东调南下韩庄运河续建工程施工导流方案

苏 刚 姜其炳 马桂云

(山东省水利勘测设计院 济南 250013)

1 工程概况

韩庄运河为东西走向，西起山东省微山湖东的韩庄镇，向东流经济宁市的微山县和枣庄市的峄城、台儿庄区后，入江苏省中运河。韩庄运河干流在山东省境内长42.706km，河内常年水流不断，且兼有航运、供水等功能，是南四湖洪水下泄的主要通道。续建韩庄运河工程，提高防洪标准，有利于完善沂沭泗河流域南下防洪体系，保护该地区工农业生产和人民生命财产安全，是东调南下工程的骨干工程之一。

韩庄运河横穿运南、运北两山区之间，运河以南有伊家河，与韩庄运河流向基本平行;运河以北有东西向的胜利渠，并有南北向的8条支流河道，由西向东依次为一支沟、二支沟、阴平沙河、魏家沟、三支沟、四支沟、大沙河分洪道和峄城大沙河等，其中峄城大沙河与胜利渠相交位置为贾口枢纽，又称三面闸，其他支流均采用倒虹的方式与胜利渠相交(见下图)。

施工导流布置图

韩庄运河续建工程中需要采取导流措施的工程内容包括:桩号0+900处至桩号36+102(台儿庄节制闸处)的干流河道扩挖、8条支流在胜利渠与韩庄运河之间河段的挖河复堤、万年闸节制闸扩建(桩号19+595)、台儿庄节制闸扩建(桩号36+102)、跨韩庄运河的曹庄公路桥(桩号9+200)、跨一支沟交通桥、跨二支沟交通桥和跨阴平沙河交通桥等工程。

2 工程地形地质条件

韩庄运河两岸地形平坦开阔，河道附近地面高程24.50～42.00m，地形西高东低，韩庄至台儿庄河道比降为1/5000。韩庄运河桩号0+900～34+482段开挖范围内土方全部为黏土含姜石层，呈黄褐色—褐色、深褐色，稍湿，可塑—硬塑，内含灰白色姜石，粒径2.0～6.0cm，约占5% ～20%，分布不均匀，局部富集成层，姜石含量从下游至上游逐渐增多;韩庄运河34+482～36+102段开挖范围内土方主要为砂壤土和壤土。

由于韩庄运河0+900～34+482段开挖土方中姜石含量较高，参考借鉴韩庄运河前期扩挖工程的施工经验，并征求水利、航运等多方的意见，此种土质采用绞吸式挖泥船开挖比较困难，黏土中所含姜石会严重损坏挖泥船的绞刀，并极易堵塞排泥管道，部分姜石含量高的地段尚需爆破开挖，因此，只能采用陆上机械开挖施工。

韩庄运河下游34+482～36+102段姜石含量很少，开挖范围内土方主要为壤土和砂壤土，为减少导流工作量，该段可采用挖泥船直接开挖。台儿庄节制闸扩建闸室段位于北岸滩地上，基坑开挖时，在临运河侧预留土埂挡水，待扩建工程完成后再将土埂挖除，不再考虑其他导流措施。

3 导流标准

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252—2000)的规定，韩庄运河河道属于Ⅱ等工程，主要建筑物级别为2级，临时导流建筑物级别为4级，支流堤防属于Ⅳ等工程，主要建筑物级别为4级，临时导流建筑物级别为5级。结合《水利水电工程施工组织设计规范》(SL 303—2004)的规定，4级和5级土石结构临时建筑物的施工导流洪水标准分别为20～10年和10～5年重现期洪水，由于河流水文实测资料系列较长，且围堰为常用的土石围堰，因此，干流围堰的洪水标准采用韩庄运河10年重现期洪水，支流围堰的洪水标准采用5年重现期洪水。

4 导流时段

韩庄运河流域属暖温带亚湿润区，大陆性气候，具有黄河和淮河流域的过渡性气候特点。据流域内韩庄、台儿庄、峄城等站1951～2000年降水资料统计，流域多年平均降雨量为826.7mm，降水主要发生在6～9月，多年平均6～9月降水量为578.6mm，占年降水量的70%。冬季空气寒冷，雨雪稀少，降雨量仅占年降水量的9%。

韩庄运河流域多年平均气温为14℃，月平均最高气温一般为28℃左右，月平均最低气温为-3.5℃，气温年差一般在30℃左右。日平均气温不小于0℃的时间约265～315天，施工场区气温基本不影响土方挖填。

根据以上资料分析，工程正常施工期安排在10月至次年5月。

5 导流流量

由于韩庄运河干流长，且沿线支流较多，干流和支流的施工必须统筹考虑，互相协调。为保证干、支流河道与堤防工程正常均衡施工，该工程采取分期导流方式，即第二个非汛期的10月至次年1月为一期导流时段，第二个非汛期的2～5月为二期导流时段。

各支流施工期洪水由暴雨资料推求，施工期雨量分析计算采用韩庄、台儿庄、峄城等水文站1950～2000年系列资料，其雨量资料系列长度满足设计洪水计算规范的要求。大沙河分洪道为峄城大沙河的分流河道，其他7条支流5年一遇施工期设计洪水成果见下表。

韩庄运河各支流施工期洪水表 单位:m3/s

6 导流方式

根据该工程的施工项目、工作量及相互间制约条件，工程施工期确定为两年，主要安排在非汛期施工。由于韩庄运河承担着繁重的航运任务，是煤碳、砂石、粮食等大宗货物运输的二级航道，它的断航将给当地经济造成巨大损失。为尽可能地减少断航损失，拟将运河断流时间缩短为一年，第一年先不断航，首先开挖运河水位以上的土方，第二年再断航，采取施工导流措施后，在干地条件下开挖运河水位以下的土方。

韩庄运河在南四湖的进口处设有韩庄节制闸，第二年施工前应首先关闭韩庄节制闸，截断上游来水。运河施工期间不能承担南四湖的泄洪功能，南四湖流域若遇特大洪水，可利用蔺家坝放水经不牢河泄入中运河。

韩庄节制闸关闭后，运河干流基本无水，施工导流任务主要是疏导运北各支流的施工期洪水。为解决施工期间运北各支流的洪水出路问题，导流方式可以利用现有河道和建筑物分流，也可以在运北开挖一条与韩庄运河平行，并与各支流都相交的导流明渠，但考虑到新开导流明渠的开挖工作量较大，并且运河以北村庄较密集，场地空间上受到限制，无论从现实的可能性以及投资造价等方面都是不可行的。经综合比较考虑，决定利用胜利渠疏导运北各支流的施工期洪水。胜利渠位于韩庄运河以北，东西走向，是一条人工开挖的河道，设计过流能力为53.5m3/s。具体施工方式如下。

6.1 一期导流

10月至次年1月为一期导流时段，施工项目包括:一支沟、二支沟、阴平沙河及峄城大沙河等四条支流的切滩复堤工程、0+900～14+600段干流扩挖、26+882～34+482段干流扩挖，以及跨一支沟交通桥、跨二支沟交通桥、跨阴平沙河交通桥和曹庄公路桥等工程。

导流措施如下:

a.一支沟、二支沟和阴平沙河施工期5年一遇洪峰流量分别为4.8m3/s、13.2m3/s和4.7m3/s，胜利渠设计过流能力为53.5m3/s，胜利渠能够满足这三条支沟汇水的过流要求。施工时，利用提前挖通的导流明渠，将这三条支沟上游来水全部导入胜利渠，然后进入大沙河分洪道。

b.峄城大沙河非汛期10月至次年1月的5年一遇洪峰流量为45.6m3/s，其洪水通过贾口枢纽的调节导入胜利渠，然后向西进入大沙河分洪道。

c.在大沙河分洪道出口对岸开挖韩庄运河至伊家河的导流明渠(桩号26+782)，将进入大沙河分洪道的水导入伊家河。

d.魏家沟、三支沟、四支沟和大沙河分洪道四条支流的来水分别进入14+600～26+882段干流河道后，也通过大沙河分洪道出口对岸的导流明渠导入伊家河。

e.为阻止上、下游河段的回水流入干流施工的河段，影响土方开挖施工，需在施工河段的两端各修筑一道围堰。在韩庄运河与伊家河交汇口处修筑一道围堰(桩号34+482)，以防止伊家河水倒灌。

f.曹庄公路桥位于0+900～14+600段河道内，其桩基工程可在该导流时段内干地施工。

6.2 二期导流

次年2～5月为二期导流时段，施工项目包括:魏家沟、三支沟、四支沟及大沙河分洪道等四条支流切滩复堤、干流14+600～26+882段扩挖及万年闸节制闸扩建工程。

导流措施如下:

a.魏家沟、三支沟和四支沟施工期5年一遇洪峰流量分别为3.5m3/s、8.1m3/s和8.1m3/s，这三条支沟可同时利用胜利渠导流，汇流后进入峄城大沙河排出。

b.大沙河分洪道为峄城大沙河的分流河道，在大沙河分洪道施工期间，暂不发挥分洪功能，洪水直接通过峄城大沙河泄流。

c.在阴平沙河出口对岸开挖韩庄运河至伊家河的导流明渠(桩号14+400)，一支沟、二支沟和阴平沙河洪水进入0+900～14+600段河道后，通过此导流明渠导入伊家河。

d.为阻止上、下游河段的回水进入施工河段，需在施工河段两端各修筑一道挡水围堰。

e.万年闸节制闸位于14+600～26+882段河道内，其扩建工程可在该导流时段内干地施工。

7 结语

韩庄运河干流较长，运北支流众多，干流与支流的施工导流相互影响。经统筹考虑导流措施后，能够保证干流与支流的施工均能在干地条件下进行，从工程的实施情况看，该导流方案充分利用了现有河道和建筑物进行分流，减少了导流工作量，节约了导流工程占地，同时加快了施工进度，缩短了运河断航时间，提高了工程质量，基本达到了经济、合理和安全的目标。❀

1 康世荣，陈东山，等.水利水电工程施工组织设计手册［M］.北京:中国水利水电出版社，2001.

2 郑守仁，王世华，夏仲平，等.导流截流及围堰工程［M］.北京:中国水利水电出版社，2005.