李 阳

（中国电建集团港航建设有限公司,天津 300000）

0 引言

城区的建设方针及建设规则势必受自然河流的影响,因此,城区自然河流的改道将成为不可避免的问题[1]。丽水机场南山场址位于丽水市西南部的碧湖镇东北、水阁工业园区南侧、务岭根隧道以北的区域,距离沙溪与大溪汇合口上游约500 m 处,横跨沙溪。机场及航空产业园等的规划实施,将沙溪一带的天然山区变成较为平整的工业、产业用地。丽水机场跑道场地标高165 m,机场跑道由土方填筑而成,机场的建设将完全阻挡沙溪向大溪的排水,因此,为了解决沙溪排水问题,同时兼顾丽水市垃圾焚烧发电厂等企业的防洪安全,对河道出口段进行改造非常必要。

1 工程概况

沙溪为大溪支流之一,流域面积20.4 km2,主河长9.3 km。沙溪主峰海拔925.7 m,汇入大溪处的标高为60 m,天然落差较大,属山溪性河道,坡陡流急,洪水涨落较快。沙溪现状支流命名为北支、南支,与干流共同形成了沙溪水系,干流上有下章水库。下章水库为小（2）型水库,总库容为52 万m3。

丽水机场及空港经济区等的规划实施,将沙溪一带的天然山区开发成较为平整的工业、产业用地,使流域内的地形地貌发生较大改变,故区域内的防洪排涝布局需与园区规划相适应。

2 改道方案

沙溪改道工程总体布置线路根据其工程任务要求及现状地形地质条件、机场及附属建筑物布置及周边企业分布情况等,考虑以下四个方案进行技术经济综合比选。

2.1 涵洞方案

本方案基本上按照丽水南城防山洪排涝体系布置,沙溪在机场回填坡脚线范围以内按原走向布置,通过涵洞下穿机场跑道,将沙溪主流、南支来水汇入下游河道。本方案总布置见图1。涵洞方案（方案一）线路起点位于机场填筑坡脚处,分别在沙溪干流和支流设置钢筋砼涵洞,下穿机场跑道,上覆填土至机场地坪高程165 m,最大覆土厚度约80 m。主要建筑物由支流涵洞、干流涵洞、排水明渠等组成。

图1 涵洞方案平面布置图

（1）支流涵洞

支流涵洞将沙溪支流上游来水引向机场下游,出口位于原河道,机场填筑坡脚线外约25 m 处,基本沿现状支流右岸布置,总长约1055.967 m。支流50 年一遇设计流量为121 m3/s,综合考虑涵洞过流能力、结构安全、施工等因素,采用直径6.5 m、底宽4.0 m 的C35W4F50 钢筋混凝土平底圆形涵洞结构。

（2）干流涵洞

干流涵洞将沙溪干流洪水引向机场下游,出口位置同支流,总长765.311 m。干流50 年一遇设计流量为144 m3/s,综合考虑涵洞过流能力、结构安全、施工等因素,干流采用直径8.0 m、底宽6.0 m 的C35W4F50 钢筋混凝土平底圆形涵洞结构。涵洞进口底高程71.50 m,出口底高程61.5 m,纵坡为1.307%,同支流涵洞下游段。

（3）排水明渠

涵洞穿越机场后,通过排水明渠与原下游天然河道连接。明渠系新开挖而成,底宽22 m,两侧坡比1∶2。由于大流量泄洪时流速较大,渠底采用40 cm 厚的C25F50 混凝土护底,两侧设C25F50 混凝土挡墙。

2.2 左岸隧洞方案

本方案拟在原沙溪河道左岸山体内设置隧洞,将沙溪上游来水通过隧洞接入原河道下游。为避开机场填筑坡脚线,于沙溪干、支流原汇合口往上游250 m 处设置引水隧洞引水至沙溪南支；沙溪南支汇干流来水后,就近通过排水隧洞下穿机场接入沙溪原出口。本方案总布置见图2。左岸隧洞方案（方案二）线路起点位于干流机场填筑坡脚处,将干流洪水引入支流,原沙溪河道左岸设置隧洞下穿机场跑道后右转汇入原河道,线路总长约1.48 km。主要建筑物由引水隧洞、排水隧洞等组成。

图2 左岸隧洞方案平面布置图

（1）引水隧洞

支流引水隧洞长386.70 m（水平投影）,50 年一遇设计引水流量为121 m3/s,进口底高程为72.50 m,出口底高程为72.00 m,纵坡i=0.129%,城门洞形断面,衬后隧洞净宽8.5 m,高7.44m。

（2）排水隧洞

排水隧洞长1095.44 m,设计排水流量为261 m3/s,与玉溪引水隧洞交叉段上游洞底纵坡为i=0.20%,交叉段下游纵坡为i=1.8%,城门洞形断面,衬后隧洞净宽11.5 m,净高7.4 m。

（3）排水明渠

排水隧洞末端设明渠与现状河道衔接,由长20 m 的渐变段和65 m 长的明渠组成,底高程60 m～59.5 m,底宽22 m,两侧坡比1∶2,考虑出口流速较大,明渠护底及两侧边坡均采用C25F50 混凝土结构,典型断面同方案一。明渠与隧洞衔接处穿现状道路,因此需新建7 m 宽,50 m 长桥梁一座。

2.3 右岸隧洞方案

本方案拟在原沙溪河道右岸山体内设置隧洞,将沙溪上游来水通过隧洞接入原河道下游。沙溪南支原汇合口无法满足隧洞进口布置需要,需在南支上游设引水隧洞将南支水量在原汇合口上游引入干流河道；汇南支来水后,再设排水隧洞在跑道范围以外下穿机场,本方案总布置见图3。

图3 右岸隧洞方案平面布置图

右岸隧洞方案线路起点位于机场填筑坡脚处,设置引水隧洞将支流洪水引至干流,再通过排水隧洞从现状河道右岸下穿机场跑道后左转汇入原河道,线路总长约1.60 km。主要建筑物包括引水隧洞、排水渠等。

（1）引水隧洞

洞长381.64 m,50 年一遇设计引水流量为121 m3/s,为使上游来水平顺进入隧洞,优化流态,原干流需布置长约190 m的支流引水渠,底宽35.0 m～11.0 m,底高程74.00 m～71.00 m,采用钢筋混凝土护底,两岸设置C25F50 混凝土挡墙。

（2）排水隧洞

洞长1250.79 m,50 年一遇设计引水流量为261 m3/s。隧洞上游设干流引水渠,长约294 m,底宽20.0 m～68.0 m,底高程73.00 m～70.00 m,采用钢筋混凝土护底,左岸利用现有挡墙,右岸新建C25 F50 混凝土挡墙,断面型式同支流引水渠。

（3）排水渠

排水隧洞末端设明渠与现状河道衔接,明渠长98 m,底高程60 m～57.0 m,底宽11.5 m～22 m。考虑出口流速较大,明渠护底及两侧挡墙均采用C25F50 钢筋混凝土结构,末端与现在护坡平顺衔接。

2.4 外排隧洞方案

为尽量避开机场跑道,本方案线路布置拟向现状排水口上游绕机场外围排水。首先在机场坡脚外围通过引水隧洞引水将干流来水引至沙溪南支,汇南支来水后通过排水隧洞将沙溪来水于下县头排入大溪。本方案总布置见图4。外排隧洞方案（方案四）线路布置于机场南侧,基本避开机场回填区。主要建筑物包括引水隧洞、排水隧洞、交叉段涵洞、下穿S328 省道涵洞及排水明渠等。线路总长约1.91 km。

图4 外排隧洞方案平面布置图

（1）引水隧洞

引水隧洞进洞口布置于丽水市垃圾焚烧发电厂下游约50 m 处干流左岸,将沙溪干流洪水引入支流,洞长376.23 m,进口底高程73.00 m,出口底高程72.50 m,纵坡i=0.130%,城门洞形断面,衬后洞宽9.00 m,高7.70 m。

（2）排水隧洞

排水隧洞长1196.54 m,50 年一遇设计引水流量为261 m3/s,进口底高程72.5 m,出口底高程为60.00 m。根据与玉溪引水隧洞交叉位置分为交叉段上游、交叉段涵洞、交叉段下游,长度分别为811.15 m、30.0 m、355.39 m,隧洞纵坡分别为i1=0.2%、i2=3.0%。隧洞均采用城门洞形断面,衬后隧洞净宽11.5 m,高8.5 m。

3 方案比较

上述四个方案主要优缺点分析比较如下：

（1）可比投资：方案二可比投资最省,为27790 万元,方案三次之,为28216 万元,方案一可比投资最大,为39777万元。

（2）对流域河势影响：方案一基本沿现状干流、支流布置涵洞,利用原河道进出口,仅在机场回填区底部设涵洞穿过,对流域河道走向、整体水势变化影响最小；方案二、三均从原河道出口位置汇入大溪,对河势影响程度居中；方案四改变了河道进出口位置,对区域河道和生态环境影响最大。

（3）对机场运行管理的影响：方案一采用钢筋混凝土涵洞结构从机场底部穿过,遇针对机场的人为破坏时的安全可靠度较低,且补救困难,今后机场的运行管理难度较大；方案二、方案三隧洞分别从现状河道左、右岸穿机场底部,对隧洞进出口的人员管理要求较高；方案四线路基本布置于机场外围,维护管理责任主体明确,遇突发安全事件时对机场运行影响小。

（4）施工条件：方案一无法利用原河道进行导流,需设置围堰,且开挖过程中将形成深基坑,施工难度较大；方案二、方案三、方案四施工条件基本相当。

根据上述分析,综合考虑河势、可比投资、工期、政策处理难度、施工难易度、维护管理难易度、对玉溪隧洞（埋管）影响程度等因素,本次工程总体布置推荐采用方案三,即右岸隧洞方案。

4 结语

实施沙溪出口改道工程的主要效益在于本工程的主要保护对象为丽水机场和片区企业,根据工程任务,在原沙溪河道右岸设置排水隧洞,将沙溪上游来水由现状出水口排出。工程由引水隧洞、排水隧洞、排水渠、供水排污管线及对外交通等建筑物组成。本文从投资、对流域河势影响、对机场运行管理的影响及施工条件等几个方面综合优选了河道改建方案,对于促进机场建设及减免受洪水威胁区域的经济损失具有显著的促进意义。