淺談石堡川張索渡槽設計應注意的幾個關鍵環節
行業科技
作者：黃向軍
【摘要】渡槽是灌區渠道跨越溝壑地區實現輸水的一種重要形式，尤其在多溝壑地區比較常見。參照石堡川張索渡槽設計中地質條件，就渡槽輸水結構形式、位置選擇、橫斷麵形式以及穩定驗算等幾個關鍵環節進行計算與探討，希望為同類灌區水利工程提供參考。
【關鍵詞】水利工程；渡槽；設計；探索
石堡川水庫位於洛河一級支流石堡川河上，庫容6375萬m3，灌溉渭南白水、澄城和延安洛川三縣17個鄉鎮40萬畝農田，灌區西部多梁峁形態，坡地、台地較多，塬地較少，溝多呈U型，自西而東被聿津河、孔走河、馬村河、長寧河和大浴河縱切，形成南北走向排列的三條梁五道溝，由於地勢原因，渡槽和過溝填方成為解決石堡川幹渠跨越溝壑河流向灌區供水灌溉的重要形式。其中張索渡槽就是石堡川幹渠上一個重要輸水建築物。該渡槽長200m，進口底板高程為856m，出口底板高程為854m，槽身高為5m，渡槽設計流量為9m3/s，加大流量為11.5 m3/s，水深為4m。
1.張索渡槽地質條件
該區域在構造上處於三個構造單元的複合部位，主要斷裂帶為斷裂帶，此斷裂呈NW方向延伸為區域活動性斷裂，因而形成了聿津河河道的現狀走向。根據《中國地震動參數區劃圖》，工程區地震動峰值加速度為0.15g，地震動反應普特征周期為0.35s，相應的地震基本烈度為Ⅶ度。渡槽位於聿津河一級階地內，以衝積洪積的砂卵石層為主，其膠結性差，易鬆散，抗衝性低，河床蜿蜒曲折，遊蕩不定，對兩岸的防洪減災工作造成極大的困難。河岸屬Ⅳ級自重濕陷性黃土地基上，屬大厚度濕陷性黃土。從地質條件分析中可以看出，整個工程區均以砂礫石地層為主，無不良地質現象存在。其地質條件比較理想，不存在地基塌陷或變形浸沒現象，整體穩定性較高。
2.輸水結構形式的選擇
2.1輸水形式選擇
渡槽做為一種輸水方式，是渠道跨越溝壑的明流輸水建築物。由於其水頭損失小，受地形地質條件影響小，不易淤積，也便於溝壑兩邊農民生產和生活通行需要，所以選擇渡槽形式較為科學。目前渡槽支承結構形式有雙排和單排，雙排架是由兩個單排架，中間以橫梁連接而成，屬空間結構受力較複雜。A字形排架是兩片單排架的腳放寬，頂端連在一起而成的；單排架體積小，重量輕，現場澆築和預製吊裝方便，雖然雙排架穩定性好，適應高度較大，但是其造價較高，施工較複雜。所以根據該段地質和地形條件，張索渡槽采用單排架做為槽身支承結構。
2.2渡槽的位置選擇
渡槽的位置選擇是選定渡槽的中心線及槽身起止點的位置。本設計的渡槽的中心線已選定。具體選擇時要考慮到以下幾個因素：一是槽址應盡量選在地質良好、地形有利和便於施工的地方，以便縮短槽身長度、減少工程量、降低墩架高度；二是槽軸線最好成一直線，進口和出口避免急轉彎，否則將惡化水流條件，影響正常輸水；三是跨越河流的渡槽，槽軸線應與河道水流方向盡量成正交，槽址應位於河床及岸坡穩定、水流順直的地段，避免位於河流轉彎處；四是為了在渡槽或上、下遊填方渠道發生事故時停水檢修，常常在進口段或進口前的適當位置設置節製閘，以便與泄水閘聯合運用，使渠水泄入溪穀或河道。