針對水利工程渡槽設計中的相關問題探討

李曉科

（綿陽市水利規劃設計研究院，四川 綿陽 621000）

0 前言

富城支渠從西梓干渠金峰水庫金后6+731 處分水，該工程是以灌溉為主，兼顧充水及向沿渠鄉鎮供水和沿線農村人畜用水的一項綜合性水利工程。主要灌溉鹽亭的雙合場、三岔、復明、富驛、真常觀、林山、大樓街、馮河及鹽亭城關等鄉鎮的5.28 萬畝農田的輸水任務，渠道全長22.93km。整條渠道上包括隧洞、暗拱、渡槽、各小型渠系建筑物，文章對盛家灣渡槽設計進行分析。

1 工程概況

富城支渠渠道全長22.93km，全渠分為三個流量段，由19 座隧洞、8 座暗拱、5 座渡槽及105 座渠系小型建筑物組成。根據《灌溉與排水工程設計標準》（GB50188-2018）：對于設計流量在1～5m3/s 的續灌渠道，灌溉加大流量系數為25%～30%，本次設計富城分支渠取用的加大流量系數為30%，盛家灣渡槽位于第一流量段，設計流量1.80m3/s，加大流量2.34m3/s。盛家灣渡槽由槽身段和進出口漸變段組成，全長193m，14 跨，每跨12m，渡槽縱坡i=1/1500。槽內加大水深1.2m。下部支承結構選用單排架結構型式，單排架下部支承采用鋼筋混凝土板式基礎和樁基礎。

2 盛家灣渡槽地質條件

盛家灣渡槽屬埡口渡槽，即渡槽跨越的是低矮山脊，渡槽軸線與山脊分水線重合。渡槽進口段為一山嘴，地形較陡，自然坡角約45°，坡高28m，地面高程428～445m，基巖裸露，出露基巖為J3p長石砂巖，強風化厚度為3.0～5.0m，巖體較完整。砂巖為良好的天然地基，基礎型式可采用獨立基礎，高度較小，渡槽以較完整的強風化砂巖作為地基持力層。

槽身段距渡槽底板最大高度12m，溝底地面高程427.7m，溝寬135 m。溝谷段覆蓋層為上部為粉質黏土，下部為淤泥質粉土，厚3～9.8m。下伏基巖為J3p砂巖，局部夾泥質砂巖，強風化厚度為3.0～5.0m，巖體較完整。由于地下水豐富，排水費用較高，且覆蓋層開挖深度大，開挖占地較廣，槽身段部分基礎埋深較大，根據中華人民共和國住房和城鄉建設部于2018年06月01日發布《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》中的附屬文件二《超過一定規模的危險性較大的分部分項工程范圍》，深基坑工程為：開挖深度超過5m（含5m）的基坑（槽）的土方開挖、支護、降水工程。對渡槽基礎方案進行反復研究、商討，將5m（含5m）深以上的基礎采用樁基礎。以弱風化砂巖作為地基持力層，避免大開挖。

渡槽出口段為斜坡，地形較緩，地面坡角15～20°，有較薄的坡殘積粉質粘土覆蓋層，厚度約1～2m。基巖裸露，出露基巖為J3p長石砂巖，強風化帶鉛直厚度為3.0～4.0m，巖體較完整。砂巖為良好的天然地基，基礎型式采用獨立基礎，高度較小，渡槽以較完整的強風化砂巖作為地基持力層。

3 盛家灣渡槽設計方案

盛家灣渡槽總長193m，渡槽進出口漸變段長度分別為10m、15m，單跨槽身長12m，槽身為C25 鋼筋砼梁式薄殼結構，邊墻及底板厚度為0.15m。槽身凈寬1.5m,凈高1.45m，下部支承結構選用單排架結構型式。排架尺寸為0.7m×0.4m。單排架下部支承采用鋼筋混凝土板式基礎和樁基礎，板式基礎寬（順槽向）2.0m，長3.0m，厚1.5m，直接現澆于基巖之上，穩定可靠，埋深根據基巖風化情況在2～3m 之間。

盛家灣渡槽4#～13#基礎開挖深度最深達13m，根據土坡1：1.25 放坡和每5m高設置一處1m 寬馬道計算，上口開挖寬度最寬達39.7m；且經過多處試挖，現場大部分地段處于軟弱淤泥層上，開挖后，周邊淤泥垮塌十分嚴重，且地下水不斷涌現，無法繼續開挖，根據開挖實際情況和地勘資料，確定以弱風化砂巖為基礎持力層,采用機械旋挖孔樁基礎，弱風化泥質砂巖石飽和單軸抗壓強度標準值frk=8000Kpa。樁基礎承臺長3.6m,寬3.0m,厚度為1.2m,為C30 鋼筋砼結構，每一承臺下布置4 根孔徑為0.6m 的機械旋挖孔樁，單樁承載力特征值不小于500KN(單樁豎向極限承載力值不小于1000KN)。樁中心縱向間距為1.8m,橫向間距為2.4m，樁為C30 鋼筋砼結構，樁承臺位于自然地面以下0.5m。 樁長不小于6 米，樁端伸入持力層且進入弱風化基巖深度不小于1.5m。

樁基應進行單樁承載力和樁身完整性檢測。按照《JGJ106-2014 建筑基樁檢測技術規范》進行檢測，在確定樁基質量合格后方可施工承臺。樁基樁身完整性如采用聲波透射法檢測，采用聲波透射法檢測時每根樁都應埋設聲測管，埋設采用兩點埋設，聲測管采用內壁直徑50mm,壁厚3.5mm 鋼管，聲測管布置距離樁周80mm，距離樁底100mm,底部應封閉。

樁承臺平面布置圖及剖面圖見下圖

4 結語

渡槽的設計，根據地形、地質、水文、建筑材料、交通情況、施工條件等各種各樣的資料，綜合考慮各項技術經濟指標，全面分析比較，選擇最優方案。同時，應控制和減少永久占地、植被破壞、棄渣流失等環境污染。盛家灣渡槽的基礎處理，淺基礎采用鋼筋混凝土板式基礎，深基礎采用機械旋挖孔樁基礎，從有力利于保證工程質量、確保工程安全、施工進度來說，方案是合理的。所以我們對于每一個水利工程都要做好提前的情況調查，要因地制宜、因時制宜。結合好實際情況然后才可以進行相應的渡槽設計。