东鱼河南支涵洞运行现状及设计对策

李洪斌，苏子文

（定陶县水务局，山东 定陶 274100)

1 流域基本概况

东鱼河南支是东鱼河的一条主要支流，起源于河南省兰考县境内，是菏泽市定陶县的一条主要的防洪除涝河道，上接赵王河、黄蔡河、吴河、贺李河。在定陶县均张庄闸前入东鱼河，全长89.25km(其中河南省境内 36.85km,菏泽市境内 52.40km)，流域面积 1239km2（其中河南省境内511.56km2,菏泽市境内727.44km2)，在定陶县境内长5.0km，流域面积123km2，人口7.5万人。

东鱼河南支于1968年至1969年开挖完成，设计采用1966年6月中央水电部淮河规划组郑州水文成果，按3年一遇除涝、20年一遇防洪标准进行开挖。为了满足排涝、灌溉及交通需要，在东鱼河南支上相继兴建了配套建筑物，基本形成了较为完整的除涝和灌溉系统，防御洪、涝、旱、碱等各种自然灾害的能力大大提高，对当地工农业生产的发展起到了重要作用。

2 东鱼河南支涵洞运行现状及存在问题

2.1 工程现状

东鱼河南支的开挖与治理，对菏泽西南部地区的工农业生产的发展起到了巨大的推动作用。但是，由于东鱼河南支经过40多年的运行，河槽淤积、工程老化、退化严重，河道的防洪、排涝、灌溉、改碱功能日渐降低，河道淤积厚度达0.8～3.0m。

东鱼河南支沿线穿堤排引水涵（管）洞多，部分洞身短，沉陷、拆裂、土石结合差、险工多。建筑物工程老化严重，现有桥梁多数桥面板暴露，栏杆扶手损坏严重，危及车辆行人的安全。

2.2 涵洞运行存在的问题

东鱼河南支定陶县境内涵洞大多为上世纪60到80年代的建筑物，建成后曾为流域内农业生产发挥了较大的作用，极大地促进了当地群众的增产增收。但由于建成年代久远，原有设计部分涵洞洞身短，沉陷、拆裂、土石结合差、险工多，再加上缺乏必要的维护治理，80%的涵洞已不能发挥应有的作用，处于严重瘫痪状态，致使该段流域内很多耕地不能做到旱能浇、涝能排，严重制约着当地工农业的发展，已不能适应当前社会主义新农村建设的需要。

3 涵洞工程设计

针对东鱼河南支定陶段涵洞运行的现状和存在的问题，以及新时期对东鱼河治理要贯彻“以排为主、蓄泄兼顾，洪、涝、旱、碱、渍综合治理”的方针，以东鱼河南支定陶段1+200处左岸的邵楼涵洞为例进行设计计算。

3.1 基本资料

3.1.1 地形资料

邵楼涵洞位于东鱼河南支桩号1+200左岸处，排水沟长 4km,控制面积 7km2。

3.1.2 水文地质

涵洞处地下水属第四纪孔隙水，含水层多由粉砂、细砂组成，在垂直分布上大体可分为全淡区、淡—碱—淡区和碱—淡区三类，其中淡—碱—淡区分布最广。地下水埋深一般距地面2～3m，地下浅层淡水底板一般在地面以下15～16m。约有20%的面积地下水矿化度在3g/L以上，不宜灌溉，深层淡水一般在地面以下150～200m之间，水质较好，分布较广。

3.1.3 地质资料

涵洞处地貌单元为全新统黄河冲积扇，勘探深度内土层的物质来源于黄河颗粒成份主要为粘粒和粉粒，底板埋置高程以上，第一层是粉土，工程性能较差；第二层是粉质粘土，工程性能较差；底板埋置高程以下是粉土，稍密，工程性能一般。

3.2 排水沟资料

排水沟为梯形断面，底宽 4m，边坡 1:2，入口处沟底高程44.52m，设计流量5年一遇排涝设计标准，排涝流量为 5.11m3/s，排水沟水深 2m，比降 1/5000。

3.3 涵洞的总体布置

涵洞轴线以排水沟中心线为轴线，洞身中心位于东鱼河南支堤防轴线上，洞身长30m满足筑堤要求，流态为无压，结构型式采用砌石拱结构，并设闸门以防洪水倒流。上下游连接采用浆砌石扭曲坡，下游设消力池。

3.4 水力计算

3.4.1 涵洞水流流态判别

为无压流态。

按经验公式取Lk=17.02m，初步设定涵洞洞身长L=30m〉Lk，判定为长洞。

按淹没出流公式和均匀流公式校核过流能力：

经试算法求得：

满足过水流量要求，故采用洞宽2.5m，平底，洞身长30m。

3.4.2 消能设计

采用综合式消力池，降低护坦高程并设消力坎，加大下部水深，促使发生淹没水跃进行消能。经计算，消力坎高0.86m，池长8.15m，采用消力坎高为1.0m，池长9m。

3.4.3 防渗设计

涵洞上游采用滞渗，下游采用导渗，洞身上游设13m长防渗铺盖，洞身底板长30m，洞身后在消力池下设反滤层。

采用直线比例法，渗透系数C=7，所需渗径长度22.4m，实际渗径长度43m，满足防渗要求。

3.5 洞身稳定计算

涵洞洞身底板为整体式底板，取1m长洞身（中心部位）垂直土压力，分析地基承载力。经计算满足要求。

3.6 拱圈结构设计

拱圈厚度采用经验公式，经计算，拱圈厚度选用30cm，内半径采用 1.25m，内净跨 2.5m，矢跨比 1:3，拱脚处边墩厚60cm。

4 结 语

通过对邵楼涵洞进行设计计算，工程实施后，可基本解决东鱼河南支定陶段流域内的洪涝威胁，可有效改善当地的自然环境，提高该地区的生态效益、经济效益及社会效益，促进其可持续性发展。