南水北調總干渠吳陳溝排水倒虹吸布置設計簡述

摘 要：南水北調總干渠穿越大小河流百余條，依據河流流域狀況對相鄰近的交叉河流進行適當歸并，歸并后交叉斷面以上集流面積<20km2的河溝，因其一般從總干渠的左岸流向右岸，故稱為左岸排水建筑物。吳陳溝排水倒虹吸工程屬于南水北調中線總干渠河南段左岸排水倒虹吸工程之一。本文對吳陳溝排水倒虹吸的布置設計簡述，希望能夠為相關工程提供有益參考。

關鍵詞：南水北調;吳陳溝;排水倒虹吸;布置設計

1.工程概況

吳陳溝排水倒虹吸工程位于河南省新鄭市新村鄉吳陳村南約0.4km處，是南水北調中線工程總干渠與吳陳溝之交叉建筑物，為沙河南～黃河南渠段第三標段的第57座左岸排水工程，溝道與總干渠交叉斷面處樁號為SH（3）130+519.8，大地坐標：X=3813109.399，Y=472692.329。交叉斷面以上集水面積2.90km2，天然情況下50年一遇設計洪峰流量59m3/s、200年一遇校核洪峰流量84m3/s。

2.干渠簡介

工程交叉處總干渠設計流量305m3/s，加大流量365m3/s，相應水位分別為122.945m、123.561m。總干渠在此處為半挖半填渠段，渠道斷面要素為：渠底高程115.945m，渠道底寬24.50m，比降1/28000，糙率0.015，內邊坡1：2.0，外邊坡1：1.5，左岸堤頂高程為127.62m，右岸堤頂高程為126.41m，堤頂寬度為5m。左右岸沿外堤腳線向外設防護林帶及左岸設截流溝。

3.水力計算與管身斷面確定

鑒于吳陳溝天然情況下即是蓄滯洪區，干渠建成之后，原來的水位流量關系會發生變化。因此考慮適度淹沒，從而減小工程規模。基本思路是：擬定不同的斷面尺寸，通過確定率定曲線，進行調洪演算，最后得出合適的斷面。本工程可確定斷面尺寸為2-2.5×2.5m，工程后50年一遇洪峰流量35m3/s、200年一遇洪峰流量40m3/s。

4.工程布置

吳陳溝排水倒虹吸工程與總干渠正交，主要由進口連接段、管身段、出口消能防沖段等部分組成。上游河底高程124.00m，下游河底高程123.30m。上游設計水位126.12m，下游設計水位124.45m，工程設計水頭1.67m。總長226.19m。

a） 進口段

進口段總長取48.19m。其中護砌段（M7.5漿砌石）長10.00m，底部高程124.00m，梯形斷面，邊坡1：2，厚300mm。漸變段（M7.5漿砌石）水平長18.19m，底部為斜坡式，坡度1：5，高程降至120.36m，厚300mm。水平連接段（C20混凝土）長20.00m，厚500mm，兩側設半重力式圓弧翼墻，半徑26m，圓心角55.81°，高程取200年校核洪水位加0.3m，故翼墻高6.47m。胸墻位置與孔口平齊。參照南水北調中線工程河南段左岸排水建筑物有關設計，進口不設攔污柵、工作閘門、檢修門。如須進行檢修，可通過在非汛期修筑臨時圍堰進行檢修。進水口不設沉砂池，為減輕管內清淤工作量，于護砌段末端設置小型攔砂坎，坎高0.5m。

b） 管身段

管身由進口斜管段、水平管段和出口斜管段三部分組成，采用現澆鋼筋混凝土雙孔截面，單孔截面2.5m×2.5m。其中進口斜管段水平投影長50m，進口斜管段坡度為1：5.5;水平管段長26m，管頂埋深取1.5m;出口斜管段水平投影39m，出口斜管段坡度為1：5.5。倒虹吸進口高程取10年一遇設計洪水降低0.5m，故底板高程為120.36m，斜管與水平管段采用圓弧軌道連接，圓弧半徑12.5m，圓心角10.30°。

c） 出口消能防沖段

此段主要由消力池段、海漫段和防沖槽組成。出口消力池段緊接倒虹吸出口，長15.0m，底板高程118.36m，兩岸為半重力式岸墻，高程取200年一遇下游校核洪水位加0.3m，故擋土墻高6.48m。;海漫段總長43m，由22m的斜坡段和21m水平段組成，斜坡段坡度1：5。水平段底板高程123.30m，M7.5漿砌石護底，底板厚300mm;為防止海漫底部遭受沖刷，在海漫末端設防沖槽，深2.0m，底寬2m，上游坡1：1.5，下游坡1：1。

5.總結

本文是作者畢業設計中關于吳陳溝排水倒虹吸設計的一部分，綜合反映了南水北調總干渠河南段左岸排水建筑物布置設計的一般特點，希望能夠對同類工程提供借鑒。

參考文獻：

[1] 李惠英，田文鐸，閻海新.倒虹吸管[M].北京：中國水利水電出版社，2006：15-50.

[2] 趙廷華.南水北調中線河南段左岸排水倒虹吸工程設計[J].南水北調與水利科技，2008，6：24-25

作者簡介：

單奪權（1996.12-）男，漢族，河南省永城市，本科生，研究方向：水利水電工程