南水北調(diào)山東段土渠工程水毀修復(fù)措施

王守廣，李忻語

（南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250109）

1 土渠段工程概況

1.1 基本情況

南水北調(diào)山東明渠濱州段工程上起小清河分洪道涵閘末端，下至引黃濟(jì)青上節(jié)制閘、東營分水口，途經(jīng)高青縣、桓臺縣、博興縣及廣饒縣，渠道長34.58km。由于利用小清河分洪道子槽輸水，新開挖土渠28.82km沒有進(jìn)行襯砌處理，為梯形土質(zhì)渠道，渠底寬14m，邊坡1∶3，主要建筑物有節(jié)制閘3座、分水閘6座，渡槽14處，倒虹48座，橋梁44座，管理處（所）5處，設(shè)計流量50m3/s，加大流量為60m3/s。分別向淄博市、濱州市、東營市、引黃濟(jì)青工程供水。

1.2 土質(zhì)情況

勘探深度內(nèi)的地層根據(jù)時代成因和巖性不同分作六層，分別為：Ⅰ①層壤土（Q4al），褐黃色～灰黃色、可塑、局部粉粒含量高，層底高程6.53～7.79m；Ⅰ③層黏土（Q4al+l），灰黑色～黑色、可塑、含少量貝殼片，層底高程1.90～4.60m；Ⅰ④層壤土（Q4al+pl），褐黃～蘭灰色、可塑、偶含姜石和貝殼片，層底高程-4.67～2.55m；Ⅰ⑤層砂壤土（Q4al+pl），黃褐色、松散、飽和、粘粒含量高，層底高程-6.40～-3.11m；Ⅰ⑥層壤土夾姜石（Q3al+pl），黃褐色、可塑、姜石含量 5～15%，該層分布較連續(xù)，未被揭穿，底高程-16.86～-15.40m；Ⅰ⑥-3層砂壤土。

1.3 運行情況

土渠段工程從2012年建成投入運行至今，經(jīng)歷了試運行調(diào)水、間斷性調(diào)水、常態(tài)化調(diào)水，流量從10m3/s增加到50m3/s，尤其在2017年5月份按照渠道設(shè)計流量50m3/s運行一個多月時間，全渠段安全運行。截止到2020年度調(diào)水結(jié)束，累計向膠東四市調(diào)引長江水28億m3，受益人口達(dá)3000多萬人。

2 水毀原因與處理方式

2.1 渠道有小彎曲、流速大造成局部坍塌

運行與調(diào)水過程中，在樁號89+500～89+785之間渠道左右兩岸出現(xiàn)200多米長塌坡，最大坍塌寬度約1.3m(自坡腳向外計算)最小坍塌寬度約1.0m，連續(xù)狀，右岸相較左岸塌坡嚴(yán)重。分析認(rèn)為，入分洪道涵閘水位落差大，跌水2.25m，水流進(jìn)入分洪道流速快，在樁號89+500～89+785之間位置渠道稍有彎曲，造成塌坡?，F(xiàn)場查勘坍塌段情況，采取M10漿砌石護(hù)坡的措施處理。

1）標(biāo)準(zhǔn)要求。漿砌石護(hù)坡前按照原設(shè)汁斷面對渠坡進(jìn)行修復(fù)處理，包括將坍塌段渠底淤積的淤泥清除至設(shè)計渠底高程，臺階狀挖除渠坡上虛土層，對各層土料混合后重新填筑，干場施工，保證回填土料最優(yōu)含水量，回填土質(zhì)量應(yīng)符合《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB5028-2013），工程實施應(yīng)符合《堤防工程施工規(guī)范》（SL260-98）有關(guān)要求。

2）施工處理。處理方式包括：（1）土方開挖與回填。自設(shè)計渠底開始開挖渠底淤泥，渠道清淤開挖時，應(yīng)保護(hù)現(xiàn)狀渠底避免擾動，開挖時應(yīng)保留一定厚度保護(hù)層，采取人工修整。從坡腳起向外側(cè)開挖，將松散的塌坡土清理到密實的原狀土位置，然后分多層臺階狀開挖，臺階寬1.0m，高0.5m，修復(fù)填筑段沿渠堤縱向應(yīng)與上下游相銜接，填筑按照0.2m分層鋪料、分層壓實，渠坡填筑壓實度不小于0.96，按照設(shè)計渠道斷面填筑，然后人工削坡0.4m進(jìn)行漿石護(hù)坡。（2）漿砌石護(hù)坡。開挖漿砌石齒墻溝，漿砌石護(hù)坡下采用M10漿砌石齒墻，齒墻尺寸為0.5m×0.8m（寬×高），頂部采用M10漿砌石壓頂，護(hù)坡自下而上鋪設(shè)300g/m2土工布、10cm厚碎石墊層、最后30cm厚M10漿砌石。漿砌石護(hù)坡每10m設(shè)置一道伸縮縫，縫寬2cm，縫內(nèi)上部加2cm厚填充瀝青砂漿，下部填塞閉孔泡沫塑料板，在渠底以上0.5m、2.0m高度處各設(shè)一排排水孔，兩排孔交錯布置，排水孔間距50m，采用Φ60PVC管，墻后PVC管口采用30Og/m2土工布包扎，頂部采用M10漿砌石壓頂，尺寸為 0.5m×0.1m（寬×高）。

2.2 長期調(diào)水過程中造成局部坍塌

2016年以來，長年調(diào)水造成大張節(jié)制閘、趙家節(jié)制閘閘下連接段末端，兩側(cè)土渠受水流沖刷嚴(yán)重，形成較多溝沖，造成幾十米的坍塌，局部寬度約1～2m，深度約1m，對渠道安全運行產(chǎn)生很大安全隱患。

1）調(diào)水期。在流量不變的前提下，盡量降低閘下流速，采用編織袋裝土八成滿，沿渠坡由上而下，由里而外，向水中慢慢推下土袋，至土袋露出水面后，沿渠坡分層交錯迭壘、碼實，土袋軋口背對水面，土袋壓實至高出浸潤線半米以上。

2）非調(diào)水期。利用停水時間，將閘下明水排空，根據(jù)渠坡沖刷破壞情況，按照原設(shè)計斷面修復(fù)，對坍塌渠道左右岸渠坡，采用M10漿砌石護(hù)坡，具體處理方式參照2.1。

2.3 受臺風(fēng)影響造成局部坍塌和裂縫

超強(qiáng)臺風(fēng)“利奇馬”2019年8月12日下午18時登陸山東，產(chǎn)生大范圍的洪澇災(zāi)害，濱州段所在地為全省重災(zāi)區(qū)。根據(jù)省防汛抗旱指揮部專題會議要求，啟用南水北調(diào)土渠段過程為小清河流域分洪，泄洪水流流速快，造成明渠渠道右岸局部發(fā)生滲流破壞，其中有兩處渠坡坍塌，樁號92+693～93+000右岸內(nèi)坡坍塌，長度300m，坍塌寬度約1.5m(自坡腳向外計算)；樁號101+914～101+964右岸內(nèi)坡塌坡面積較大，長度50m，坍塌寬度約9m；樁號92+419右岸渠堤發(fā)生橫線渠道的垂直裂縫一處，裂縫最寬處10cm左右，深1.5m左右。采取干砌石護(hù)坡的措施加固處理。

1）標(biāo)準(zhǔn)要求。渠坡開挖要求把受水流影響、發(fā)生坍塌、滑動等現(xiàn)象的堤防表面受擾動土全部清除至原狀土。對各層土料混合后重新填筑，干場施工。砌石工程施工過程嚴(yán)格遵守《砌體工程現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T503152011）等規(guī)范規(guī)程要求。

2）施工處理。主要方式有：（1）內(nèi)坡坍塌清理。根據(jù)渠道內(nèi)坡坍塌的實際高度，渠坡開挖自坍塌高度之上0.5m開始，即樁號92+693～93+000右岸渠底2.5m以上開始，樁號101+914～101+964右岸渠底3.5m以上開始。渠坡開挖結(jié)合賓格石籠護(hù)腳開挖進(jìn)行，首先自開挖點沿現(xiàn)狀渠坡垂直向下進(jìn)行開挖，設(shè)計邊坡1∶2，開挖深度0.4m；沿現(xiàn)狀渠坡方向傾斜向下削坡，開挖至設(shè)計渠底以下0.6m后轉(zhuǎn)至水平方向，清除坍塌堤防底部虛土，同時開挖賓格石籠護(hù)腳，水平開挖至現(xiàn)狀渠道內(nèi)1.0m結(jié)束。開挖完成后先鋪設(shè)300g/m2土工布反濾，土工布鋪設(shè)至賓格石籠護(hù)腳之下，再鋪設(shè)級配碎石墊層找平，粒徑5～20mm，壓實整平，最后坡面采用干砌石，厚度0.3m。（2）堤頂裂縫。首先沿樁號92+419右岸渠堤堤頂裂縫的方向開挖，開挖深度至影響深度以下0.5m，實際開挖至堤頂以下2.5m。然后向渠堤上下游開挖寬度至1.0m，為保持原狀土進(jìn)行良好銜接，先將松散的塌坡土清理至密實的原狀土，然后呈臺階狀開挖，臺階寬1.0m，高0.2m，按照0.2m分層鋪料、分層壓實，渠坡填筑壓實度不小于0.96，至堤頂高程完成修復(fù)。

3 結(jié)語

加強(qiáng)渠道巡查，及時發(fā)現(xiàn)，及時修復(fù)。調(diào)水期間不能修復(fù)的，待調(diào)水結(jié)束前后及時組織各方專家分析不同情況下土渠工程水毀的現(xiàn)狀、原因，及運行特點，采取相應(yīng)工程措施，制定好修復(fù)方案，在停水時第一時間完成修復(fù)。