第三章　渡槽选线选型与工程总体布置

第一节　渡槽选址选线

工程区沙河大体走向是自西向东，场区西南是彭山，沿彭山脚下是昭平台水库南干渠。沙河段总干渠渠底高程约124m，高于河底10～14m，高于河道间的低洼地6～8m，线路末端为鲁山坡丘陵高地（小山包，山顶高程约233m）。

渡槽建址与线路总体上受沙河河势走向、彭山与昭平台灌区南干渠、鲁山县城位置及鲁山坡的制约。渡槽穿越沙河的位置若在楼张村处国道G311跨沙河大桥以西，一是线路距鲁山县城太近，影响县城发展规划，二是跨河处梁式渡槽净空不足，因此渡槽适宜建址位置大体上在楼张村东G311沙河大桥下游与高岸头、常家庄以西。

一、前期线路

前期可研阶段以穿越沙河的渡槽轴线为主体，选择了三条线路进行比较，比选起点均从沙河南的宋口村起，至鲁山坡北的辛集止。前期线路比选如图3-1所示。方案1，总干渠从宋口村向西北延伸，过澎河、淝河至薛寨，而后正北至娘娘庙与楼张之间穿越沙河，至尖营村北转向东北，跨将相河、大浪河，至张庄村后折而向东，在三街村西转向北，绕鲁山坡至辛集。渠线全长22.862km，其中建筑物长9.8km，渠道长13.062km。方案2，该方案薛寨前线路与方案1相同，过薛寨后在娘娘庙东穿越沙河，绕鲁山坡的东侧至辛集，渠线总长21.68km，其中建筑物长8.755km，土渠长12.925km。方案3，总干渠从宋口村西过澎河后直接向北跨越沙河，经鲁山坡东侧到辛集。该方案渠线总长16.811km，其中建筑物长12.674km，渠道长4.137km。对三条线路方案从工程投资、占地、移民等方面进行了全面比较，方案1与下游两条比较线相比，填方段短，填方高度较小，梁式渡槽长度短，占地量小，可研阶段初定方案1线路。

二、线路优化比选

（一）总体线路比选

本着节省投资、工程安全及环境协调的原则，根据工程场区工程地质条件、上下游地形、河形、河势等因素，在前期线路分析的基础上，结合初步设计阶段补充的勘察资料等对相对合理可行的方案1、方案2做了深入的技术经济比较，沙河渡槽轴线比较如图3-2所示。

1.方案1线路布置

总干渠由SH（3）0＋000起向西北方向延伸，至官店东折向北，在娘娘庙与楼张之间跨越沙河，至詹营村南转向东北，跨将相河、大浪河，至张庄村后再转向东，绕鲁山坡南麓至三街村西结束。渠线全长11.9131km，其中渠道长2.8381km，建筑物长9.075km。

方案1规划建筑物10座，其中河渠交叉建筑物1座，即沙河渡槽（包括将相河及大浪河），左岸排水倒虹吸及涵洞5座，桥梁4座。

各分类工程布置如下：

（1）渠道：渠道长2818.1m，为全挖方或半挖半填段，梯形断面，渠底比降为1/26000，渠底宽25m，边坡12，设计水深7m，渠深8.838m；全断面混凝土衬砌，混凝土下铺土工膜作为渠道的防渗措施。

（2）交叉建筑物：

1）沙河渡槽：沙河渡槽长9075m，起点在沙河南娘娘庙村与楼张村之间，从沙河南至张庄东，槽底高于地面6m左右，高于河底7～10m，因此跨沙河与大浪河采用梁式渡槽，其余采用箱基渡槽。张庄东到三街村西，渠底与地面高程基本一致，由于鲁山坡南坡地形地势复杂，该段采用矩形落地槽。沙河渡槽主体工程布置如下：

沙河渡槽总长9075m，其中进口渐变段长50m，进口节制闸长25m，闸渡连接段长60m，沙河梁式渡槽长1440m，沙河—大浪河箱基渡槽长3780m，大浪河梁式渡槽长270m，大浪河—杏树沟落地槽长1920m，杏树沟落地槽段长55m，杏树沟落地槽段出口渐变段长65m，鲁山坡落地槽长1410m。

进口渐变段边墙采用圆弧墙＋墙前贴坡形式，节制闸采用开敞式钢筋混凝土结构，共4孔2联，单孔净宽7m，闸渡连接段采用箱基渡槽形式。

梁式渡槽总长1710m，矩形四槽双联输水，单槽净宽7m，槽底比降1/4700及1/5500，槽深7.8～8.1m，槽身采用预应力钢筋混凝土结构，纵向为简支梁型式，跨径45m，共38跨，下部支承采用钢筋混凝土空心墩，基础采用钻孔灌注桩；箱基渡槽长5700m，矩形双槽双联输水，单槽净宽11.6m，槽底比降1/5650～1/5750，槽深8.1m，为C30钢筋混凝土结构，下部采用钢筋混凝土箱形基础，箱基孔高4.6～8.5m。落地槽长1530m（包括渐变段及检修闸），钢筋混凝土矩形断面，底宽22m，槽底比降1/7600。

2）公路桥：公路桥共4座，汽车荷载等级分别采用公路-Ⅰ级、公路-Ⅱ级两种，桥长40～120m，桥面净宽4.5m，单跨跨径25～40m。上部均采用预应力混凝土箱梁，下部结构采用双柱式圆柱墩，柱体直径1.4～1.6m。基础主要采用钻孔灌注桩，一柱一桩，桩基断面采用圆形，直径为1.6～1.8m。

3）左排涵洞及倒虹吸：左岸排水共5座，其中左排涵洞4座，左排倒虹吸1座，左排涵洞及倒虹吸由进口段、管身段及出口段组成，管身采用矩形断面，根据泄洪流量计算，涵洞采用1孔，单孔断面尺寸2m×2m，左排倒虹吸采用2孔，单孔断面尺寸3m×3m，进出口段设消力池，并设连接段与上下游河道连接。

工程永久占地2096亩。影响村庄12个，拆迁房屋20423m2，移民安置545人。

2.方案2线路布置

总干渠由SH（3）0＋00起向北，至娘娘庙东跨越沙河，至叶园南转向东北，跨将相河、大浪河，至三街村西北结束。渠线全长10.397km，其中渠道长2.372km，建筑物长8.025km。

方案2规划建筑物6座，其中河渠交叉建筑物1座，即沙河渡槽（跨越将相河及大浪河），左岸排水倒虹吸及涵洞2座，桥梁3座。

各分类工程布置：

（1）渠道：渠道长2372m，为全挖方或半挖半填段，梯形断面，渠底比降为1/26000，渠底宽25m，边坡12，设计水深7m，渠深8.818m；全断面混凝土衬砌，混凝土下铺土工膜作为渠道的防渗措施。

（2）交叉建筑物：

1）沙河渡槽：沙河渡槽长8025m，起点在沙河南娘娘庙村东，从沙河南至张庄东，槽底高于地面9m左右，低于河底11m左右，在建筑物型式选择时，对槽底高于地面10m及以上的地段，布置为梁式渡槽，低于10m的地段布置为箱基渡槽。张庄东到三街村西，渠底与地面高程相当，由于鲁山坡南坡地形地势复杂，该段采用矩形落地槽。沙河渡槽主体工程布置如下：

沙河渡槽总长8025m，其中进口渐变段长50m，进口节制闸长25m，闸渡连接段长60m，沙河梁式渡槽长1440m，沙河—大浪河箱基渡槽长1620m，大浪河梁式渡槽长2070m，大浪河—鲁山坡段箱基渡槽长2260m，鲁山坡落地槽长500m。

进口渐变段边墙采用圆弧墙＋墙前贴坡形式，节制闸采用开敞式钢筋混凝土结构，共4孔2联，单孔净宽6.8m，闸渡连接段采用箱基渡槽形式。

梁式渡槽总长3510m，矩形四槽双联输水，单槽净宽6.8m，槽底比降1/4500及1/4700，槽深8.0m，槽身采用预应力钢筋混凝土结构，纵向为简支梁型式，跨径45m，共78跨，下部支承采用钢筋混凝土空心墩，基础采用钻孔灌注桩基；箱基渡槽长3880m，矩形双槽双联输水，单槽净宽11.8m，槽底比降1/5600，槽深8.0m，为C30钢筋混凝土结构，下部采用钢筋混凝土箱形基础，箱基孔高6.5～8.5m。落地槽长500m（包括渐变段及检修闸），钢筋混凝土矩形断面，底宽21m，槽底比降1/6400。

2）公路桥：本段公路桥共3座，汽车荷载等级采用公路-Ⅱ级折减荷载，桥长120m，桥面净宽4.5m，单跨跨径40m。上部均采用预应力混凝土箱梁，下部结构采用双柱式圆柱墩，柱体直径1.4～1.6m。基础主要采用钻孔灌注桩，一柱一桩，桩基断面采用圆形，直径为1.6～1.8m。

3）左排涵洞及倒虹吸：左岸排水共2座，1座左排涵洞，1座左排倒虹吸，左排涵洞及倒虹吸由进口段、管身段及出口段组成，管身采用矩形断面，根据泄洪流量计算，涵洞采用1孔，单孔断面尺寸2m×2m，左排倒虹吸采用2孔，单孔断面尺寸3m×3m，进出口段设消力池，并设连接段与上下游河道连接。

工程永久占地2028亩。影响村庄12个，拆迁房屋32945m2，移民安置1145人。

沙河渡槽轴线方案布置成果见表3-1，各方案征迁指标见表3-2，线路方案主体工程量及投资对比见表3-3。工程量计算时不计两个方案共同部分，比选时施工方法均采用现浇满堂支架。

3.线路比选

两个方案长度不同，建筑物高度也有差别，各有优缺点。

（1）从线路布置分析：方案1线路长11.913km，共规划建筑物10座；方案2线路长10.397km，由于其箱基渡槽末端偏离鲁山坡南麓，与鲁山坡上沟壑交叉减少，共规划建筑物6座，从线路长度方面相比，方案2线路比方案1短1.516km。

（2）从沿线地势及工程布置分析：该段总干渠渠底高程125.370～123.492m，方案1渠道段地面高程130～124m，建筑物区地面高程118m左右；方案2渠道段地面高程130～122m，建筑物区地面高程115.00m左右。方案1渠道基本为半挖半填；方案2大部分为全填方渠道，且渠底高于地面；方案1槽底高于地面6m左右，方案2槽底距地面8～11m。根据工程布置，方案2梁式渡槽长度及高度均比方案1大，因此从工程安全性分析，方案1优于方案2。

（3）从施工条件分析：两方案各段建筑物结构型式相同，但方案1梁式渡槽长1710m，方案2梁式渡槽长3510m，比方案1长1800m，由于梁式渡槽施工方法复杂，不管采用现浇、造槽机、还是预制吊装方法施工，难度都很大，因此，从施工条件及工期分析，方案1优于方案2。

（4）从工程投资分析：方案1工程部分投资12.91亿元，方案2投资15.61亿元，方案2比方案1多2.70亿元。

（5）移民、占地拆迁方面，两方案征迁指标与投资基本相当。

综合以上分析，方案1线路总长度相对较短，对投资、施工与工期有较大影响的梁式渡槽长度较短，渡槽架空高度相对较低，整体上方案1优于方案2，因此，沙河渡槽线路采用方案1。

（二）鲁山坡段渡槽局部线路优化

鲁山坡段工程处于较陡的山坡上，斜坡场地，地形起伏大、地质条件复杂，地基由第四系黏性土、碎石，新近系黏土岩、砾岩以及太古界片麻岩、震旦系石英砂岩、页岩组成，具土、岩双层结构。第四系岩性变化较大，黏性土一般为中等压缩性中硬～硬土层，厚度不稳定，均匀性差。新近系黏土岩、砾岩相变较大，厚度不稳定，承载力较高。太古界片麻岩一般为全～强风化，风化严重，且片麻理发育，完整性差。黏土岩和粉质黏土具膨胀性，且有网状裂隙。

要保证工程运行安全，必须妥善处理边坡稳定、地基不均匀沉陷等地质问题。因此，鲁山坡段渠槽线路选择受以下几方面因素的制约：①渠槽线路不能太靠山体，对山体扰动较大，存在多级边坡的开挖和稳定问题。②渠槽基底内外侧尽可能处于同一持力层，否则会出现不均匀沉陷问题。③尽量避免迁占村庄。

可行性研究阶段鲁山坡段线路方案初步确定渠槽轴线在张庄东北接箱基渡槽出口后向东，至三街村西过白虎涧沟后转向东北，在三街四队西北与总干渠相接，该段长1555m。

初步设计阶段对落地槽轴线做了进一步复核。落地槽前半段渠槽线路靠近山体，最大开挖高度42m，该方案对山体扰动较大，因此分析了线路适度外移方案，轴线外移15m左右。左岸山体最大边坡开挖级数由最多6级调整为最多4级，开挖量减少，但局部基础处理投资增加，总体上投资与可研方案基本相当。

轴线适当外移方案左岸边坡消坡高度明显降低，开挖量减少60万m3，槽基总体上均位于原状土开挖基面上，从各横剖面分析各处槽基基本处于同一持力层上，个别部位槽基软硬不均问题可通过工程措施解决。综合分析，考虑工程施工与运行期的安全性，确定该段轴线适当外移。

（三）选定线路

工程招标阶段，对沙河—大浪河箱基渡槽的圆弧轴线段做了进一步优化，弧段半径由500m调整为1000m，渡槽总长度由9075m优化为9050m。

沙河渡槽工程线路经多次优化调整，选定线路起点位于总干渠设计桩号SH（3）2＋838.1，在娘娘庙与楼张之间由南向北与河道基本正交跨越沙河，至尖营村北转向东北，相继跨将相河、大浪河，至张庄村后折而向东至鲁山坡脚下，绕鲁山坡行走，再以北略偏东方向至三街村西止，渡槽总长度9050m。沙河渡槽轴线主要拐点坐标见表3-4。