膠東調(diào)水臨時(shí)泵站工程渠道邊坡防護(hù)探討

王 強(qiáng)，吳秀英，杜培文

（山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250014）

以膠東調(diào)水抗旱應(yīng)急工程實(shí)例，對(duì)引黃濟(jì)青干渠渠道在不停水工況下進(jìn)行渠道護(hù)坡的關(guān)鍵技術(shù)難題進(jìn)行探討，并對(duì)本次工程中實(shí)施的鋼板護(hù)坡方案進(jìn)行詳細(xì)的介紹，以期得到同行及專家的認(rèn)可和指導(dǎo),為以后復(fù)雜工況下渠道護(hù)坡提供更有力的理論及實(shí)踐支持。

1 工程概況

為盡可能提高膠東地區(qū)特別是青島、煙臺(tái)、濰坊、威海四市抗旱應(yīng)急供水能力，根據(jù)省委省政府指示精神，在黃水東調(diào)應(yīng)急工程建成前，實(shí)施引黃濟(jì)青(膠東調(diào)水)抗旱應(yīng)急臨時(shí)調(diào)水工程。

工程任務(wù)是使小清河倒虹段輸水能力提高至設(shè)計(jì)流量36m3/s、校核流量39.6m3/s，輸水流量比現(xiàn)狀增加4m3/s；小清河倒虹后至雙王城水庫(kù)分水口段，設(shè)計(jì)輸水流量36～35.3m3/s、校核流量 39.6～39.1m3/s，比現(xiàn)狀增加 4m3/s；向雙王城水庫(kù)分水2.0m3/s；雙王城水庫(kù)分水口至引黃入白工程分水口段，設(shè)計(jì)流量33.5～31.9m3/s，比現(xiàn)狀增加2.0m3/s。本工程臨時(shí)泵站樞紐工程建于小清河分洪道子槽節(jié)制閘閘后，通過(guò)管道輸水入泵站出水池消能后再進(jìn)入引黃濟(jì)青干渠。在保證原有供水狀態(tài)的前提下，在出水池出口的堤防處對(duì)渠道增加放沖措施成為本工程中的重中之重。

2 襯砌渠道基本情況

引黃濟(jì)青工程自1986年開(kāi)始建設(shè)，1989年11月25日建成通水，至今已運(yùn)行近30年，累計(jì)向青島市及沿線供水30余億m3，年平均供水量1.11億m3，發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。引黃濟(jì)青干渠處分洪道子槽～小清河倒虹前段渠道，全長(zhǎng)500m；渠道兩側(cè)邊坡輸水期間存在一定的滲漏問(wèn)題。渠道基本參數(shù)：渠底高程：1.4m，渠底寬度為 11m，邊坡：1∶2.5，邊坡防護(hù)采用預(yù)制板襯砌，經(jīng)過(guò)近30年的運(yùn)行，部分渠段襯砌在水位變動(dòng)區(qū)因凍脹而產(chǎn)生破壞，襯砌混凝土板坍塌、裂縫嚴(yán)重，加大了輸水糙率，制約了渠道的過(guò)流能力。

3 渠道邊坡防護(hù)緣由

膠東抗旱應(yīng)急調(diào)水工程在引黃濟(jì)青小清河分洪道子槽節(jié)制閘下游修建擋水堰，在節(jié)制閘后消力池后海漫段搭建鋼制平臺(tái)，潛水軸流泵通過(guò)井筒安裝在鋼制平臺(tái)上，出水鋼管向南至路南新建混凝土出水池內(nèi)，出水鋼管由鋼架支撐，出水池向西南延伸至引黃濟(jì)青南北渠道東堤，水流通過(guò)溢流堰翻過(guò)渠道東堤流入引黃濟(jì)青渠道，不用開(kāi)挖渠道，并在小清河分洪道子槽與引黃濟(jì)青渠道連接處設(shè)圍堰，以降低圍堰前水位抬高圍堰后水位，實(shí)現(xiàn)提高輸水能力的要求。

由于項(xiàng)目施工期間不能停水，臨時(shí)泵站出水池入渠水流仍有一定的沖刷能力，設(shè)計(jì)流量36.0m3/s，為了避免入渠水流沖刷渠道邊坡，造成塌坡、決口等危險(xiǎn)工況，為確保膠東地區(qū)特別是青島、煙臺(tái)、濰坊、威海四市的供水能力，對(duì)渠道邊坡進(jìn)行安全防護(hù)是必要的。

4 渠道護(hù)坡形式探討

由于膠東地區(qū)干旱缺水的形勢(shì)較為嚴(yán)峻，故項(xiàng)目施工期間不能停水，渠道邊坡防護(hù)難度較大。擬定以下幾個(gè)方案進(jìn)行比較：

1）膜袋混凝土法。自圍堰向下游采用0.2m厚的C30膜袋混凝土對(duì)邊坡及底板進(jìn)行護(hù)砌。護(hù)砌范圍為圍堰150m。優(yōu)點(diǎn)是抗沖能力強(qiáng)，水下能施工；缺點(diǎn)是膜袋混凝土0.2m厚，占用過(guò)水?dāng)嗝孑^大，單寬米占用渠道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e為6.26m2，且拆除較困難。

2）鋼筋混凝土板墻。優(yōu)點(diǎn)是能保護(hù)渠堤安全。缺點(diǎn)是鋼筋混凝土板墻需要配合渠道防護(hù)措施同時(shí)實(shí)施，不能提高渠道渠坡及渠底的防沖能力。

3）鋼板護(hù)坡法。為防止出水池對(duì)干渠的邊坡造成破壞，在與出水池、引黃濟(jì)青干渠連接105m處及上下游設(shè)置鋼板護(hù)坡。鋼板護(hù)坡共62節(jié)，每節(jié)3m，鋼板護(hù)坡共186m，其中出水池與引黃濟(jì)青干渠連接處105m設(shè)置鋼板護(hù)坡105m，其余部分設(shè)置鋼板護(hù)坡27節(jié)。鋼板護(hù)坡主體材質(zhì)為Q235B，主材采用10mm厚的鋼板，3m為一節(jié)，每節(jié)護(hù)坡內(nèi)部設(shè)置加強(qiáng)筋，底部設(shè)置橡膠止水，預(yù)防對(duì)邊坡產(chǎn)生大的振動(dòng)；節(jié)與節(jié)之間相連，且首節(jié)護(hù)坡與堤岸上的鋼管樁相連，防止鋼板護(hù)坡產(chǎn)生滑動(dòng)。此方案的優(yōu)點(diǎn)在于抗沖能力強(qiáng)，且能較好地保護(hù)渠道原有邊坡，缺點(diǎn)在于渠道經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，產(chǎn)生不均勻沉降，斷面發(fā)生不同的變形，護(hù)坡斷面難以統(tǒng)一規(guī)格，且邊坡在不停水條件下安裝有一定的難度。

經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)研究及專家的專門(mén)論證，最終采用鋼板護(hù)坡方案作為此工程的實(shí)施方案。

5 渠道鋼板護(hù)坡設(shè)計(jì)及安裝方式簡(jiǎn)介

鋼板護(hù)坡已經(jīng)在引黃濟(jì)青渠首打漁張泵站工程中進(jìn)行應(yīng)用，運(yùn)行穩(wěn)定，使用方便，但也存在密封不嚴(yán)，部分鋼板被沖壞等問(wèn)題。本次鋼板護(hù)坡又做了優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保鋼板護(hù)坡能夠更好地起到渠道護(hù)坡作用。

1）設(shè)計(jì)更具合理性。針對(duì)渠道斷面不能統(tǒng)一的問(wèn)題，對(duì)鋼板護(hù)坡186m渠道幾個(gè)典型樁號(hào)進(jìn)行了斷面測(cè)量。在這幾個(gè)斷面中，選取了最小的邊坡及渠底寬度，確保鋼板護(hù)坡斷面能夠順利地放到渠道里面，并且對(duì)渠道的渠底護(hù)坡和兩邊坡護(hù)坡分別單獨(dú)加工，邊坡護(hù)坡和渠底護(hù)坡之間的剛性連接改為銷連接，使鋼板護(hù)坡斷面能最大自由度地適應(yīng)渠道的邊坡斷面?？紤]到鋼板護(hù)坡之間的連接，底部采用定位銷連接兩節(jié)護(hù)坡；邊坡采用鏈條鎖具連接，避免了水下施工的難操作性。

2）安裝更具可操作性。首先設(shè)計(jì)一個(gè)安裝操作平臺(tái)，把安裝平臺(tái)先放到渠道里面，然后開(kāi)始安裝鋼板護(hù)坡。鋼板護(hù)坡由底板和兩塊編板組成，分片制作，在施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)平臺(tái)上進(jìn)行組裝。由吊車將底板吊裝至施工平臺(tái)后，兩臺(tái)吊車吊起邊板，利用底板兩側(cè)和邊坡坡腳的連接栓，人工對(duì)正位置后用螺栓連接起來(lái)，形成一個(gè)整體。等鋼板組裝完成后，在底板連接銷上插上導(dǎo)向桿，便于第二塊護(hù)坡鋼板底板順著導(dǎo)向桿扣上第一塊底板的銷子。然后兩岸吊車同時(shí)均勻垂直起吊，安裝人員進(jìn)入施工平臺(tái)，人工配合吊車將起吊底板上的套口穿入導(dǎo)向桿，然后起吊鋼板順著導(dǎo)向桿勻速下滑，直到底板落入水中，套口順著導(dǎo)向桿套上前一塊底板的銷子。底板沉入水中后，兩側(cè)鋼板慢慢貼坡下落，根據(jù)邊坡之間的縫隙，利用吊車配合人工進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于邊坡縫隙不合適的用倒鏈進(jìn)行微調(diào)。邊坡間隙調(diào)整完成后，利用鎖鏈對(duì)相鄰邊坡進(jìn)行固定，形成一個(gè)整體。最后挪動(dòng)安裝操作平臺(tái)，準(zhǔn)備下一片護(hù)坡鋼板安裝。

如此方式，可把所有的鋼板護(hù)坡實(shí)現(xiàn)整體較好地連接，現(xiàn)場(chǎng)安裝精度和效率均有較大提高。

6 結(jié)語(yǔ)

臨時(shí)泵站工程在2017年2月28日進(jìn)行工程試運(yùn)行試通水。對(duì)2臺(tái)泵分別進(jìn)行試運(yùn)行，每臺(tái)泵運(yùn)行25分鐘，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題；2017年3月11日，臨時(shí)泵站工程順利通水，正式啟動(dòng)抗旱應(yīng)急調(diào)水臨時(shí)工程。其中出水池鋼板護(hù)坡運(yùn)行良好，實(shí)現(xiàn)了原有的護(hù)坡理念，對(duì)原有渠道邊坡進(jìn)行了高效地保護(hù)，對(duì)工程正常安全運(yùn)行提供了有利的保障。