膠東調(diào)水工程管道段運(yùn)行方法及應(yīng)急策略

王國濤

（山東省調(diào)水工程運(yùn)行維護(hù)中心煙臺(tái)分中心，山東 煙臺(tái) 264003）

1 引言

山東省膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程，是山東“T”字形調(diào)水大動(dòng)脈的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)全省水資源優(yōu)化配置、緩解膠東地區(qū)水資源供需矛盾、改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的重要水利基礎(chǔ)設(shè)施。該工程自黃河打漁張引黃閘引水，經(jīng)新建沉沙池沉沙后，利用現(xiàn)有的引黃濟(jì)青工程輸水至昌邑市宋莊鎮(zhèn)，在該鎮(zhèn)引黃濟(jì)青輸水河左岸新建宋莊分水閘分水，沿萊州灣新辟輸水明渠至龍口市黃水河泵站，再經(jīng)壓力管道、隧洞及暗渠輸水至煙臺(tái)市門樓水庫，在門樓水庫北岸新建高疃泵站向牟平和威海送水，沿線采用隧洞及壓力管道輸水至威海市米山水庫。

2 工程概況

膠東調(diào)水工程管道段共設(shè)輸水管道、輸水暗渠及隧洞長149.1 km，沿線有泵站、輸水隧洞、調(diào)流調(diào)壓設(shè)施、無壓調(diào)節(jié)水池等。

2.1 4座加壓泵站

管道段工程共設(shè) 4級(jí)提水泵站，分別是黃水河泵站、溫石湯泵站、高疃泵站和星石泊泵站，各泵站參數(shù)見表1。

表1 膠東調(diào)水工程管道段4座泵站參數(shù)表

2.2 5座輸水隧洞

膠東調(diào)水工程沿線共布置任家溝、村里、桂山、孟良口子、臥龍5座輸水隧洞，各輸水隧洞參數(shù)見表2。

表2 膠東調(diào)水工程5座隧洞參數(shù)表

2.3 新增4座調(diào)流調(diào)壓設(shè)施

為確保黃水河~米山水庫段輸水工程更加安全、穩(wěn)定、靈活運(yùn)用，更便于管理運(yùn)行，更能大幅提高工程利用率、運(yùn)行可靠度。2015年新增調(diào)流調(diào)壓設(shè)施4座，分別是桂山隧洞進(jìn)口調(diào)流調(diào)壓設(shè)施、孟良口子隧洞調(diào)流調(diào)壓設(shè)施、星石泊泵站調(diào)流調(diào)壓設(shè)施和界石鎮(zhèn)調(diào)流調(diào)壓設(shè)施，各調(diào)流調(diào)壓設(shè)施參數(shù)見表3。

表3 膠東調(diào)水工程4座調(diào)流調(diào)壓設(shè)施參數(shù)表

2.4 新增2座無壓調(diào)節(jié)水池

新增2座無壓調(diào)節(jié)水池參數(shù)見表4。

表4 膠東調(diào)水工程2座調(diào)節(jié)水池參數(shù)表

3 運(yùn)行方法

3.1 輸水線路各段管道加壓充水流量

按加壓充水時(shí)的管道滿管平均流速應(yīng)達(dá)到 0.3 m3/s~0.5 m3/s的原則確定各管段加壓充水流量。各級(jí)泵站加壓充水流量具有達(dá)到流量平衡的條件，管道段加壓充水流量見表5。

表5 管道段加壓充水流量表

3.2 輸水線路管道加壓充水運(yùn)行方案

當(dāng)高疃泵站前池水位升高，開啟高疃泵站2號(hào)機(jī)組（調(diào)速），調(diào)整至1.1 m3/s，對(duì)輸水管道進(jìn)行加壓充水。同時(shí)適當(dāng)控制高疃泵站前門口水庫分水閘出水流量，使泵站前池水位處于設(shè)計(jì)水位。當(dāng)高位水池水位達(dá)到最低水位時(shí)，桂山隧洞活塞閥自動(dòng)開啟，執(zhí)行正常開閥程序并根據(jù)高位水池水位變化自動(dòng)調(diào)整至流量值為1.1 m3/s開度（約36%開度），高位水池水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位；當(dāng)桂山隧洞出口無壓調(diào)節(jié)水池水位達(dá)到最低水位時(shí)，孟良口子洞活塞閥自動(dòng)開啟，執(zhí)行正常開閥程序并根據(jù)無壓調(diào)節(jié)水池水位變化自動(dòng)調(diào)整至流量值為1.1 m3/s開度（約21%開度），無壓調(diào)節(jié)水池水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位；當(dāng)孟良口子隧洞出口豎井水位達(dá)到最低水位時(shí)，星石泊泵站活塞閥自動(dòng)開啟，執(zhí)行正常開閥程序并根據(jù)隧洞出口豎井水位變化自動(dòng)調(diào)整至流量值為1.1 m3/s開度（約38%開度），隧洞出口豎井水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。水流到達(dá)星石泊前池后，開啟星石泊泵站4號(hào)機(jī)組（調(diào)速），調(diào)整至1.1 m3/s，對(duì)輸水管道進(jìn)行加壓充水。當(dāng)臥龍隧洞出口豎井水位達(dá)到最低水位時(shí)，界石鎮(zhèn)活塞式控制閥自動(dòng)開啟，執(zhí)行正常開閥程序并根據(jù)隧洞出口豎井水位變化自動(dòng)調(diào)整至流量值為 1.1 m3/s開度（約33%開度），隧洞出口豎井水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。

3.3 由加壓充水轉(zhuǎn)為正常輸水調(diào)度過程

在全線設(shè)備加壓充水和小流量調(diào)試完成后，準(zhǔn)備開始調(diào)整到正常運(yùn)行。高疃泵站2號(hào)機(jī)組（調(diào)速）、星石泊泵站4號(hào)機(jī)組（調(diào)速）出水量分別為加壓充水流量1.1 m3/s；桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥、界石鎮(zhèn)活塞閥開度為流量值為1.1 m3/s開度。操作流程如下：

高疃泵站加開3號(hào)機(jī)組，2號(hào)、3號(hào)同時(shí)運(yùn)行（泵站出口總管流量約3.2 m3/s）。當(dāng)高位水池水位升高時(shí)，桂山隧洞活塞閥執(zhí)行正常開閥程序，開度自動(dòng)調(diào)整至高位水池進(jìn)出流量平衡，由加壓充水流量開度調(diào)整至約54%開度，水池水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。當(dāng)無壓調(diào)節(jié)水池水位升高時(shí)，孟良口子隧洞活塞閥執(zhí)行正常開閥程序，開度自動(dòng)調(diào)整至無壓調(diào)節(jié)水池進(jìn)出流量平衡，由加壓充水流量開度調(diào)整至約36%開度，水池水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。當(dāng)孟良口子隧洞出口豎井水位升高時(shí)，時(shí)間約30 min，星石泊泵站活塞閥執(zhí)行正常開閥程序，開度自動(dòng)調(diào)整至隧洞出口豎井進(jìn)出流量平衡，由加壓充水流量開度調(diào)整至約 56%開度，隧洞出口豎井水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。當(dāng)星石泊泵站前池水位升高時(shí)，將星石泊泵站開啟3號(hào)機(jī)組，4號(hào)機(jī)組（調(diào)速）調(diào)整至40%額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，泵站出口總管流量約3.2 m3/s。當(dāng)臥龍隧洞出口豎井水位升高時(shí)，時(shí)間約20 min，界石鎮(zhèn)活塞閥執(zhí)行正常開閥程序，開度自動(dòng)調(diào)整至隧洞出口豎井進(jìn)出流量平衡，由加壓充水流量開度調(diào)整至約 56%開度，隧洞出口豎井水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。當(dāng)水流到達(dá)米山水庫，檢測各級(jí)泵站前池水位及泵站出口總管流量、各臺(tái)活塞閥流量、壓力及上游水池水位，檢測沿線閥門井壓力及排氣井內(nèi)空氣閥運(yùn)行等情況。開啟黃水河泵站4號(hào)機(jī)組，將黃水河泵站5號(hào)、6號(hào)機(jī)組（調(diào)速）調(diào)整至額定轉(zhuǎn)速70%運(yùn)行，泵站出口總管流量約4.04 m3/s。當(dāng)溫石湯泵站前池水位升高時(shí)，開啟溫石湯泵站4號(hào)機(jī)組。溫石湯泵站4號(hào)機(jī)組開啟后，根據(jù)水位變化情況，將溫石湯泵站5號(hào)、6號(hào)機(jī)組（調(diào)速）調(diào)整至60%額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，泵站出口總管流量約4.04 m3/s。開、關(guān)機(jī)臺(tái)數(shù)應(yīng)與上級(jí)泵站相協(xié)調(diào)，防止泵站前池水位發(fā)生較大變化。當(dāng)高疃泵站前池水位升高時(shí)，根據(jù)水位情況逐級(jí)將2號(hào)、3號(hào)機(jī)組（調(diào)速）調(diào)整全速運(yùn)行（泵站出口總管流量約4.04 m3/s）。適時(shí)調(diào)整門樓分水閘開度，保持高疃泵站前池水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執(zhí)行正常開閥程序，依次自動(dòng)調(diào)整至上游水池進(jìn)出流量平衡，水池水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥開度依次調(diào)整至約60%、44%開度，星石泊泵站活塞閥開度調(diào)整根據(jù)孟良口子隧洞出口豎井水位升高時(shí)時(shí)間約30 min，調(diào)整至4.04 m3/s開度，閥門開度約43%。當(dāng)星石泊泵站前池水位升高時(shí)，根據(jù)水位情況逐級(jí)將4號(hào)機(jī)組（調(diào)速）調(diào)整全速運(yùn)行（泵站出口總管流量約4.04 m3/s）。當(dāng)臥龍隧洞出口豎井水位升高時(shí)，時(shí)間約20 min。界石鎮(zhèn)活塞閥執(zhí)行正常開閥程序，開度自動(dòng)調(diào)整至隧洞出口豎井進(jìn)出流量平衡（開度調(diào)整至約64%開度），隧洞出口豎井水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。當(dāng)水流到達(dá)米山水庫，檢測各級(jí)泵站前池水位及泵站出口總管流量、各臺(tái)活塞閥流量、壓力及上游水池水位，檢測沿線閥門井壓力及排氣井內(nèi)空氣閥運(yùn)行等情況。

4 應(yīng)急情況及策略

4.1 高疃泵站事故停電時(shí)

桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執(zhí)行高疃泵站事故關(guān)閥程序。當(dāng)星石泊泵站前池水位下降時(shí)，界石鎮(zhèn)活塞閥執(zhí)行正常關(guān)閥程序，星石泊泵站2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)機(jī)組依次正常停機(jī)，關(guān)機(jī)間隔不小于5 min。星石泊泵站前池水位下降接近最低水位時(shí)，2號(hào)機(jī)組開始正常停機(jī)。高疃泵站事故停機(jī)的同時(shí)，開啟門樓水庫分水閘，關(guān)閉高疃泵站進(jìn)水閘。

4.2 星石泊泵站事故停電時(shí)

進(jìn)入星石泊泵站前池的多余水量通過泵站前池溢流管溢流。界石鎮(zhèn)活塞閥執(zhí)行星石泊泵站事故關(guān)閥程序。星石泊泵站事故停機(jī)的同時(shí)，桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執(zhí)行正常關(guān)閥程序，高疃泵站4號(hào)、3號(hào)、2號(hào)機(jī)組依次正常停機(jī)，關(guān)機(jī)間隔不小于5 min。高疃泵站4號(hào)機(jī)組正常停機(jī)的同時(shí)，開啟村里暗渠出口分水閘，調(diào)整村里暗渠出口節(jié)制閘、村里暗渠出口分水閘開度，保持高疃泵站前池水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。高疃泵站2號(hào)機(jī)組正常停機(jī)的同時(shí)，開啟門樓水庫分水閘，關(guān)閉高疃泵站進(jìn)水閘。

4.3 高疃泵站至桂山隧洞活塞閥輸水管道事故時(shí)

當(dāng)監(jiān)測到福山段、萊山段某號(hào)閥門井及其下游閥門井流量、壓力突然劇變，并且桂山隧洞活塞閥上游流量突然減小時(shí)，可判定該兩座閥門井間管道出現(xiàn)事故。桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執(zhí)行高疃泵站~桂山隧洞活塞閥輸水管道事故關(guān)閥程序。高疃泵站4號(hào)、3號(hào)、2號(hào)機(jī)組依次正常停機(jī)，關(guān)機(jī)間隔不小于5 min。當(dāng)孟良口子隧洞活塞閥關(guān)閉后，關(guān)閉桂山隧洞活塞閥及事故管段上、下游閥門井內(nèi)電動(dòng)蝶閥。高疃泵站4號(hào)機(jī)組正常停機(jī)后，當(dāng)星石泊泵站前池水位下降時(shí)，根據(jù)水位變化情況，界石鎮(zhèn)活塞閥執(zhí)行正常關(guān)閥程序，星石泊泵站2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)機(jī)組依次正常停機(jī)，關(guān)機(jī)間隔不小于5 min。星石泊泵站前池水位下降接近最低水位時(shí)，2號(hào)機(jī)組開始正常停機(jī)。關(guān)機(jī)臺(tái)數(shù)應(yīng)與上級(jí)泵站相協(xié)調(diào)，防止泵站前池水位發(fā)生較大變化。高疃泵站4號(hào)機(jī)組正常停機(jī)的同時(shí)，調(diào)整門樓水庫分水閘開度，保持高疃泵站前池水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。高疃泵站2號(hào)機(jī)組正常停機(jī)的同時(shí)，關(guān)閉高疃泵站進(jìn)水閘，調(diào)整門樓水庫分水閘開度，保持高疃泵站前池水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。

4.4 桂山隧洞活塞閥至孟良口子隧洞活塞閥輸水管道事故時(shí)

當(dāng)監(jiān)測到萊山段、牟平一段某號(hào)閥門井及其下游閥門井流量、壓力突然劇變，并且孟良口子隧洞活塞閥上游流量突然減小時(shí)，可判定該兩座閥門井間管道出現(xiàn)事故。桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執(zhí)行桂山隧洞活塞閥～孟良口子隧洞活塞閥輸水管道事故關(guān)閥程序。高疃泵站 4 號(hào)、3 號(hào)、2 號(hào)機(jī)組依次正常停機(jī)，關(guān)機(jī)間隔不小于5 min。當(dāng)星石泊泵站活塞閥關(guān)閉后，關(guān)閉孟良口子隧洞活塞閥及事故管段上、下游閥門井內(nèi)電動(dòng)蝶閥。后續(xù)操作按高疃泵站～桂山隧洞活塞閥輸水管道事故停機(jī)步驟進(jìn)行。

4.5 孟良口子隧洞活塞閥～星石泊泵站活塞閥輸水管道事故時(shí)

當(dāng)監(jiān)測到星石泊泵站活塞閥上游流量突然減小時(shí)，并且星石泊泵站前池水位突然下降時(shí)，可判定該段管道出現(xiàn)事故。桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執(zhí)行孟良口子隧洞活塞閥～星石泊泵站活塞閥輸水管道事故關(guān)閥程序。高疃泵站4號(hào)、3號(hào)、2號(hào)機(jī)組依次正常停機(jī)，關(guān)機(jī)間隔不小于5 min。當(dāng)星石泊泵站機(jī)組全部正常停機(jī)后，關(guān)閉星石泊泵站活塞閥。后續(xù)操作按高疃泵站～桂山隧洞活塞閥輸水管道事故停機(jī)步驟 進(jìn)行。

4.6 星石泊泵站至界石鎮(zhèn)活塞閥輸水管道事故時(shí)

當(dāng)監(jiān)測到牟平二段某號(hào)閥門井及其下游閥門井流量、壓力突然劇變，并且臥龍隧洞進(jìn)、出口豎井水位突然下降及界石鎮(zhèn)活塞閥上游流量突然減小時(shí)，可判定該兩座閥門井間管道出現(xiàn)事故。界石鎮(zhèn)活塞閥執(zhí)行星石泊泵站～界石鎮(zhèn)活塞閥輸水管道事故關(guān)閥程序，星石泊泵站2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)機(jī)組依次正常停機(jī)，關(guān)機(jī)間隔不小于5 min。進(jìn)入星石泊泵站前池的多余水量通過泵站前池溢流管溢流。當(dāng)星石泊泵站機(jī)組全部正常停機(jī)后，依次關(guān)閉界石鎮(zhèn)活塞閥及事故管段上、下游閥門井內(nèi)電動(dòng)蝶閥。界石鎮(zhèn)活塞閥執(zhí)行輸水管道事故關(guān)閥程序的同時(shí)，桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執(zhí)行正常關(guān)閥程序。高疃泵站4號(hào)、3號(hào)、2號(hào)機(jī)組依次正常停機(jī)，關(guān)機(jī)間隔不小于5 min。高疃泵站4號(hào)機(jī)組正常停機(jī)的同時(shí)，調(diào)整門樓水庫分水閘，保持高疃泵站前池水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。高疃泵站2號(hào)機(jī)組正常停機(jī)的同時(shí)，關(guān)閉高疃泵站進(jìn)水閘，調(diào)整門樓水庫分水閘開度，保持村里暗渠出口分流池水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水位。后續(xù)操作按高疃泵站事故停機(jī)步驟 進(jìn)行。

4.7 界石鎮(zhèn)活塞閥～米山水庫輸水管道事故時(shí)

通過輸水線路巡查判定該段管道出現(xiàn)事故。界石鎮(zhèn)活塞閥執(zhí)行正常關(guān)閥程序，星石泊泵站2號(hào)、3 號(hào)、4號(hào)機(jī)組依次正常停機(jī)，關(guān)機(jī)間隔不小于5 min。進(jìn)入星石泊泵站前池的多余水量通過泵站前池溢流管溢流。界石鎮(zhèn)活塞閥執(zhí)行正常關(guān)閥程序的同時(shí)，桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執(zhí)行正常關(guān)閥程序，高疃泵站4號(hào)、3號(hào)、2號(hào)機(jī)組依次正常停機(jī)，關(guān)機(jī)間隔不小于5 min。后續(xù)操作按星石泊泵站～界石鎮(zhèn)活塞閥輸水管道事故停機(jī)步驟進(jìn)行。

5 結(jié)語

膠東調(diào)水工程管道段是南水北調(diào)東線工程的重要組成部分，承擔(dān)緩解膠東地區(qū)旱情、保障膠東城鄉(xiāng)供水的重要職責(zé)，擔(dān)負(fù)緩解膠東地區(qū)旱情、保障膠東城鄉(xiāng)供水的重要使命。強(qiáng)化調(diào)度運(yùn)行管理，健全防范風(fēng)險(xiǎn)化解機(jī)制，對(duì)于管道段運(yùn)行已勢在必行。