摘要：天津市西青区西大洼排水河与丰产河两条河道承担着区域排涝及沟通调剂的功能，同时丰产河兼有再生水输送的用途，因此两河道既需要立交穿越又需要有平交连通。本文介绍了两河道交叉处的穿越与连通建筑物的设计与布置，可供类似工程借鉴。

　　关键词：排涝；河道交叉；穿越；连通

　　中图分类号：TV文献标识码： A

　　1. 工程概况

　　西大洼排水河与丰产河交汇于天津市西青区。根据《天津市排涝总体规划》，西大洼小区涝水由西大洼排水河汇集后排除，排入丰产河的涝水有中心城区外环河系统西南部分涝水及西青区西大洼小区部分涝水。另外，根据《天津市“十二五”再生水利用规划》，丰产河还是再生水输送的主要河道之一。因此，丰产河具有排涝及输水的双重功能。丰产河设计流量为20m3/s，河道上口宽约40m，两河道交叉处既需要再生水输送时丰产河独立流通又需要防汛排涝时互相连通调剂。

　　两河道原状为立交交叉，西大洼排水河通过5孔1.5×1.5m倒虹吸穿越丰产河，过流能力约为14m3/s。该倒虹吸建于上世纪五十年代，年久失修，存在安全隐患，另外随着西大洼排水河清淤工程完工后西大洼排水河的排沥规模的加大，清淤后河道交叉处西大洼排水河设计流量约70m3/s，原倒虹吸规模已不能满足其排沥要求，形成排水瓶颈。

　　2. 设计条件概述

　　西青区地处海河流域下游，地貌属海积冲积平原类型，区域地势低洼，地面坡降很小，由西北略向东南倾斜。境内自然河流与人工河道纵横交织，西大洼排水河与丰产河相交，西大洼排水河流向近南北，丰产河流向近东西，两条河常年有水，微地貌单元为河床，无滩地，在场地地表局部地段分布有杂填土，地面高程一般为3.50～3.89m，局部起伏较大。区域降水量的年际变化很大，多年平均降水量586.1 mm，降雨主要集中在7月上旬至8月下旬，汛期降水约占全年降水量的75.6 %。

　　西大洼排水河北起南运河北斜泵站，南至独流减河宽河泵站，河道全长13.32km。丰产河西起南运河宣家院闸，东至津港运河王兰庄闸，河道全长19.5km。为了满足区域排水要求，改善水生态环境，美化区内道路及河道，提高人民群众的生活质量，2008年和2009年分别对西大洼排水河和丰产河进行了清淤治理，治理后西大洼河道流量为20m3/s～82.20m3/s，丰产河河道流量为20m3/s。

　　3.建筑物布置方案比选

　　3.1 比选方案布置

　　原西大洼排水河通过5孔1.5×1.5m倒虹吸穿越丰产河，过流能力约为14m3/s。河道清淤治理后交叉处西大洼排水河设计流量约70m3/s，原倒虹吸规模已满足不了汛期的除涝要求，形成排水瓶颈，给防汛排涝带来很大压力，且已年久失修，存在安全隐患。为了更好的利用水资源，满足当地排涝及灌溉需求，对原倒虹进行改造是非常必要的。

　　丰产河与西大洼排水河交叉处丰产河设计河底高程为-1.25m，西大洼排水河河底高程为-1.85m，排涝水位为2.50m。针对现状情况及河道排涝与输水的运用要求，对比分析了三个方案分述如下：

　　方案一：拆除原西大洼排水河穿越丰产河倒虹吸，恢复西大洼排水河河道。新建丰产河穿越西大洼排水河倒虹吸，紧邻丰产河倒虹吸出口北侧新建西大洼连通闸，沟通丰产河与西大洼排水河。由于两条河道交叉关系的改变，对河道交叉位置的地形地貌改变较大，为满足西大洼排水河两岸当地百姓出行交通的需要，需要在丰产河倒虹吸北侧新建交通桥一座。

　　方案二：对原西大洼排水河穿越丰产河倒虹吸在原址拆除重建，扩大规模以满足新的排涝需求。倒虹吸西侧新建西大洼连通闸，沟通西大洼排水河与丰产河。河道立交关系不变，不影响原交通需要

　　方案三：拆除原西大洼排水河穿越丰产河倒虹吸，恢复西大洼排水河河道，原立交河道改为平交。为实现排涝与输水运用要求，在原倒虹吸南北两侧各新建节制闸一座，在原倒虹吸东、西两侧各新建穿堤涵闸一座，通过开关闸门实现河道的单独输水与连通排涝。闸上交通桥满足当地百姓出行需要。

　　各方案建筑物平面布置示意简图见图1：

　　3.2方案比选分析

　　丰产河穿越西大洼排水河倒虹吸设计流量20m3/s，西大洼排水河穿越丰产河倒虹吸设计流量70m3/s。方案三节制闸设计流量70m3/s，穿堤涵闸设计流量20m3/s。按流量估算，方案一丰产河倒虹吸箱涵为3孔2.4×2.4m，方案二西大洼倒虹吸箱涵为5孔3.8×3.8m，连通闸为2孔2.0×2.0m，方案三节制闸为5孔（单孔净宽4m），穿堤涵闸箱涵为3孔2.4×2.4m。

　　根据规划，丰产河是再生水输送的主要河道之一，为实现河道功能，方案三的河道平交方案运用较复杂，增加了工程管理维护难度。方案一和方案二相比较，连通闸规模相同，方案二因西大洼排水河的设计流量较大，倒虹吸尺寸规模相对较大，方案一倒虹吸尺寸较小，但需新建交通桥一座。比较分析之下，方案一工程投资略低，且该方案建筑物结合地形布置比较紧凑，可减少开挖回填，节约土地，新建交通桥也可改善原有的交通条件。本着经济节约、施工易行和方便群众的要求，推荐建筑物布置采用方案一。

　　4. 建筑物结构设计

　　4.1倒虹吸设计

　　丰产河倒虹吸由进口渐变段、进口闸室段、上游斜管段、河底平管段、下游斜管段、出口闸室段、出口渐变段组成。丰产河为双向运用，水流方向不定，为方便论述，以由东往西作为丰产河的水流方向。

　　进口渐变段长15m，底宽8m，底高程-1.25m，采用钢筋混凝土护底、预制混凝土板护坡，岸坡与上游河道相接采用钢筋混凝土圆弧翼墙。进口闸室段总长12m，闸室长6.0m，底板顶高程-1.25m，进口设拦污栅，预留检修门槽一道；闸室后洞身断面为3孔2.4×2.4m箱涵，进口设胸墙。上游斜管段、河底平管段与下游斜管段均为钢筋混凝土箱涵结构，尺寸为3孔2.4×2.4m，上游斜管段底板顶高程-1.25～-6.25m，坡比1：4；河底平管段底板顶高程-6.25m；下游斜管段底板顶高程-6.25～-1.25m，坡比1：4。出口闸室段总长12m，闸室长6.0m，北侧边墩与连通闸闸室边墩紧贴。底板顶高程-1.25m，出口同样设拦污栅，预留检修门槽一道。出口渐变段长15m，底高程-1.25m，北侧为西大洼连通闸进水池，南侧采用钢筋混凝土护底、预制混凝土板护砌，与下游河道相接采用钢筋混凝土圆弧翼墙。

　　4.2连通闸设计

　　按照西青区的排涝规划及排水运用情况，丰产河排入西大洼排水河的流量为6 m3/s，因此新建西大洼连通闸设计流量6 m3/s。连通闸上游丰产河排涝水位2.60m，下游西大洼排水河排涝水位2.50m。

　　西大洼连通闸为穿堤涵闸，采用两孔2.0×2.0m钢筋混凝土箱涵结构，进口紧贴丰产河倒虹吸出口闸室，涵闸中心线与丰产河河道中心线平行。西大洼连通闸由进口闸室段、穿堤箱涵段、出口渐变段组成。

　　进口闸室段总长12.0m，闸室长6.0m，底板顶高程-1.25m，设1.7×2.0m铸铁闸门两扇，闸前设拦污栅。墩顶设排架柱和机架桥，机架桥上设100kN手电两用启闭机两台。穿堤箱涵段长10.0m，为钢筋混凝土箱涵结构，洞身尺寸为2孔2.0×2.0m，底板顶高程-1.25m。出口渐变段长9.7m，采用钢筋混凝土“U”型槽与现状西大洼排水河堤坡及河底衔接，“U”型槽边墙顶高程由2.25m渐变到-1.85m，底板顶高程由-1.25m渐变到-1.85m。

　　5.小结

　　本文介绍了天津市西青区西大洼排水河与丰产河两条河道交叉处的立交穿越与平交连通建筑物的工程平面布置方案比选以及结构设计内容。根据规划，丰产河属于典型的排涝与输水双重功能的河道，与西大洼排水河交叉处既要连通西大洼排水河调剂排除汛期涝水，又要穿越西大洼独立输送再生水。交叉建筑物的布置要从长远角度考虑，实现河道规划功能目标，并因地制宜，结合地形与各方面需要统筹布置，达到工程布局合理、施工简便易行、投资经济节约的目的。

　　水利工程建筑物的设计应坚持因地制宜、合理布局、统筹协调、做好衔接的基本原则，并应注重发表文章生态环境，做到人水和谐，可持续发展。本工程的建筑物布置具有一定典型性，可以作为类似工程设计布置的参考。

　　参考文献：

　　[1] SL 265-2001, 水闸设计规范[S]. 北京:中国水利水电出版社,2001.

　　[2] 李惠英等.倒虹吸管[M]. 北京: 中国水利水电出版社,2002.

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