引黃濟(jì)青干渠改擴(kuò)建及輸水能力分析

鮑 芳，侯燕欽，王均喬

（山東省膠東調(diào)水局濱州分局，山東 濱州 256600）

引黃濟(jì)青干渠改擴(kuò)建及輸水能力分析

鮑 芳，侯燕欽，王均喬

（山東省膠東調(diào)水局濱州分局，山東 濱州 256600）

本文以山東省引黃濟(jì)青濱州段干渠改擴(kuò)建為例，分析輸水河改擴(kuò)建前、后渠道糙率和輸水能力的不同，以及引黃濟(jì)青工程改擴(kuò)建的重要性和必要性。

引黃濟(jì)青；改擴(kuò)建；輸水能力；輸水河

山東省引黃濟(jì)青工程是國(guó)家“七五”期間的地方重點(diǎn)工程，也是山東省自新中國(guó)成立以來(lái)已建成規(guī)模最大、距離最長(zhǎng)的跨流域調(diào)水工程。由于工程老化嚴(yán)重，2015年8月～10月底對(duì)濱州段輸水河進(jìn)行改擴(kuò)建施工，10月底完成工程建設(shè)，并于該年10月30日開始向嚴(yán)重缺水的青島、濰坊等地區(qū)送水。

1 輸水渠工程現(xiàn)狀

1.1 引黃濟(jì)青工程濱州段輸水渠設(shè)計(jì)概述

引黃濟(jì)青工程濱州段輸水渠全長(zhǎng)18.5 km，河段主要為筑方，內(nèi)外邊坡1∶2。其中0+000-4+ 779段渠底寬18.9 m，渠底比降1/15 000，設(shè)計(jì)流速0.64 m/s；4+779-18+468段渠底寬14.8 m，渠底比降1/10 000，設(shè)計(jì)流速0.77 m/s。襯砌形式為半斷面襯砌 （即采用混凝土預(yù)制板襯砌邊坡，不襯砌渠底）。

1.2 引黃濟(jì)青工程現(xiàn)狀

引黃濟(jì)青工程從1989年通水至今已安全運(yùn)行二十多年，取得了巨大的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，為青島市及工程沿線經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供了可靠的水源保證，從1989年至2015年底共向青島及沿線供水45.66億m3?，F(xiàn)在擔(dān)負(fù)著向青島、濰坊、煙臺(tái)、威海調(diào)水的任務(wù)。

引黃濟(jì)青工程經(jīng)過(guò)二十多年的運(yùn)行，已進(jìn)入整體老化期，輸水渠道、水閘、橋梁以及金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備均存在安全隱患。輸水渠部分渠段襯砌在水位變動(dòng)區(qū)因凍脹破壞，襯砌板坍塌、裂縫，勾縫脫落，加大了輸水糙率。渠道混凝土襯砌板抗凍性、抗壓強(qiáng)度不能滿足技術(shù)規(guī)范要求，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，90%以上混凝土襯砌板強(qiáng)度等級(jí)小于C30，60%以上襯砌板強(qiáng)度等級(jí)小于C20。土工防滲膜局部存在破損，各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)合格率在80%。由于沉沙池老化，沉沙功能降低，輸水渠渠底也有不同程度的淤積，降低了渠道的過(guò)水能力。經(jīng)計(jì)算復(fù)核工程現(xiàn)狀的輸水能力僅達(dá)到原設(shè)計(jì)的60%～70%，輸水渠輸水損失量大，不能滿足引水任務(wù)，只有進(jìn)行大修、更新改造，才能保證運(yùn)行。

2 輸水渠改擴(kuò)建施工

2.1 工程設(shè)計(jì)

1）混凝土預(yù)制板?；炷令A(yù)制板采用矩形板，板的尺寸為60*40*6 cm，強(qiáng)度等級(jí)為C30，抗?jié)B等級(jí)為W6，抗凍等級(jí)為F150。

2）輸水渠襯砌改造設(shè)計(jì)。濱州段輸水渠襯砌改造采取半斷面襯砌，全斷面鋪設(shè)復(fù)合土工膜；齒墻采用現(xiàn)澆混凝土，強(qiáng)度等級(jí)為C30，抗?jié)B等級(jí)為W6，抗凍等級(jí)為F150，齒墻斷面尺寸40 cm（寬）*60 cm（高）；渠坡采用保溫板+6 cm厚預(yù)制混凝土防護(hù)，渠底只防滲不護(hù)砌，為保護(hù)復(fù)合土工膜，采用50 cm厚當(dāng)?shù)赝粮采w并壓實(shí)。為防止非輸水期地下水浮托力對(duì)混凝土襯砌的破壞，在地下水位較高的河段采取暗管集水逆止式排水器排水減壓。PE復(fù)合土工膜采用兩布一膜，塑料薄膜厚0.3 cm，土工布150 g/m2，上下各一層。聚苯乙烯保溫板厚度陽(yáng)坡為2 cm，陰坡為3 cm，保溫板密度≧20 kg/m3。襯砌板鋪設(shè)一律按水平通縫，平直錯(cuò)縫自下而上施工，縫寬3 cm，填縫采用M15，伸縮縫材料采用PT防滲膠泥。

2.2 改擴(kuò)建施工

1）設(shè)計(jì)修改。根據(jù)省水利廳引黃濟(jì)青改擴(kuò)建專題會(huì)議，省膠東調(diào)水局立即對(duì)引黃濟(jì)青輸水渠道齒墻、利用舊板護(hù)底問(wèn)題等函告省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，設(shè)計(jì)院根據(jù)引黃濟(jì)青工程施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)齒墻、利用舊板護(hù)底問(wèn)題等出具了具體的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

（1）為了加快施工進(jìn)度，保證按期完成工程任務(wù)，對(duì)原有齒墻，保存基本完好的給予保留，對(duì)破損嚴(yán)重的按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行開挖、澆筑；針對(duì)濱州段輸水渠道的實(shí)際情況，利用拆除的廢棄舊板鋪設(shè)于輸水渠底。渠底原有現(xiàn)澆混凝土護(hù)砌部分，保持現(xiàn)狀。

（2）原設(shè)計(jì)渠底開挖50 cm，變?yōu)殚_挖11 cm，然后鋪設(shè)土工膜，上面覆蓋5 cm砂找平層，再鋪設(shè)舊板護(hù)底，M15砂漿勾縫，縫寬3 cm。

2）輸水河改擴(kuò)建施工。本次施工招標(biāo)共劃分為5個(gè)標(biāo)段。通過(guò)招投標(biāo)，選擇了5家具備水利水電工程施工總承包二級(jí)及以上資質(zhì)的施工單位。2015年8月25日省水利廳組織召開引黃濟(jì)青改擴(kuò)建工程（一期）實(shí)施動(dòng)員會(huì)，省膠東調(diào)水局工作組立即進(jìn)駐各分局進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)督導(dǎo)，濱州分局、博興管理站技術(shù)人員進(jìn)駐施工現(xiàn)場(chǎng)。為不影響給膠東地區(qū)送水，要求必須在2015年11月10日前完成施工任務(wù)。根據(jù)博興縣往年慣例，需要從9月20日至10月9日期間進(jìn)行秋種灌溉，這樣濱州段有效工期非常短。為保證博興縣秋灌，坡面襯砌先砌好下面十行板并勾好縫，保證了10月10日前低水位秋種放水。剩下的任務(wù)繼續(xù)施工，經(jīng)過(guò)2個(gè)多月的緊張施工，于10月30日前完成施工任務(wù)。并在10月30日開始向膠東地區(qū)送水。

3 改擴(kuò)建前、后輸水能力分析

引黃濟(jì)青工程是一項(xiàng)長(zhǎng)距離跨流域調(diào)水工程，采用“等容量控制”運(yùn)行，中間沒(méi)有調(diào)節(jié)水庫(kù)，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)測(cè)流工作要求較高。為提高測(cè)流精度并對(duì)沿線傳統(tǒng)的測(cè)流方法進(jìn)行校驗(yàn)，2008年在輸水河通濱閘后 369 m處安裝了型號(hào)為RISONIC2000型超聲波流量計(jì)。該設(shè)備可連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行并隨時(shí)顯示測(cè)水?dāng)嗝娴乃?、流量、累?jì)水量。

改擴(kuò)建后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，對(duì)改擴(kuò)建前、后超聲波的資料進(jìn)行研究分析（為了力求運(yùn)行條件相似，主要采用2015年度放水資料），改擴(kuò)建后輸水?dāng)嗝娌诼曙@著降低；同水位情況下輸水渠道實(shí)際過(guò)流能力有了較大提高。

3.1 輸水?dāng)嗝娌诼史治?/p>

原設(shè)計(jì)輸水河半斷面襯砌（即采用混凝土預(yù)制板襯砌邊坡，不襯砌河底），糙率值選用0.020，改擴(kuò)建前由于河底淤積及工程老化等原因，輸水河實(shí)際糙率為0.0209；通過(guò)改擴(kuò)建施工，渠道邊坡平整，并利用拆除的廢棄舊板鋪設(shè)于輸水渠底，輸水河實(shí)際糙率降低為0.0138，大幅提高了輸水渠的過(guò)水能力。

3.2 輸水渠同水位時(shí)過(guò)水能力分析

通過(guò)對(duì)運(yùn)行資料進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)水位以下（水深1.55～1.85 m）運(yùn)行時(shí)過(guò)流能力比改擴(kuò)建前提高51%。如果按照設(shè)計(jì)水深2.5 m，改擴(kuò)建后實(shí)際糙率0.0138計(jì)算，利用公式計(jì)算出輸水河設(shè)計(jì)水位時(shí)過(guò)水流量為55.9 m3/s，原設(shè)計(jì)流量為38.5 m3/s，可以提高過(guò)水能力45.2%。

4 結(jié)語(yǔ)

引黃濟(jì)青濱州段輸水河通過(guò)改擴(kuò)建建設(shè)，渠道過(guò)水能力比原設(shè)計(jì)可以提高45%以上。在保證輸水安全運(yùn)行的同時(shí)，提高了輸水能力 ，為山東省膠東地區(qū)及工程沿線經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供了可靠的水源保證，充分證明了引黃濟(jì)青輸水河改擴(kuò)建的重要性和必要性。

（責(zé)任編輯遲明春）

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1009-6159（2017）-05-0034-02

2016-12-02

鮑芳（1972—），女，工程師