长江水利委员会扬子江工程咨询有限公司湖北武汉430010
摘要：结合重庆市涪陵区白涛街道移民安置区排水箱涵功能完善项目进行三峡库区排水箱涵设计要点分析。
关键词：箱涵设计；要点分析
1工程概况
重庆市涪陵区白涛街道移民安置区排水箱涵功能完善项目是三峡库区重庆市涪陵区白涛街道江西片区岸线环境综合治理工程的配套工程，位于涪陵区白涛街道乌江左岸。工程治理范围为上起乌江大桥，下至石拱背，长约3.12km。白涛街道镇区一直没有形成完善的城镇排水体系，由移民安置区后缘山顶及安置区雨水汇集形成的山洪宣泄基本处于无序状态，已经在安置区形成了一定的冲沟，地表冲刷和水土流失严重，长此以往将严重影响移民安置区地基稳定，又加之安置区沿乌江消落区未经整治，防洪标准不高，亟需在移民安置区修建排水箱涵，以完善其整体排水功能,解决三峡和移民搬迁遗留问题的需要；是实现基础设施升级，提升城镇形象，促进移民安稳致富和经济社会发展的需要。
根据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)的规定，穿堤排水建筑物应采用与护岸工程相同的防洪标准，排水箱涵的防洪设计标准为20年一遇。该工程新建3座单孔钢筋混凝土矩形箱涵,总长度1158.99m。其中，1#箱涵净断面2.0m×2.0m，长415.61m；2#、3#箱涵净断面2.0m×1.5m，分别长457.81m和285.57m。
2库区箱涵设计特点
2.1工程特点
工程位于三峡库区回水区，下游出口水位受三峡水位涨落的影响较大；工程位于山城，冲沟较深，水流落差较大，箱涵的设置高程及出口消能防冲的要求较高。
2.2下游出口水位的限制
项目地处三峡库区长江一级支流乌江左岸，距乌江-长江汇合口约23.5km～26.6km，距三峡大坝约510km。三峡工程正常运行后，水库正常蓄水位175m(吴淞)，汛期防洪限制水位145m(吴淞)，枯水期消落低水位155m(吴淞)。由于本工程排洪箱涵出口水位受外江即乌江洪水的影响，出水口设置高程不同，可能使箱涵在压力流、半有压流、无压流三种工况下交替运行。涵洞的泄流能力受到下游水位的影响较大。
2.3冲沟较深，水流落差较大，箱涵的设置高程及出口消能防冲的限制
工程地处山区，地形高差较大，导致上下游水位差较大，所以箱涵的布置对下游的消能防冲带来很大的难度。
若箱涵沿冲沟底高程布置，出口高程较低，对下游的消能防冲有利，但如果出口高程较低，下游水位的涨落频繁，出口淤积的可能性较大；且出口高程较低，水流出流有可能处于淹没出流状态，对泄流能力受到很大的影响；另外，出口高程较低，上游需布置较深的消能井来连接产生的高程差，增加了难度，投资也较大。
若箱涵抬高布置，使出口尽量位于常水位附近，箱涵水流自由出流，水流沿岸坡扩散，再沿台阶跌水流入下游水体，这样对消能和泄流能力都比较有利，但这样箱涵处于高的回填区，基础容易产生不均匀沉降，对箱涵的结构不利。
3设计处理意见
纵上所述，库区箱涵在设计时，需要统筹考虑不利因素，通过方案比较，选择合理的布置方案。
针对涪陵区白涛街道移民安置区排水箱涵功能完善项目，通过方案（a、箱涵埋设较低，出口设置消力池方案b、箱涵埋深较浅，出口采用扩散形式、台阶跌水方式c、箱涵埋设较低，进口设置消能井的方式）比较，确定选择箱涵尽量抬高布置，出口扩散，再沿岸坡台阶以阶梯跌水消能的方式出流，通过岸边设置的堆石体直接进入水体；对于高回填区产生的不均匀沉降问题，通过对箱涵基础周围一米以内范围进行块石碾压换填的方式解决，同时箱涵采用钢筋混凝土箱涵的形式，10-15米设置沉降缝，增加箱涵适应变形的能力，出口详细布置如下图。
4结论
箱涵的设计，不仅要考虑泄流能力的要求，同时要考虑地形地质条件以及下游水位的影响，尤其三峡库区，受大坝运行条件的限制，下游水位变幅较大，应尽量使箱涵的出流不要处于压力流和无压流交替状态，不仅影响箱涵的泄流能力，也会使箱涵遭到破坏；同时考虑下游的消能防冲尽量简单，避免对下游造成不必要的冲刷，也可以减少投资。