引黃濟青輸水明渠渠坡加固改造設計研究

張林峰

【摘要】輸水明渠渠坡加固改造設計研究的是引黃濟青工程是中國山東省境內一項將黃河水引向青島的跨流域、遠距離的大型調水工程，其是“七五”期間山東省重點工程之一，也是山東省近幾十年以來最大的水利和市政建設工程。引黃濟青工程建有253公里人工襯砌輸水明渠和22公里暗渠，建設后很好地解決了威海、煙臺、青島等城市的用水問題。但是，由于原設計為了節(jié)約成本，縮短了交叉位置建筑的長度，導致每年彌河行洪時明渠渠坡都會出現不同程度的坍塌問題，不利于該水利工程管理工作的順利進行及輸水作用的充分發(fā)揮。因此，必須對其渠坡進行加固改造。本文就引黃濟青輸水明渠渠坡加固改造設計問題，進行了詳細的分析。

【關鍵詞】輸水明渠；渠坡；加固；改造設計

一、工程概況

該段工程在引黃濟青水利項目濰坊管理分局壽光管理處轄區(qū)內，位于引黃濟青項目設計樁號86+865到87+452段，長度共計587米。原設計中為降低成本，減少了交叉位置的建筑物長度，將彌河倒虹灘一段設計成了地面明渠輸水方案。該段的輸水河原設計方案中，流量是34.5m3/s，加大流量為38.0m3/s；堤頂高程為10.54--10.47m；內外邊坡比例為1：2；河底高程為6.54--6.47m；設計底寬為5.8m；設計渠底的比降是1：9000；設計水深為3.0m；加大水位為9.98--9.93m；設計水位為9.54--9.47m；右堤的頂寬為4m、左堤頂寬為8m，其中在8m寬的堤頂設計一條長度為15cm厚的砂礫路做管理交通的道路。

二、地理環(huán)境

該段地處彌河灘地河道，從1989年引黃濟青項目建成到現在，每年汛期都會出現一定程度的邊坡塌陷及淤積情況，這就給項目管理工作帶來很大難度，降低了渠道的輸水安全等級。2012年下半年，受臺風“維達”的影響，該河道中行洪超過1000流量，漫灘的洪水大約1.2m，洪水消退后，在輸水河兩側都出現了滑坡現象。

這種滑坡現象，不僅不利于對該水利項目的高效管理，而且還降低了對威海、煙臺、青島等城市提供水源的安全等級，尤其是在貫通南水北調東線之后，引黃濟青項目不僅承擔著引黃重任，而且還擔負著輸送江水的重要任務，在一年中輸水總時長共計超過240天，這就為項目維修留出了極少的時間，因此對彌河地段的輸水明渠實施渠坡加固顯得更加急迫。

三、工程設計方案對比

該段渠道的改造區(qū)域和原設計相同，總長共計為587m，并且渠道比降也與原渠道比降等同，都為1：9000。筆者通過對該河段的實地考察與分析，對輸水明渠渠坡加固改造問題，初步設計了三個方案：M10漿砌石護坡、現澆砼箱涵、現澆砼U型槽，通過三種設計方案的經濟性、效益性、實用性三方面進行對比，以期選擇出一種更適合的加固設計方案。依照引黃濟青水利工程的地質勘察數據，我們可以指導，該段輸水明渠的地下水中含有濃度較高的硫酸鹽，具有較強的侵蝕性，因此設計方案中用到的砼及水泥，都具有很高的扛硫酸鹽性能。

方案一、 M10漿砌石護坡

在M10漿砌石護坡設計方案中的過水斷面在結構上始終保持原梯形，護坡選擇了厚度為250mmM10的漿砌石護坡，在護坡底部設計有20到40mm的碎石墊層，厚度為100mm；規(guī)格為250g/m2的一層土工布；厚度為100mm的中粗砂墊層。

方案二、現澆砼U型槽

在現澆砼U型槽設計方案中，設計者將過水斷面設計成了“U”型結構，過水斷面的真實寬度為11m，在斷面下設計有厚度為100mm的C15素砼墊層。

方案三、現澆砼箱涵

在現澆砼箱涵設計方案中，設計人員選用了無壓現澆砼箱涵，所預留的凈空比加大水位高出了0.5m，將過水斷面設計為箱形結構，這一結構中包3孔1聯，每一個孔的實際寬度為4.5m，實際高度為4.0m。將過水斷面底部設計成了厚度為100mm的C15素砼墊層。

通過對以上三種設計方案的從經濟性、實用性、效益性三方面的優(yōu)點、缺點等進行了詳細分析與比較，我們可以看出：方案二工程量較大，工程投資較高，彌河行洪期間，可能對輸水渠造成一定的污染或淤積等問題；方案三工程量大，工程投資過高。對倒虹前退水閘的退水功能有一定影響。箱涵頂部比地面高0.5m，對行洪有一定影響；方案一的工程量相對最小、工程投資也相對最低，并且渠坡的抗沖刷效果最好，能大大提高明渠渠坡的穩(wěn)定性，很好地處理了彌河行洪時對渠道帶來的危害問題，較好地保留了彌河倒虹之前退水閘的正常功能，所以在三種擬定的輸水明渠渠坡加固改造設計方案中，筆者建議選用方案一進行加固改造施工。

總之，引黃濟青水利工程輸水明渠渠坡加固改造問題，是當前項目管理工作中的核心問題，其加固改造的設計方案直接決定了加固施工的經濟性、實用性及效益性。為獲得最優(yōu)化的施工效果，設計人員擬定了三種設計方案，并通過多層面對比，最終確定了以 M10漿砌石護坡加固方式對坍塌的渠坡進行改造。