大功引黄灌区工程设计

王琳

（新乡市水利水电工程质量监测站，河南 新乡 453000）

1 工程概况

大功引黄灌区位于河南省黄河以北的豫北平原，灌区属黄河下游冲积平原，地形平坦，大功灌区水源以引黄为主，同时利用部分地表水和地下水。引黄渠首穿堤闸位于封丘县荆隆宫乡大功村南，于1958年兴建，设计引水能力280 m3/s，以后陆续在滩区建成顺河街、三姓庄、东大功3 座引水口门。地势由西南向东北倾斜，地面坡降1/5 000 至1/7 000，海拔高程76.20～57.40 m。

大功引黄灌区自恢复开灌以来，东、西干渠灌溉堤背洼地，发展水稻，取得了较好的经济效益；总干渠各渠系间断性放水后，补充地下水源，利用提灌，使长期旱区农业逐年增产，获得了较好的经济效益。

2 灌区建设情况和存在问题

大功引黄灌区（新乡市）经过近年的续建配套与节水改造，使项目区的灌溉效益得到了显著提高，但仍未达到规划设计面积，目前灌区存在的主要问题是只有总干渠、干渠（沟）配套相对完备，大量的干、支渠（沟）和田间工程的配套任务还很重。

封丘县东、西干渠灌溉的区域在县里俗称老大功灌区，而在20世纪90年代中期以后扩建的新一、二、三干渠在县里俗称新大功灌区，东干渠、西干渠及其支渠自20世纪七八十年代建成至今，灌溉堤背洼地，发展水稻，取得了较好的经济效益。但从2000 年灌区列入续建配套节水改造项目以来，一直进行新一、二、三干渠的建设，原有的东、西干渠及支渠从未进行过续建配套建设，渠道均为土渠，大部坍塌淤积严重，渠道不成形，灌溉时跑冒滴漏严重，有些渠道下段由于长期无水，老百姓平渠种地现象时有发生。东、西干渠渠系建筑物多为20 世纪六七十年代修建的砖结构或砖渣混凝土结构，建设标准低，工程质量差，超期服役，老化失修严重。

由于工程配套欠账多，引水配水只能扒扒堵堵，且上下游用水不均，有的斗渠和田间工程由于多年用不上水，出现蚕食渠道、毁堤平河现象，水资源严重浪费，灌溉水利用系数不到0.40，效益面积严重衰减，下游群众多年来有水用不上，为充分发挥灌区工程效益，仍需对大功灌区进行续建配套与节水改造。

3 工程总体布置与设计

3.1 工程总体布置

因现有的灌溉渠系已经运行多年，灌溉建筑物的重建均在原址上进行，新建斗门的位置桩号根据以利引水确定，生产桥因道路确定，均在桥梁和道路原址上进行重建或新建。

总干渠：按照2016年总体可研规划，对总干渠9+550（封司闸）～21+250（张光闸）段的渠道进行整修、内边坡采用混凝土护砌，本年度工程计划对其中9+550（封司闸）～11+768（林场桥）段长2.218 km的渠道整修、内边坡护砌实施，该段规划底宽11.60 m，外业测量现状底宽基本在其左右，对渠底进行整修推平、内边坡按1：2.50整修后采用混凝土衬砌，因总干渠输水还有补充地下水的功能，渠底不衬砌，内边坡衬砌，综合糙率采用0.018，纵坡为1/5 000，设计流量70 m3/s，设计水深3 m，内边坡衬砌高度3.30 m。

西二干渠一支渠，渠道沿黄河大堤堤背外脚向东延伸，此次外业测量长3.43 km，本年度工程治理从0+000起至3+430进行续建配套节水改造，渠道从1+910处新建节制闸进行渠道分段，闸后渠底降15 cm,纵坡1/3 000至渠道末端。

西二干渠二支渠，渠道沿黄河大堤堤背外脚向西延伸1.39 m至县乡公路向北拐，顺公路向北延伸。此次外业测量总长4.90 km，本年度工程实施从0+000起至4+900进行续建配套节水改造，渠道分为4段，0+000～3+100段梯形断面渠道纵坡1/4 500，3+100～4+100段梯形断面渠道纵坡1/4 500，4+100～4+600 段渠道为矩形断面，渠道纵坡1/3000，4+600～4+900 段渠道为梯形断面，纵坡为1/3 000。

西二干渠三支渠进水闸位于二干渠桩号4+450处的左岸，已于2014 年度工程中建成，渠道沿天然渠左岸堤脚外向西延伸。此次外业测量长4 km，本年度工程实施从0+000 起至4+000 进行续建配套节水改造，渠道从2+000 处新建节制闸进行渠道分段，闸后渠底降15 cm,纵坡1/3 000至渠道末端。

东干八支渠2015 年度工程由于下游现状已经没有渠道，仅从0+000～0+500 前500 m 渠道进行了实施，经市县协调土地手续后，本年度将从2015 年度工程实施末端起进行续建配套，本年度实施桩号（0+500-1+200）共700 m。

其他各条支渠根据规划和现状情况，综合比较考虑，进行分段设计。

3.2 工程设计

3.2.1 总干渠渠道衬砌整治

此次衬砌整治仅对封司闸（桩号9+550）到林场桥（桩号11+768）段做内边坡混凝土衬砌，渠底推平整修，糙率采用0.018，底宽11.60 m，内边坡1：2.50，外边坡1：3，纵坡比降1/5 000。现浇C20混凝土板衬砌，衬砌厚度10 cm，衬砌高度为设计水深加超高30 cm，衬砌顶部设C20混凝土压顶板30 cm厚，衬砌底部设C20混凝土齿墙宽40 cm、高60 cm。沿渠道纵向每隔4 m设一道横向伸缩缝，采用闭孔低发泡沫塑料板伸缩缝，缝宽2 cm。

3.2.2 排水沟渠设计

本年度工程实施方案安排天然七支排进行清淤整治，长度15.78 km，控制排涝面积29～102.50 km2，5 年一遇排涝流量9.76～25.16 m3/s。

此次对天然七支排清淤整治按照不同的排涝面积分成3段，分段节点分别为桩号0+000～3+100～7+200～15+780，糙率采用0.025，内边坡为1:2，纵坡分别为1/8 000、1/4 200、1/3 300，底宽分别为2.50、3.20、5.00 m，除涝水深为2.44～2.60 m，沟深为2.80～4.00 m。此次治理渠道中心线走向沿原渠道中心线，基本不变，保持原有渠道自然形态，在现状渠道基础上按各段设计标准断面清淤疏挖，现状排渠堤顶低于设计高程，要进行加高。

3.2.3 灌排渠系建筑物设计

3.2.3.1 水闸设计

本年度节制闸与进水闸均采用开敞式结构形式，设上游防渗段、闸室段、下游消能段三部分。

闸室段采用底板与闸墩一体式C25钢筋混凝土结构，闸孔总净宽按过闸流量计算取值，本年度水闸均为单孔，净宽分别为1.00 、1.50 m宽；闸室段顺水流方向长度按闸室结构布置及闸后所带生产桥宽度综合确定，分别为4 、7.85 、8.85 m。闸底板厚度分别为0.40 、0.60 m，前后端设深0.40 、0.50 m的齿墙，闸墩上下等厚、厚度分别为0.50 、0.60 m；西二干一支进水闸、西二干二支进水闸及西二干三支节制退水闸设置闸房，其余均不设置闸房，闸室段后部设置生产桥，生产桥宽度根据实际需要分别为2.20、3、4 m，桥面板采用C25 钢筋混凝土现浇，厚度为0.18 、0.20 m。

3.2.3.2 渡槽设计

本年度渡槽均为涵洞式渡槽。涵洞式渡槽槽身采用C25钢筋混凝土矩形槽身，槽身总长2.70 m，槽身净宽2 m，净高分别为1.50 m 和1.62 m，壁厚0.30 m；下部结构采用C25 钢筋混凝土箱涵，净宽2 m，净高2 m，壁厚0.35 m。

3.2.3.3 桥梁设计

本年度生产桥除天然七支上7 座生产桥上部结构采用预制桥面板、下部结构采用钻孔灌注桩结构形式外，其余灌溉渠道上的生产桥上部结构采用现浇桥面板、下部结构采用重力式砌石墩结构。

天然七支生产桥桥面净宽5 m、总宽5.50 m、单跨有6 m和7 m两种形式，均为3跨，总长有18 m和21 m两种。上部结构采用C25 预制桥面板，板厚有0.28 m 和0.36 m 两种；下部结构采用双柱式钻孔灌注桩，桩径0.80 m，河底以下灌注桩中桩长6 m 跨为17 m、7 m 跨为22 m，边桩长6 m 跨为15 m、7 m 跨为20 m。

灌溉渠道生产桥桥面净宽5 m、总宽5.50 m、均为1 跨，跨径分别为5 m、8 m。上部结构采用C25现浇桥面板，板厚分别为0.28 m、0.36 m；下部结构采用重力式砌石墩结构。

3.3 施工设计

本年度工程主要分布于封丘县大功西二干渠的一、二、三支渠沿线，工程内容包括：总干渠渠道整修及内边坡混凝土板衬砌长2.218 km，骨干渠道衬砌13.47 km，渠道整治15.78 km，配套重（新）建、维修各类建筑物共82座。完成此工程，需做土方开挖36.10 万m3、土方回填10.50 万m3、混凝土14 600 m3、砌体2 824.40 m3。

大功灌区内地势平坦，县乡有公路相通。在新乡市内有新长公路横穿中部，有106 国道南北向穿过灌区东侧，过黄河大桥直通开封，新石线铁路在封丘有车站。公路交通条件良好，施工料物皆可由公路通向临时道路直接运至施工现场。此项目灌区内钢木主材均由新乡购运，水泥主要由新乡、辉县、卫辉水泥厂供应。灌区内气候温和，除冬春及秋夏两次农忙季节外，一年施工天数可达250 d。施工所用电源尽量利用当地电网，辅以少量柴油发电机，水源利用当地河网水或井水。

灌溉渠道施工时渠首进水闸落闸关闭，排干渠道内残余存水即可满足施工要求。天然七支排为季节性河沟，在非汛期进行清淤整修即可。部分渠段渠道土方填筑量大，除利用开挖土方的利用量外，不足部分经实地勘察从大堤以内黄河滩地内取土或者利用天然七支排清淤可利用土方，西二干渠的一、二、三支渠等离黄河大堤较近，计划从大堤以内黄河滩地内取土；而总干渠离黄河大堤较远，计划利用天然七支排清淤可利用土方；综合考虑土方综合运距按8 km计。

施工对外交通以现有道路为主，包括主要干线县、乡公路，次要干线乡村公路，部分堤顶道路也可以通行。

4 结语

大功引黄灌区建设是解决灌区水利用率低、水资源缺乏、农田水利建设不配套等问题的主要途径，也是改善区域农业生产条件、促进农业结构调整、保证农业可持续发展、全面建设小康社会的重要途径。

总之，大功引黄灌区建设对解决灌区灌溉用水矛盾、满足农业生产用水需要、促进农业经济发展等方面，都是非常必要和迫切的；还有效提高农田灌溉质量，促进农业的可持续发展。