临清市红旗渠入卫穿堤涵闸工程对卫运河的影响分析

李法金，王金莲

（临清市水务局，山东 临清 252600）

临清市红旗渠穿堤涵闸排水工程是利用市区地势南高北低的特点，通过利用现有的汇通河、石河、红旗渠、十八里干沟等排水河道，并通过整治现有河道和新建部分连通管道，形成整体串通的排水体系。除了城区南部大部分非汛期径流通过汇通河头闸口排涝涵闸排入卫运河外，其余部分非汛期径流汇流至红旗渠后，通过红旗渠穿堤涵闸向西排入卫运河。红旗渠入卫穿堤涵闸是临清市市区东部、北部非汛期雨涝水的主要出口，是城市排水规划的重要组成部分。

1 工程概况

临清市红旗渠入卫穿堤涵闸工程占地面积3300 m2。涵闸采用单孔形式穿越卫运河右堤，穿越位置在临清市市区西北部，卫运河右堤68+020处。工程等别为IV等，工程规模属小（1）型，穿堤涵闸级别与卫运河右堤均为2级。根据临清市的实际情况，非汛期天然径流量标准采用3年一遇。按照非汛期3年一遇排水标准确定规模，穿堤涵闸应满足卫运河50年一遇的防洪标准。

工程闸前渠道设计指标为：设计排水水位31.15 m；设计排水流量8.06 m3/s；设计渠底高程29.00 m。

涵闸设计指标为:进口闸底板高程29.00 m；出口闸底板高程 28.86 m；涵洞单孔尺寸 2 m×2 m(宽×高)；涵洞坡降i=1/500。

闸后滩地明渠设计指标为:渠道进口高程28.50 m；渠道出口高程 28.21 m；渠道底宽 2 m ；边坡 1∶1.5；渠道比降i=1/1500；设计水深1.5 m；滩地高程30.50 m；衬砌高度2 m；衬砌超高0.5 m。

2 卫运河现状

卫运河自西南向东北，穿越临清市西部过境，在烟店的王庄入境，至石槽乡的石佛以北出境，主要承接上游漳河、卫河来水，境内长 44.184 km，境内流域面积247.70 km2。卫运河属于半地上河，堤距一般在700 m左右，甚至有1000～2000 m。大堤设计黄海高程38.0 m。市域境内堤防长度44.16 km，平滩流量下的河面宽度一般在120～200 m之间，水深为 7～10 m，为单式河槽，河床比降约为1/10000。防洪保证流量4000 m3／s，相应水位36.78 m。堤顶高程按照超高2 m确定，强迫行洪流量按照堤防最少超高0.5 m计算，可达5500 m3／s。

3 工程对卫运河的影响分析

3.1 与现有水利工程的关系及影响分析

在涵闸穿越卫运河断面68+020（右岸）处，右岸现状堤顶高程为38.74 m，设计堤顶高程为38.49 m。右滩地高程为32.5 m，左滩地高程为32.65 m，河底高程24.72 m，设计水位 36.49 m，设计流量 4000 m3/s，排涝流量 1150 m3/s。

卫运河规划仍按承泄漳河、卫河下泄流量之和4000 m3/s治理，设计水面线与扩大治理时水面线一致；排涝标准3年一遇，主槽断面按平槽流量即设计排涝流量1150 m3/s恢复。堤防等级为2级，堤顶高程为设计洪水位加2 m超高，堤顶宽度为8 m，左、右堤标准相同。

工程位置处现状堤顶高程高于设计堤顶高程，不存在堤防加高、培厚问题，现状主槽与扩大治理时变化不大（只有局部轻微淤积），因此依据工程要求只对主槽断面按平槽流量即设计排涝流量1150 m3/s恢复，而涵闸建筑物只要陡坡段（长10 m）和抛石槽段（长6 m）在主槽边坡，但均在河道规划断面以下，故穿堤涵闸工程的实施不影响卫运河水利规划实施，对该段河道治理不产生影响。

3.2 与现有标准及管理要求的适应性分析

红旗渠入卫穿堤涵闸穿堤部分采用钢筋混凝土结构，整体性好，刚度大，并且采用规则的矩形断面，荷载、结构布置对称，进、出口均设置可靠的消能设施，堤防两侧均设置有及时开闭的闸门；同时此处河道较顺直，水流流态平顺，堤岸坚实稳定，因此穿堤涵闸的建设与现有防洪防凌标准、有关技术、管理要求不冲突。

经计算工程位置处设计水位为36.49 m，而堤内机架桥面高程为36.53 m，稍高于设计洪水位，为保证闸门能正常、及时关闭，需适当抬高机架桥面高程。

3.3 对河势稳定的影响分析

通过抗滑稳定计算得知，卫运河临河坡左、右岸最小抗滑稳定安全系数为1.48，大于卫运河堤防设计条件的安全系数1.25，满足要求。背河坡左岸、右岸最小抗滑稳定安全系数为1.41，大于卫运河堤防设计条件的安全系数1.25，满足要求。穿堤涵闸的修建没有对河槽、滩地的位置及形式造成改变，即使涵闸排涝，流量较小（设计排涝流量 8.06 m3/s），在涵洞出口设置消能设施，不会改变主槽水流的方向，因此，对河势稳定不产生影响。

3.4 对堤防护岸等的影响分析

红旗渠入卫穿堤涵闸穿堤部分设有多道粘土截渗环，在堤身内涵洞每节长度较堤外部分缩短，并设置可靠止水，因此穿堤涵洞能满足渗透要求，并能充分适应堤防的不均匀沉降，为堤防及涵洞安全运行提供了必要的保障。

由于涵闸施工需要对堤防进行开挖、填筑，因此工程的建设对堤防护岸势必产生一定影响，但是对堤防护岸采取一定的防治措施后，可将影响减小到最低。

3.5 对防汛抢险的影响分析

红旗渠入卫穿堤涵闸工程穿堤涵洞埋设于卫运河大堤下6.5 m，施工结束后将对堤防按原设计进行恢复，堤顶没有建筑物，不阻断堤顶防汛通道，因此对防汛抢险不产生影响。

3.6 对第三人合法水事权益的影响分析

卫运河主要任务是防洪、排涝及灌溉，附近没有饮用保护水源，上下游没有取水口和建筑物，且涵闸只排放非汛期3年一遇涝水，不会引起河道内水质的变化，该工程的实施也不会引起水资源的流失和浪费。工程范围内的土地占用、树木赔偿等问题由建设单位另行妥善解决，其他事宜对第三人合法水事权益不会产生影响。

4 降低施工对卫运河影响的措施

4.1 降低项目施工过程中的影响

要降低建设项目施工过程中的影响，首选措施为调整施工进度安排，根据水利年度安排施工，避免汛期施工。

由建设单位提供的施工方案可知，涵闸施工建设安排在非汛期，但施工过程中仍需做好防洪预案，科学确定施工期河道流量，根据施工期河道流量进行围堰、导流沟等设计，明确导流方案，并对非正常来水提出应急措施。应与水利管理部门密切配合，严格按制定的防洪预案施工；如遇河道行洪时，应及时拆除及清理施工现场的脚手架、废渣等河道行洪障碍物，施工机械、人员紧急撤离，恢复河道断面，以利于河道行洪。

4.2 降低对堤防护岸的影响

由于涵闸施工需对堤防进行开挖、填筑，势必对已沉降相对稳定的该处堤段产生一定影响，因此，在对堤防进行开挖、填筑时应严格按有关规范进行。主要采取如下措施：

1）堤防填筑时，宜采用与原堤身相同的土料，并严格控制土料干密度，黏性土料压实度不小于0.92，非黏性土料相对密度不小于0.65；

2）对堤防内坡在涵闸轴线上下游各20 m范围内进行浆砌石护砌，护砌厚度为0.40 m，下设反滤土工布，护砌石方量为267 m3；护砌基础埋深应考虑冲刷的影响。

3）在堤外、堤顶、堤内设置观测点，定期检测涵洞、堤防沉降及渗透情况，如发现异常应及时处理。

5 结论与建议

1）临清市红旗渠入卫穿堤涵闸工程位置，河势较稳定，水流流态平顺，岸坡稳定，且河道底坡较缓，滩地较高，滩槽明显，符合穿堤建筑选择的一般水文要求，工程位置选择较为合理。

2)该涵闸总体布置合理，结构形式稳定可靠，进出口、穿堤涵洞等各分段满足有关规范设计要求；穿堤涵洞长86 m，未对堤防设计断面造成削弱。

3)该涵闸在堤身内的结构分块能较好适应不均匀沉降，在河道内没有明显阻水建筑物（只有机架桥突出地面，但阻水面积很小），不压缩河道过水断面，因此能满足河道行洪要求，并保证堤防运行安全。

4)建议将堤内机架桥面高程抬高至36.69 m以上，同时要考虑河道高水位运行时机架桥与堤顶间的交通问题。

5)为减少由于涵闸建设对堤防造成的影响，应对堤防内坡在涵闸轴线上下游各20 m范围内进行浆砌石护砌，护砌厚度为0.40 m，下设反滤土工布，护砌基础埋深应考虑冲刷影响。

6)建议涵闸施工期间合理布置施工场地，在工程完工后应及时按规划标准恢复堤防完整，并清除施工弃土、弃物等。

7)建议增加河道的防护设计，防护工程形式应与河道管理部门协商确定。

8)为确保施工质量，建议建设单位同水利主管部门密切配合，并宜委托有相应水利水电监理资质的监理单位对有关防洪方面的设计、施工进行质量监督。竣工资料应报有关水利主管部门存档，以备查用。

总之，河道管理范围内新建桥梁、管道、取水口等跨河、穿河、拦河建筑物必须考虑防洪要求，否则容易造成汛期水位壅高、束水、挑流、冲刷等一系列问题，从而对河势稳定和防汛抢险、水利管理造成很大影响，极大地增加防汛抢险压力和难度。通过分析红旗渠入卫穿堤涵闸工程对卫运河的影响，避免工程在设计或建设阶段不符合防洪要求，从而使新建工程对河道原有防洪工程、河势、防汛抢险和水利管理的不利影响降到最低。