施工导流与度汛工程

第4章施工导流及度汛工程

4.1 概述

北汝河渠道倒虹吸工程位于河南省宝丰县东北大边庄与郏县渣园乡朱庄村之间北汝河上，是沙河南～黄河南渠段上第6 座河渠交叉建筑物。

北汝河渠道倒虹吸设计段起点总干渠设计桩号为SH(3) 39+869.3 ，大地坐标为X＝ 3758657.120、Y＝511885.901 ，终点总干渠设计桩号为SH(3) 41+351.3，大地坐标为X＝ 3760030.493、Y＝512442.832。

本设计段总长1482m，其中包括北汝河渠道倒虹吸、退水闸及节制闸（与倒虹吸建筑物结合）各一座。明渠段总长200m，进、出口各100m。渠段起点设计水位128.761m，终点水位128.254m，总设计水头为0.507m。本设计段设计流量315m3/s，加大流量375m3/s。节制闸位于倒虹吸出口位置，与倒虹吸建筑物相结合。

北汝河倒虹吸建筑物设计桩号SH（3）39+969.3 （进口）～ SH（3）41+251.3（出口），总长度1282m。工程由进口渐变段、检修闸、倒虹管身、节制闸和出口渐变段几部分组成。退水闸位于倒虹吸进口渐变段前连接渠道右岸，与总干渠夹角50°，设计流量157.5m3/s。渠道倒虹吸担负总干渠向北汝河以北的输水任务，节制闸用于调节总干渠水位，退水闸主要担负事故退水及工程检修时的渠道退水任务。倒虹吸设计水头0.5m。

4.1.1 本章施工项目及工作内容

根据招标文件，本工程施工导流及水流控制主要包括以下内容：

⑴倒虹吸作业区的导流工程；

⑵倒虹吸作业区上下游横向围堰和各期纵向围堰及截渗工程；

⑶建筑物的基坑排水；

⑷施工期间的安全度汛措施；

⑸各期导流建筑物的拆除。

4.1.2 水文气象

北汝河是淮河流域沙河的一条支流，发源于豫西伏牛山区松县外方山跑马岭，流经汝阳、临汝、郏县、襄县等县市，在襄城丁营乡汇入沙河，全长254km，总流域面积6080km2 交叉断面控制流域面积3680km2。天然河道100 年一遇洪峰流量

9220m3/s，300 年一遇洪峰流量11800m3/s。

工程区属暖温带大陆性季风气候，气候温和，四季分明，多年平均气温14°C，多年平均降雨量800mm，67%的雨量集中在6～9 月份，河水具暴涨暴落特征。本区多年平均降雨日数为90.5 天，各月多年平均降雨天数见表4.1-1。

表4.1-1 郏县多年平均降雨日数表

北汝河属淮河流域沙颍河水系，发源于河南省嵩县外方山跑马岭，于襄城县丁营乡汇入沙河，全长233km。北汝河渠道倒虹吸上游流域面积为3680km2，河渠交叉断面建筑物工程按百年一遇洪水设计，三百年一遇洪水校核。施工期其河流设计洪峰流量、水位关系见表4.1-2

表4.1-2 设计洪峰流量、水位关系表

4.1.3地质条件

工程场区为河谷地貌形态，地形较为宽阔平缓。北汝河河谷呈宽浅型，由于河流侧向侵蚀，河床由北向南迁移，两侧不对称。河流右岸为二级阶地，岸坡较陡；左岸为一级阶地，岸坡平缓。

河床：宽浅，地面高程113.4～116.2m，主河床紧靠右岸，宽度70～120m，枯水期水面宽30～40m，水深0.6～1.2m。

漫滩：两岸不对称，主要发育在左岸，宽度300～500m，地面高程115.5～118.4m，向河床微倾。漫滩上分布有被水流冲刷的沟槽及人工开挖的取砂坑，地面略有起伏。右岸漫滩宽15～150m，断续分布。

一级阶地：分布于左岸，延至工程区以外，区内阶面宽度400m 左右，地形较为平缓，地面高程118.5～119.5m，前缘呈低坎与漫滩相接。倒虹吸出口两侧近东西向

分布有三个砂丘，长25～40m，宽10～15m，高2～6m。

二级阶地：分布于右岸，工程区内阶面宽度大于250m，地形平坦，地面高程

120.0～121.3m，阶地前缘由第四系土层及上第三系砾岩构成岸坡，坡高3～5m。砾岩上部胶结较好，下部胶结差，长期被河水冲刷，形成倒坡，淘蚀深度1～1.5m。

场区地层为土岩双层结构，共划分为10 个工程地质单元：

①卵石（alQ24）：成分主要为安山岩及石英岩、石英砂岩，直径一般2～8cm，大者10～20cm ，卵石含量51%～61%，充填砾石及砂，厚度一般5～8m。②黄土状轻粉质壤土（alQ14），可塑状，厚0.8～2.0m。③卵石：（alQ14）：成分主要为安山岩及石英砂岩，直径一般2～8cm ，大者10～20cm，呈次圆状，含量约50%，充填砂砾及泥质，结构密实，厚 4.4～6.5m。④黄土状中粉质壤土（alplQ3）分布于二级阶地上部。浅黄色，可塑～硬塑状，厚 1.15～1.80m。⑤重粉质壤土（alplQ3）灰黄色，可塑～硬塑状，厚度一般2.0～3.35m。⑥泥卵石（alplQ3）厚度0.7～2.5m，分布于二级阶地下部。成分主要为安山岩、石英岩，直径一般2～7cm ，次圆状，卵石含量约55%，部分钙质胶结，较坚硬，能立壁。⑦砾岩（N1L）：砾卵石含量约70%，该层上部1m 钙质胶结好，坚硬；下部胶结差，强度不均一。⑧粘土岩（N1L）褐黄色杂灰绿色，泥质结构，成岩差，呈硬塑状，厚 4.2～10.2m。⑨砂砾岩（N1L）：泥质胶结，成岩差，岩心多呈散砂砾状，局部为泥砾岩，岩心呈柱状，厚度一般14.0～16.6m。⑩含砂质粘土岩（N1L）：其物理力学性质与第⑧层粘土岩相似，单层厚度2～8m，夹砂岩、砂砾岩透镜体。

场区地震动峰值加速度为0.05g，相应于地震基本烈度VI 度。

工程场区地下水按其赋存条件及水力特征可分为第四系松散层孔隙潜水、上第三系孔隙裂隙潜水和上第三系孔隙裂隙承压水。

第四系松散层孔隙潜水赋存于第四系全新统卵石层中，该层渗透系数

1.4×10-1～1.29×100 cm/s ，下部上第三系粘土岩为其隔水底板。该含水层分布于河床、漫滩及一级阶地，由阶地、漫滩向主河床卵石层沉积厚度由8m 渐变为3.5m。左岸一级阶地地下水埋深3.5～4.0m，水位高程115.31～115.76m ；漫滩、河床地下水埋深1.0～3.4m，水位高程113.97～115.20m 。

上第三系孔隙裂隙潜水赋存于第⑦层砾岩中，砾岩上部1m 左右钙质胶结较好，其下钙、泥质微胶结，该层透水性不均一，钻孔注水试验渗透系数 2.7×10-5～5.8×10-3cm/s，平均1.5×10-3cm/s 。层厚2.45～5.40m，由南向北渐变溥，分布不均。其下部粘土岩为隔水底板。地下水位埋深6m 左右，水位高程114.07～