武山县北顺渠响河沟渡槽修复技术

【摘要】提出武山县北顺渠响河沟渡槽被毁的各种因素，针对渡槽被毁的各种因素，分析渡槽修复方案和工艺措施的科学合理性。

【关键词】渡槽；修复；技术

武山县北顺渠响河沟渡槽（下文中简称渡槽）1987年7月建成投运，位于武山县东部渭河左岸一级支流响河沟下游距离沟口300m处，距离县城约15km，是北顺渠横跨响河沟的配套建筑物，承担着响河沟以东洛门镇5个村4千余亩面积灌溉的输水功能。渡槽共5跨全长50m，配套引渠40m（槽西端30m，槽东端10m），设计流量1.0m3/s。渡槽为简支梁结构，槽墩为实心重力式现浇素混凝土结构，槽身为U型横断面预制钢筋混凝土结构。

1、修复前现状

1997年8月，响河沟流域普降暴雨产生山洪，发生泥石流，渡槽1#—3#墩（编号为自西向东排序）被冲毁，导致第1—3跨槽身塌落破坏。具体情况是：1#墩（即西端边墩）有3条横向裂缝断裂成4段，基础在现河床线下埋深仅有0.5m。2#墩基础外露失稳被山洪完全冲毁。3#墩在墩体与基础的连接处完全断裂，墩体被洪水冲走，基础虽然是留在原位，但在现河床线下埋深只有0.8m。第1和第2跨槽身塌落被山洪冲毁。第3跨槽身斜搭在3#墩基础和4#墩上面，并且有数条裂缝呈断裂状。渡槽西端的30m引渠及西端左侧的20m护坡被毁。

2、问题的提出

2.1河床严重下切降低

响河沟发源于武山县榆盘镇关儿梁，由西北向东南流经榆盘镇钟楼、武山县水帘洞景区、洛门镇改口、响河、石坪，于洛门镇贾庄村汇入渭河，是渭河左岸（北部）武山县较大的一级支流之一。由于流域内植被覆盖较差，岩体裸露，河床质多以碎石土和砂土组成，沟口形成较大的冲积扇，导致渭河河道在此处向右岸弯曲。在1996年建设渭河贾庄段（响河沟沟口至洛门渭河大桥）堤防时，为了使渭河流线变直，水流直顺，将该段渭河河道裁弯取直，冲积扇泥沙彻底清除，由此降低了响河沟沟口河床，即增大了渡槽处至沟口的沟道比降。1997年8月，响河沟流域普降暴雨，山洪将渡槽区段河床冲刷侵蚀下降十分严重，加之当地群众在工程区段河床大量采挖砂土，造成槽址处河床降低2.0m以上。河床下降导致1#墩在河床线下埋深仅有0.5m，由于2#墩为河道主流区，因此完全被毁，3#墩在河床线下埋深只有0.8m。

2.2河道弯曲，横向侵蚀严重

由于河道的横向冲刷侵蚀，河道弯曲的不断变化发展，渡槽西端河岸成为凹岸，并且当地群众与河争地现象突出，借助河道横向侵蚀的自然特性，个别农民在凸岸争抢占滩拦河淤地，增大了槽址上游260m河段呈S型的彎曲程度，致使弯度高达110°。在河流的横向侵蚀冲刷下，加上渠道尾水的冲刷，冲刷深度达5.0m以上，渡槽西端30m引渠及20m护坡塌陷破坏。

2.3河床比降大，水流冲击力强

渡槽区段河床平均比降达29‰。响河沟流域内生态条件差，水土保持措施薄弱，治理程度仅11.57%。流域内降雨年内分布不均，主要集中在6—8月份，且多以暴雨形式发生。响河沟流域面积88.9 km2，二十年一遇洪峰流量达157m3/s，流速高达11.5m/s，单位动能达6.7m。由于山洪常伴有泥石流，因此山洪对槽墩的冲击力极大。原槽墩为素混凝土浇筑，且标号偏低，在山洪的冲击下，加之槽身下落造成的扭矩，1#墩产生了3条横向裂缝，2#墩被山洪完全冲毁，3#墩在墩体与基础连接处完全断裂，墩体被洪水冲走，导致第1和第2跨槽身塌落被洪水冲毁破坏，第3跨槽身斜搭在3#墩基础和4#墩上面，受震产生裂缝。

3、修复方案

在多种因素的综合作用下，渡槽的1#—3#槽墩、第1— 3跨槽身、西端30m引渠及20m护坡被毁，不能正常输水，数十年，响河沟以东4千余亩农地的灌溉用水只能依靠当地机井提水供给，得不到保障，且增加了农户的放水成本，严重制约着当地农业生产和农村经济的不断发展。同时，诱使部分个体户无步骤、无计划的盲目打井，过度开采地下水资源，对环境也造成了一定影响，因此采取科学合理的修复方案，成功修复渡槽意义重大。针对渡槽被毁的各种因素及渡槽现状，拟定修复方案如下。

3.1 新建槽墩

根据现状，1#—3#槽墩需要重新建设。渡槽区段河床比降较大，经测算，槽址处河床高出沟口河床8.6m。确定新建墩基础埋深5.5m，高出沟口河床3.1m，可避免河床下切造成悬空失稳的威胁。为了提高抗冲能力，采用钢筋混凝土浇筑。由于地基为碎石土和砂土，承载力较低，故采取等系数多级放大脚基础（详见图1）。

3.2 加固槽墩

4#、5#槽墩和东端护坡位于凸岸淤积区，由于当地个别农民与河争地，通过数年的拦河淤地，基础埋深虽然达3.0m，但在深泓线以下仅有0.5m，为保证其安全可靠，4#、5#墩采取不等系数多级放大脚空腹基础加固（详见图2）。加固基础深泓线以下采用素混凝土浇筑，深泓线以上采用钢筋混凝土浇筑，以增强抗冲能力。东端护坡采取加深加固，加深2.3m，加深部分与原护坡用戗台连接，戗台宽1.0m（详见图3）。

3.3 槽身

为了与原槽身互相统一，外观整齐美观，新建槽身与原槽身横断面结构完全相同，亦采用U型横断面预制钢筋混凝土结构。

3.4 引渠

西端引渠，填方深度较大，最深达5.8m，且土质为湿陷性强的砂土、黄土，故采取钢筋混凝土浇筑衬砌，且纵向每隔1 0m设一个4.5m混凝土桩基。

3.5河道整治工程

为了避免河道横向冲刷侵蚀对槽头及引渠造成的威胁，清除非法抢占的河滩淤地，将槽址处呈S型的弯曲河段裁弯取直，改善河道流线，使河流顺直通畅。在凹岸（西岸）布设防洪堤防150m，稳定主流，确保渡槽安全。根据水文分析及水力计算结果，确定堤防总高度4.5m，其中深泓线以上高度2.5m，基础埋深深泓线以下2.0m，堤防采用C15混凝土浇筑衬砌护面（详见图4），纵向每隔5米设置一条横向伸缩缝，缝宽2—3cm，伸缩缝用沥青砂浆填塞。

4、建议

加强工程区段河道管理，杜绝河道“三乱”现象，保证河道稳定且通畅，确保渡槽长期安全度汛，管好工程，使渡槽发挥最大经济效益。

5、结论

2002年11月底，渡槽修复竣工，十余年间渡槽运行正常。自修复建成至现在，响河沟流域曾多次普降暴雨，每到汛期，每遇洪水，渡槽度汛安全，尤其是在2006年9月响河沟流域内发生了一次强降雨，渡槽安全完好无损。

实践证明，新建槽墩采用等系数多级放大脚基础，加固槽墩采用不等系数多级放大脚空腹基础，改善河道流线，布设必要的堤防等技术措施，是科学合理和实用的。

作者简介：宋军清，1966年9月生，男，汉族， 职称：高级工程师，工作单位：武山县水务局