引黃濟青干渠改擴建及輸水能力分析

鮑 芳，侯燕欽，王均喬

（山東省膠東調水局濱州分局，山東 濱州 256600）

引黃濟青干渠改擴建及輸水能力分析

鮑 芳，侯燕欽，王均喬

（山東省膠東調水局濱州分局，山東 濱州 256600）

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

引黃濟青；改擴建；輸水能力；輸水河

山東省引黃濟青工程是國家“七五”期間的地方重點工程，也是山東省自新中國成立以來已建成規模最大、距離最長的跨流域調水工程。由于工程老化嚴重，2015年8月～10月底對濱州段輸水河進行改擴建施工，10月底完成工程建設，并于該年10月30日開始向嚴重缺水的青島、濰坊等地區送水。

1 輸水渠工程現狀

1.1 引黃濟青工程濱州段輸水渠設計概述

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

1.2 引黃濟青工程現狀

引黃濟青工程從1989年通水至今已安全運行二十多年，取得了巨大的社會效益、經濟效益和生態效益，為青島市及工程沿線經濟社會的可持續發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。現在擔負著向青島、濰坊、煙臺、威海調水的任務。

引黃濟青工程經過二十多年的運行，已進入整體老化期，輸水渠道、水閘、橋梁以及金屬結構、機電設備均存在安全隱患。輸水渠部分渠段襯砌在水位變動區因凍脹破壞，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、抗壓強度不能滿足技術規范要求，根據檢測數據統計，90%以上混凝土襯砌板強度等級小于C30，60%以上襯砌板強度等級小于C20。土工防滲膜局部存在破損，各項物理力學指標合格率在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，降低了渠道的過水能力。經計算復核工程現狀的輸水能力僅達到原設計的60%～70%，輸水渠輸水損失量大，不能滿足引水任務，只有進行大修、更新改造，才能保證運行。

2 輸水渠改擴建施工

2.1 工程設計

1）混凝土預制板。混凝土預制板采用矩形板，板的尺寸為60*40*6 cm，強度等級為C30，抗滲等級為W6，抗凍等級為F150。

2）輸水渠襯砌改造設計。濱州段輸水渠襯砌改造采取半斷面襯砌，全斷面鋪設復合土工膜；齒墻采用現澆混凝土，強度等級為C30，抗滲等級為W6，抗凍等級為F150，齒墻斷面尺寸40 cm（寬）*60 cm（高）；渠坡采用保溫板+6 cm厚預制混凝土防護，渠底只防滲不護砌，為保護復合土工膜，采用50 cm厚當地土覆蓋并壓實。為防止非輸水期地下水浮托力對混凝土襯砌的破壞，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坡為2 cm，陰坡為3 cm，保溫板密度≧20 kg/m3。襯砌板鋪設一律按水平通縫，平直錯縫自下而上施工，縫寬3 cm，填縫采用M15，伸縮縫材料采用PT防滲膠泥。

2.2 改擴建施工

1）設計修改。根據省水利廳引黃濟青改擴建專題會議，省膠東調水局立即對引黃濟青輸水渠道齒墻、利用舊板護底問題等函告省水利勘測設計院，設計院根據引黃濟青工程施工現場實際情況對齒墻、利用舊板護底問題等出具了具體的優化設計方案。

（1）為了加快施工進度，保證按期完成工程任務，對原有齒墻，保存基本完好的給予保留，對破損嚴重的按設計要求進行開挖、澆筑；針對濱州段輸水渠道的實際情況，利用拆除的廢棄舊板鋪設于輸水渠底。渠底原有現澆混凝土護砌部分，保持現狀。

（2）原設計渠底開挖50 cm，變為開挖11 cm，然后鋪設土工膜，上面覆蓋5 cm砂找平層，再鋪設舊板護底，M15砂漿勾縫，縫寬3 cm。

2）輸水河改擴建施工。本次施工招標共劃分為5個標段。通過招投標，選擇了5家具備水利水電工程施工總承包二級及以上資質的施工單位。2015年8月25日省水利廳組織召開引黃濟青改擴建工程（一期）實施動員會，省膠東調水局工作組立即進駐各分局進行現場督導，濱州分局、博興管理站技術人員進駐施工現場。為不影響給膠東地區送水，要求必須在2015年11月10日前完成施工任務。根據博興縣往年慣例，需要從9月20日至10月9日期間進行秋種灌溉，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。剩下的任務繼續施工，經過2個多月的緊張施工，于10月30日前完成施工任務。并在10月30日開始向膠東地區送水。

3 改擴建前、后輸水能力分析

引黃濟青工程是一項長距離跨流域調水工程，采用“等容量控制”運行，中間沒有調節水庫，整個系統運行對測流工作要求較高。為提高測流精度并對沿線傳統的測流方法進行校驗，2008年在輸水河通濱閘后 369 m處安裝了型號為RISONIC2000型超聲波流量計。該設備可連續長時間運行并隨時顯示測水斷面的水位、流量、累計水量。

改擴建后經過一段時間的運行，對改擴建前、后超聲波的資料進行研究分析（為了力求運行條件相似，主要采用2015年度放水資料），改擴建后輸水斷面糙率顯著降低；同水位情況下輸水渠道實際過流能力有了較大提高。

3.1 輸水斷面糙率分析

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

3.2 輸水渠同水位時過水能力分析

通過對運行資料進行對比分析，發現在設計水位以下（水深1.55～1.85 m）運行時過流能力比改擴建前提高51%。如果按照設計水深2.5 m，改擴建后實際糙率0.0138計算，利用公式計算出輸水河設計水位時過水流量為55.9 m3/s，原設計流量為38.5 m3/s，可以提高過水能力45.2%。

4 結語

引黃濟青濱州段輸水河通過改擴建建設，渠道過水能力比原設計可以提高45%以上。在保證輸水安全運行的同時，提高了輸水能力 ，為山東省膠東地區及工程沿線經濟社會的可持續發展提供了可靠的水源保證，充分證明了引黃濟青輸水河改擴建的重要性和必要性。

（責任編輯遲明春）

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1009-6159（2017）-05-0034-02

2016-12-02

鮑芳（1972—），女，工程師