膠東調水臨時泵站工程渠道邊坡防護探討

王 強，吳秀英，杜培文

（山東省水利勘測設計院，山東 濟南 250014）

以膠東調水抗旱應急工程實例，對引黃濟青干渠渠道在不停水工況下進行渠道護坡的關鍵技術難題進行探討，并對本次工程中實施的鋼板護坡方案進行詳細的介紹，以期得到同行及專家的認可和指導,為以后復雜工況下渠道護坡提供更有力的理論及實踐支持。

1 工程概況

為盡可能提高膠東地區特別是青島、煙臺、濰坊、威海四市抗旱應急供水能力，根據省委省政府指示精神，在黃水東調應急工程建成前，實施引黃濟青(膠東調水)抗旱應急臨時調水工程。

工程任務是使小清河倒虹段輸水能力提高至設計流量36m3/s、校核流量39.6m3/s，輸水流量比現狀增加4m3/s；小清河倒虹后至雙王城水庫分水口段，設計輸水流量36～35.3m3/s、校核流量 39.6～39.1m3/s，比現狀增加 4m3/s；向雙王城水庫分水2.0m3/s；雙王城水庫分水口至引黃入白工程分水口段，設計流量33.5～31.9m3/s，比現狀增加2.0m3/s。本工程臨時泵站樞紐工程建于小清河分洪道子槽節制閘閘后，通過管道輸水入泵站出水池消能后再進入引黃濟青干渠。在保證原有供水狀態的前提下，在出水池出口的堤防處對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

引黃濟青工程自1986年開始建設，1989年11月25日建成通水，至今已運行近30年，累計向青島市及沿線供水30余億m3，年平均供水量1.11億m3，發揮了巨大的經濟效益、社會效益和環境效益。引黃濟青干渠處分洪道子槽～小清河倒虹前段渠道，全長500m；渠道兩側邊坡輸水期間存在一定的滲漏問題。渠道基本參數：渠底高程：1.4m，渠底寬度為 11m，邊坡：1∶2.5，邊坡防護采用預制板襯砌，經過近30年的運行，部分渠段襯砌在水位變動區因凍脹而產生破壞，襯砌混凝土板坍塌、裂縫嚴重，加大了輸水糙率，制約了渠道的過流能力。

3 渠道邊坡防護緣由

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

由于項目施工期間不能停水，臨時泵站出水池入渠水流仍有一定的沖刷能力，設計流量36.0m3/s，為了避免入渠水流沖刷渠道邊坡，造成塌坡、決口等危險工況，為確保膠東地區特別是青島、煙臺、濰坊、威海四市的供水能力，對渠道邊坡進行安全防護是必要的。

4 渠道護坡形式探討

由于膠東地區干旱缺水的形勢較為嚴峻，故項目施工期間不能停水，渠道邊坡防護難度較大。擬定以下幾個方案進行比較：

1）膜袋混凝土法。自圍堰向下游采用0.2m厚的C30膜袋混凝土對邊坡及底板進行護砌。護砌范圍為圍堰150m。優點是抗沖能力強，水下能施工；缺點是膜袋混凝土0.2m厚，占用過水斷面較大，單寬米占用渠道過水斷面面積為6.26m2，且拆除較困難。

2）鋼筋混凝土板墻。優點是能保護渠堤安全。缺點是鋼筋混凝土板墻需要配合渠道防護措施同時實施，不能提高渠道渠坡及渠底的防沖能力。

3）鋼板護坡法。為防止出水池對干渠的邊坡造成破壞，在與出水池、引黃濟青干渠連接105m處及上下游設置鋼板護坡。鋼板護坡共62節，每節3m，鋼板護坡共186m，其中出水池與引黃濟青干渠連接處105m設置鋼板護坡105m，其余部分設置鋼板護坡27節。鋼板護坡主體材質為Q235B，主材采用10mm厚的鋼板，3m為一節，每節護坡內部設置加強筋，底部設置橡膠止水，預防對邊坡產生大的振動；節與節之間相連，且首節護坡與堤岸上的鋼管樁相連，防止鋼板護坡產生滑動。此方案的優點在于抗沖能力強，且能較好地保護渠道原有邊坡，缺點在于渠道經過多年的運行，產生不均勻沉降，斷面發生不同的變形，護坡斷面難以統一規格，且邊坡在不停水條件下安裝有一定的難度。

經過設計研究及專家的專門論證，最終采用鋼板護坡方案作為此工程的實施方案。

5 渠道鋼板護坡設計及安裝方式簡介

鋼板護坡已經在引黃濟青渠首打漁張泵站工程中進行應用，運行穩定，使用方便，但也存在密封不嚴，部分鋼板被沖壞等問題。本次鋼板護坡又做了優化設計，確保鋼板護坡能夠更好地起到渠道護坡作用。

1）設計更具合理性。針對渠道斷面不能統一的問題，對鋼板護坡186m渠道幾個典型樁號進行了斷面測量。在這幾個斷面中，選取了最小的邊坡及渠底寬度，確保鋼板護坡斷面能夠順利地放到渠道里面，并且對渠道的渠底護坡和兩邊坡護坡分別單獨加工，邊坡護坡和渠底護坡之間的剛性連接改為銷連接，使鋼板護坡斷面能最大自由度地適應渠道的邊坡斷面。考慮到鋼板護坡之間的連接，底部采用定位銷連接兩節護坡；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。首先設計一個安裝操作平臺，把安裝平臺先放到渠道里面，然后開始安裝鋼板護坡。鋼板護坡由底板和兩塊編板組成，分片制作，在施工現場作業平臺上進行組裝。由吊車將底板吊裝至施工平臺后，兩臺吊車吊起邊板，利用底板兩側和邊坡坡腳的連接栓，人工對正位置后用螺栓連接起來，形成一個整體。等鋼板組裝完成后，在底板連接銷上插上導向桿，便于第二塊護坡鋼板底板順著導向桿扣上第一塊底板的銷子。然后兩岸吊車同時均勻垂直起吊，安裝人員進入施工平臺，人工配合吊車將起吊底板上的套口穿入導向桿，然后起吊鋼板順著導向桿勻速下滑，直到底板落入水中，套口順著導向桿套上前一塊底板的銷子。底板沉入水中后，兩側鋼板慢慢貼坡下落，根據邊坡之間的縫隙，利用吊車配合人工進行調整，對于邊坡縫隙不合適的用倒鏈進行微調。邊坡間隙調整完成后，利用鎖鏈對相鄰邊坡進行固定，形成一個整體。最后挪動安裝操作平臺，準備下一片護坡鋼板安裝。

如此方式，可把所有的鋼板護坡實現整體較好地連接，現場安裝精度和效率均有較大提高。

6 結語

臨時泵站工程在2017年2月28日進行工程試運行試通水。對2臺泵分別進行試運行，每臺泵運行25分鐘，沒有發現運行問題；2017年3月11日，臨時泵站工程順利通水，正式啟動抗旱應急調水臨時工程。其中出水池鋼板護坡運行良好，實現了原有的護坡理念，對原有渠道邊坡進行了高效地保護，對工程正常安全運行提供了有利的保障。