臨清市紅旗渠入衛穿堤涵閘工程對衛運河的影響分析

李法金，王金蓮

（臨清市水務局，山東 臨清 252600）

臨清市紅旗渠穿堤涵閘排水工程是利用市區地勢南高北低的特點，通過利用現有的匯通河、石河、紅旗渠、十八里干溝等排水河道，并通過整治現有河道和新建部分連通管道，形成整體串通的排水體系。除了城區南部大部分非汛期徑流通過匯通河頭閘口排澇涵閘排入衛運河外，其余部分非汛期徑流匯流至紅旗渠后，通過紅旗渠穿堤涵閘向西排入衛運河。紅旗渠入衛穿堤涵閘是臨清市市區東部、北部非汛期雨澇水的主要出口，是城市排水規劃的重要組成部分。

1 工程概況

臨清市紅旗渠入衛穿堤涵閘工程占地面積3300 m2。涵閘采用單孔形式穿越衛運河右堤，穿越位置在臨清市市區西北部，衛運河右堤68+020處。工程等別為IV等，工程規模屬小（1）型，穿堤涵閘級別與衛運河右堤均為2級。根據臨清市的實際情況，非汛期天然徑流量標準采用3年一遇。按照非汛期3年一遇排水標準確定規模，穿堤涵閘應滿足衛運河50年一遇的防洪標準。

工程閘前渠道設計指標為：設計排水水位31.15 m；設計排水流量8.06 m3/s；設計渠底高程29.00 m。

涵閘設計指標為:進口閘底板高程29.00 m；出口閘底板高程 28.86 m；涵洞單孔尺寸 2 m×2 m(寬×高)；涵洞坡降i=1/500。

閘后灘地明渠設計指標為:渠道進口高程28.50 m；渠道出口高程 28.21 m；渠道底寬 2 m ；邊坡 1∶1.5；渠道比降i=1/1500；設計水深1.5 m；灘地高程30.50 m；襯砌高度2 m；襯砌超高0.5 m。

2 衛運河現狀

衛運河自西南向東北，穿越臨清市西部過境，在煙店的王莊入境，至石槽鄉的石佛以北出境，主要承接上游漳河、衛河來水，境內長 44.184 km，境內流域面積247.70 km2。衛運河屬于半地上河，堤距一般在700 m左右，甚至有1000～2000 m。大堤設計黃海高程38.0 m。市域境內堤防長度44.16 km，平灘流量下的河面寬度一般在120～200 m之間，水深為 7～10 m，為單式河槽，河床比降約為1/10000。防洪保證流量4000 m3／s，相應水位36.78 m。堤頂高程按照超高2 m確定，強迫行洪流量按照堤防最少超高0.5 m計算，可達5500 m3／s。

3 工程對衛運河的影響分析

3.1 與現有水利工程的關系及影響分析

在涵閘穿越衛運河斷面68+020（右岸）處，右岸現狀堤頂高程為38.74 m，設計堤頂高程為38.49 m。右灘地高程為32.5 m，左灘地高程為32.65 m，河底高程24.72 m，設計水位 36.49 m，設計流量 4000 m3/s，排澇流量 1150 m3/s。

衛運河規劃仍按承泄漳河、衛河下泄流量之和4000 m3/s治理，設計水面線與擴大治理時水面線一致；排澇標準3年一遇，主槽斷面按平槽流量即設計排澇流量1150 m3/s恢復。堤防等級為2級，堤頂高程為設計洪水位加2 m超高，堤頂寬度為8 m，左、右堤標準相同。

工程位置處現狀堤頂高程高于設計堤頂高程，不存在堤防加高、培厚問題，現狀主槽與擴大治理時變化不大（只有局部輕微淤積），因此依據工程要求只對主槽斷面按平槽流量即設計排澇流量1150 m3/s恢復，而涵閘建筑物只要陡坡段（長10 m）和拋石槽段（長6 m）在主槽邊坡，但均在河道規劃斷面以下，故穿堤涵閘工程的實施不影響衛運河水利規劃實施，對該段河道治理不產生影響。

3.2 與現有標準及管理要求的適應性分析

紅旗渠入衛穿堤涵閘穿堤部分采用鋼筋混凝土結構，整體性好，剛度大，并且采用規則的矩形斷面，荷載、結構布置對稱，進、出口均設置可靠的消能設施，堤防兩側均設置有及時開閉的閘門；同時此處河道較順直，水流流態平順，堤岸堅實穩定，因此穿堤涵閘的建設與現有防洪防凌標準、有關技術、管理要求不沖突。

經計算工程位置處設計水位為36.49 m，而堤內機架橋面高程為36.53 m，稍高于設計洪水位，為保證閘門能正常、及時關閉，需適當抬高機架橋面高程。

3.3 對河勢穩定的影響分析

通過抗滑穩定計算得知，衛運河臨河坡左、右岸最小抗滑穩定安全系數為1.48，大于衛運河堤防設計條件的安全系數1.25，滿足要求。背河坡左岸、右岸最小抗滑穩定安全系數為1.41，大于衛運河堤防設計條件的安全系數1.25，滿足要求。穿堤涵閘的修建沒有對河槽、灘地的位置及形式造成改變，即使涵閘排澇，流量較小（設計排澇流量 8.06 m3/s），在涵洞出口設置消能設施，不會改變主槽水流的方向，因此，對河勢穩定不產生影響。

3.4 對堤防護岸等的影響分析

紅旗渠入衛穿堤涵閘穿堤部分設有多道粘土截滲環，在堤身內涵洞每節長度較堤外部分縮短，并設置可靠止水，因此穿堤涵洞能滿足滲透要求，并能充分適應堤防的不均勻沉降，為堤防及涵洞安全運行提供了必要的保障。

由于涵閘施工需要對堤防進行開挖、填筑，因此工程的建設對堤防護岸勢必產生一定影響，但是對堤防護岸采取一定的防治措施后，可將影響減小到最低。

3.5 對防汛搶險的影響分析

紅旗渠入衛穿堤涵閘工程穿堤涵洞埋設于衛運河大堤下6.5 m，施工結束后將對堤防按原設計進行恢復，堤頂沒有建筑物，不阻斷堤頂防汛通道，因此對防汛搶險不產生影響。

3.6 對第三人合法水事權益的影響分析

衛運河主要任務是防洪、排澇及灌溉，附近沒有飲用保護水源，上下游沒有取水口和建筑物，且涵閘只排放非汛期3年一遇澇水，不會引起河道內水質的變化，該工程的實施也不會引起水資源的流失和浪費。工程范圍內的土地占用、樹木賠償等問題由建設單位另行妥善解決，其他事宜對第三人合法水事權益不會產生影響。

4 降低施工對衛運河影響的措施

4.1 降低項目施工過程中的影響

要降低建設項目施工過程中的影響，首選措施為調整施工進度安排，根據水利年度安排施工，避免汛期施工。

由建設單位提供的施工方案可知，涵閘施工建設安排在非汛期，但施工過程中仍需做好防洪預案，科學確定施工期河道流量，根據施工期河道流量進行圍堰、導流溝等設計，明確導流方案，并對非正常來水提出應急措施。應與水利管理部門密切配合，嚴格按制定的防洪預案施工；如遇河道行洪時，應及時拆除及清理施工現場的腳手架、廢渣等河道行洪障礙物，施工機械、人員緊急撤離，恢復河道斷面，以利于河道行洪。

4.2 降低對堤防護岸的影響

由于涵閘施工需對堤防進行開挖、填筑，勢必對已沉降相對穩定的該處堤段產生一定影響，因此，在對堤防進行開挖、填筑時應嚴格按有關規范進行。主要采取如下措施：

1）堤防填筑時，宜采用與原堤身相同的土料，并嚴格控制土料干密度，黏性土料壓實度不小于0.92，非黏性土料相對密度不小于0.65；

2）對堤防內坡在涵閘軸線上下游各20 m范圍內進行漿砌石護砌，護砌厚度為0.40 m，下設反濾土工布，護砌石方量為267 m3；護砌基礎埋深應考慮沖刷的影響。

3）在堤外、堤頂、堤內設置觀測點，定期檢測涵洞、堤防沉降及滲透情況，如發現異常應及時處理。

5 結論與建議

1）臨清市紅旗渠入衛穿堤涵閘工程位置，河勢較穩定，水流流態平順，岸坡穩定，且河道底坡較緩，灘地較高，灘槽明顯，符合穿堤建筑選擇的一般水文要求，工程位置選擇較為合理。

2)該涵閘總體布置合理，結構形式穩定可靠，進出口、穿堤涵洞等各分段滿足有關規范設計要求；穿堤涵洞長86 m，未對堤防設計斷面造成削弱。

3)該涵閘在堤身內的結構分塊能較好適應不均勻沉降，在河道內沒有明顯阻水建筑物（只有機架橋突出地面，但阻水面積很小），不壓縮河道過水斷面，因此能滿足河道行洪要求，并保證堤防運行安全。

4)建議將堤內機架橋面高程抬高至36.69 m以上，同時要考慮河道高水位運行時機架橋與堤頂間的交通問題。

5)為減少由于涵閘建設對堤防造成的影響，應對堤防內坡在涵閘軸線上下游各20 m范圍內進行漿砌石護砌，護砌厚度為0.40 m，下設反濾土工布，護砌基礎埋深應考慮沖刷影響。

6)建議涵閘施工期間合理布置施工場地，在工程完工后應及時按規劃標準恢復堤防完整，并清除施工棄土、棄物等。

7)建議增加河道的防護設計，防護工程形式應與河道管理部門協商確定。

8)為確保施工質量，建議建設單位同水利主管部門密切配合，并宜委托有相應水利水電監理資質的監理單位對有關防洪方面的設計、施工進行質量監督。竣工資料應報有關水利主管部門存檔，以備查用。

總之，河道管理范圍內新建橋梁、管道、取水口等跨河、穿河、攔河建筑物必須考慮防洪要求，否則容易造成汛期水位壅高、束水、挑流、沖刷等一系列問題，從而對河勢穩定和防汛搶險、水利管理造成很大影響，極大地增加防汛搶險壓力和難度。通過分析紅旗渠入衛穿堤涵閘工程對衛運河的影響，避免工程在設計或建設階段不符合防洪要求，從而使新建工程對河道原有防洪工程、河勢、防汛搶險和水利管理的不利影響降到最低。