市大圳灌区管理局，湖南邵阳 422000）

1 落地式渡槽简述

渡槽是输送水流跨越河渠、道路、山冲、谷口等的架空输水建筑物，在农田灌溉、城镇生活用水、工业用水、跨流域调水等工程中广泛应用。

渡槽由槽身、支承结构、基础及进出口建筑物等部分组成。渡槽的类型，一般是指输水槽身及其支承结构的类型。槽身及支承结构的类型各式各样，所用材料又有不同，施工方法也各异，因而分类方式甚多。

落地式渡槽是指无下部架空支承结构，槽身直接座落在地面基础上，槽身纵向弹性受力。由槽身、基础及进出口渐变段等部分组成的一种渡槽型式。

2 灌区概况

2.1 自然地理

大圳灌区位于湖南省邵阳市西部，界于资水上游支流夫夷水与赧水之间的高台地带。灌区范围包括邵阳市的新宁、武冈、洞口、隆回、邵阳5 县（市）的30 个乡（镇）379 个行政村，是历史上有名的“衡邵干旱走廊”的一部分。灌区国土面积2 680 km2，设计灌溉面积53.56 万亩，是一处以灌溉为主，兼有防洪、发电等综合效益的大型灌区工程。灌区在海拔600 余米高的夫夷水支流麻林河修建大圳水库为母库，总干渠沿夫夷水与赧水之间的分水岭越峪飞沟，穿山劈岭，蜿蜒前进。

2.2 地形

灌区地势大致西南高、东北低，自新宁石门以上为山区，其他均属丘陵区，占90%以上，岗峦起伏，地形变化大。灌区内海拔高程一般为300～500 m，最低亦在250 m 以上。因而，全灌区自流灌溉面积达98%以上。

2.3 地质

灌区大地构造位于江南地盾之南，闽浙地盾之北，属华夏古陆江南淮地槽区加里东褶皱带，区内西—西南部为前泥盆系地层构成的雪峰山、越成岭等大背斜，形成高山地带，往东则为古生带、新生代、第四系沉积碎屑岩组成所构成的复式向斜，形成起伏的丘陵及山间盆地。灌区主要在本构造单元之内，背斜及斜轴方向为“北-北东”，构造线方向为“北东-北北东”，构造上褶皱为主，断裂次之。向斜区出露地层，主要为泥盆、石炭、二叠、三叠、第四系等地层，岩性上大部分为砂页岩、石灰岩、泥灰岩，少量炭质页岩、煤组等碎屑沉积岩石。

受构造控制，本灌区渠线多横切岩层走向，由于灰岩溶蚀及砂页岩风化，极易产生渗漏坍滑、塌陷等不利工程地质现象。本次改造渠段大部分渠线经过灰岩、页岩地区，溶洞、溶槽多，裂隙发育，岩石风化严重，渗透性强，稳定性差。

3 结构型式

3.1 槽身的型式

为确保落地式渡槽不影响渠系原设计过水能力，同时渠系的总体水面线是确定的，因此在落地式渡槽槽身断面的选择上一般采用原塌陷渠段原有断面型式或与之接近断面，渡槽底坡一般也采用塌陷渠段原渠底坡降或对坡降进行适当调整，从而确保渠道过流能力及水面线基本不变。图1 是东风干渠1+647～1+696塌陷渠段半边落地式渡槽施工处理断面对比图。

图1 东风干渠1+647～1+696 塌陷渠段半边落地式渡槽施工处理断面对比图

3.2 落地式渡槽的结构布置

落地式渡槽与其它常规渡槽一样也由槽身、基础及进出口渐变段等部分组成，只是少了支承结构，渡槽槽身直接落在地面及地面基础上。因落地式渡槽槽身过水断面与原渠道过水断面型式基本一致，因此，其进出口段衔接较平顺，水流条件较好。只有这样才能保证渡槽的过水能力及水面线等与原设计基本一致。

落地式渡槽必须分跨设计，每跨长度一般为5～8 m，跨与跨之间的连接部位必须进行止水处理。跨间连接处设置伸缩缝，同时必须采用防渗漏处理措施。一般使用铜片、橡胶等各种止水带，或采用防渗油膏煮石棉绳等填缝处理措施。伸缩缝处理在大圳总干49+975～50+015 塌陷渠道见图2。

图2 伸缩缝大样图

落地式渡槽基础设置在上、下游连接段和渡槽分跨连接段，在一些地质条件差的渠段除在渡槽分跨连接段设置基础外，还在跨间增设渡槽基础，避免渡槽受地基沉降破坏。渡槽基础分类同一般常规渡槽，也根据埋深分为浅基础和深基础。埋置深度小于5 m 的为浅基础，大于5 m 的为深基础。渡槽中的浅基础，常采用刚性基础和柔性基础。深基础常采用桩基或沉井。云里坳倒虹吸出口总干渠12+520 桩号段采用的就是端承桩基础，采用人工挖孔成桩，桩基深度至持力层。大圳灌区总干渠9+700～9+780 石门隧洞出口塌陷渠段采用的就是浅基础中的刚性基础，见图3。