南水北調東線一期茌平縣續建配套工程設計

鄭波德，辛寶美

（1.武城縣水利局，山東 武城 253300；2.山東省海河流域水利管理局，山東 濟南 250100）

南水北調東線一期茌平縣供水單元分水口位于南水北調干渠（干渠樁號65+580）過馬頰河倒虹吸前，泵站加壓后經引水管道至東邢水庫。茌平縣分水口處設計流量50 m3/s，設計水位31.5 m，渠底高程 28.1 m，設計底寬 25.0 m，邊坡 1∶3。

1　工程總體布置

1.1　工程等別及建筑物級別

南水北調東線一期工程茌平縣續建配套工程規模為中型，工程等別為Ⅲ等，圍壩、引江水泵站、引馬頰河水泵站、入庫涵閘、出庫泵站、放水洞、引水管道工程、供水管道工程等主要建筑物級別為3級，臨時建筑物級別為4級。工程抗震設防烈度為7度。

1.2　工程總體布置

工程主要為茌平縣城區居民及工業供水。該工程擬從南水北調干渠和馬頰河調水，經引水管道工程送水至東邢調蓄水庫，調蓄后經供水管道工程輸水至茌新河，再經茌新河送水至茌平縣信源水庫。工程主要包括東邢水庫工程、引水管道工程、供水管道工程。

2　工程設計

2.1　引水工程

1）水源及設計流量。東邢水庫有兩處水源，一處為南水北調的水，另一處為馬頰河的引黃尾水和汛末徑流。引水管線連接引馬頰河水泵站和引江水泵站，引馬頰河水泵站設計流量4.0 m3/s，引江水泵站設計流量2.1 m3/s，引水時兩泵站不同時運用，引水管道設計流量為4.0 m3/s。

2）引水線路。引水管線路從引馬頰河水泵站至引江水泵站，沿馮莊至侯樓路穿賈寨分干后繼續向東，過侯莊后沿賈寨分干左堤至水庫南側。引水管線全長5.7 km，其中引馬頰河水泵站至引江水泵站管線長200 m，引江水泵站至水庫長5.5 km。長江水引水管線路為從分水口沿馮莊至侯樓路向東，穿賈寨分干后繼續向東，過馮莊后沿賈寨分干左堤至水庫南側入水庫。引江水管線長5.5 km。

3）入庫泵站。東邢水庫設兩處提水入庫泵站，一處從位于南水北調輸水干渠（干渠樁號65+580，跨馬頰河倒虹吸前）右岸提江水，設計流量為2.1 m3/s；另一處從位于馬頰河右岸（馬頰河樁號175＋524，南水北調跨馬頰河倒虹吸下游50 m處）提水，設計流量為4.0 m3/s，泵站加壓后經5.7 km引水管道至水庫。兩座泵站不同時引水，引江水泵站使用一條管道輸水至水庫，引馬頰河水泵站使用2條管道輸水至水庫。

4）管材、管徑。選用預應力混凝土管作為引水工程輸水管材。穿河、穿路考慮到安全和施工的方便，采用螺旋鋼管。鋼管管材采用Q235AB碳素鎮靜鋼。引水管內徑1.4 m，壁厚16 mm。引水管道設計采用雙管輸水，引水流量最大為4.0 m3/s，單管設計流量為2.1 m3/s。根據計算，引水管道管徑確定為φ1 400 mm。

2.2　調蓄水庫工程

調蓄水庫工程主要是新建東邢水庫。東邢水庫是采用開挖與筑堤相結合方式建設的平原水庫。根據地形情況，水庫在平面上呈平行四邊形，東壩與聊夏公路（S254）平行，北壩與邢郭溝平行。圍壩軸線南北長約2 000 m，東西長約760 m，圍壩軸線總長5 298 m。根據管理及交通要求，沿圍壩修建一條瀝青路面環庫路。壩體為砂壤土勻質壩，水庫設計水位36.0 m，壩頂高程37.0 m，壩頂寬7.5 m，壩頂內側設1.1 m高的漿砌石防浪墻。水庫東側有聊夏公路（S254）溝、北側有邢郭溝作為截滲溝，水庫的西側和西南側有新開挖的古城新渠作為截滲溝，水庫東南側（古城新渠與聊夏公路（S254）溝之間）新開挖截滲溝。庫區內平均挖深3.0 m，庫容1 180萬 m3，總占地191.73 hm2（含截滲溝）。

1）水庫圍壩。東邢水庫工程圍壩采用復合土工膜防滲體斜墻壩；設計最大蓄水深9.0 m，其中地面以下3.0 m，地面以上6.0 m。設計庫底高程27.0 m，設計蓄水位36.0 m；圍壩上下游均設平臺，其中上游平臺高程30.0 m，平臺寬30 m，平臺以上及以下壩坡均為1∶3；下游為壓重平臺，平臺高程32.5 m，平臺寬20 m，平臺以上壩坡為1∶3，以下壩坡為1∶2.5；壩頂高程37.0 m，壩頂設防浪墻，墻頂高程38.2 m，壩頂寬7.5 m，采用瀝青混凝土路面。東邢水庫庫底全部鋪設土工膜，設計采用排氣盲溝結合壓重組合措施。

2）入庫涵閘。入庫涵閘位于圍壩軸線樁號4+246處。入庫涵閘為1孔鋼筋混凝土箱涵，洞身斷面2.0 m×2.0 m，主要由連接段、閘室、涵洞等部分組成。

3）出庫泵站。出庫泵站設在圍壩樁號1+600處，泵站軸線與水庫圍壩軸線垂直相交。泵站設計流量為0.926 m3/s，設計揚程57.65 m。出庫泵站包括引水渠、進水閘、攔污柵、穿壩箱涵、前池、進水池、主廠房、副廠房、安裝間、出水鋼管、集水管等。主廠房內共安裝4臺KQSN350-M9（433）型離心泵，配套電機型號Y315M-4，功率250 kW，泵站總裝機容量1 000 kW。泵站確定為二級負荷，設兩臺容量1 000 kVA變壓器。

4）放水洞。放水洞位于圍壩軸線樁號0+456處，放水洞為1孔鋼筋混凝土箱涵，洞身斷面2.0 m×2.0 m，主要由連接段、閘室、涵洞等組成。

2.3　供水工程

供水管線自出庫泵站后穿聊夏公路（S254），沿聊夏公路東側向南穿賈寨分干、七里河、洪屯分干到西新河，沿西新河北側向東穿位山二干渠、濟邯鐵路、徒駭河、位山一干渠后入茌新河。供水線路總長32.5 km。

1）管材、管徑。供水管道選用預應力混凝土管作為供水工程輸水管材。內徑1.0 m預應力混凝土管的壁厚為70 mm。引水管內徑1.0 m，壁厚12 mm。東邢水庫供水流量1.042 m3/s，設計采用單管輸水。經計算，供水管道管徑確定為1 000 mm。

2）管道橫斷面設計。為了確保管身安全和盡量節省工程投資，設計最小管頂覆土深度為1.0 m。對于局部不足1.0 m之處，亦要求回填到1.0 m。管線過河（溝）倒虹吸及穿越公路處管頂覆土深度應大于1.0 m。

管道沿線設計管溝斷面選擇為梯形。管溝開挖邊坡為1∶1，管溝底寬2.14 m，其中管道兩側凈距為0.5 m，以便管道安裝施工。

3）主要建筑物設計。供水管道沿線主要建筑物是穿越聊夏公路溝、賈寨分干、七里河、洪屯分干、位山二干渠、徒駭河、位山一干渠7座倒虹。

4）供水管道入茌新河涵閘。供水管道入茌新河涵閘位于供水管道末端,設計流量1.042 m3/s。主要包括穿堤涵洞、閘室段、出口連接段。

3　結語

茌平縣當地水資源缺乏，水資源已成為制約當地經濟社會發展的瓶頸，為改善水資源供需矛盾，急需增加新的供水水源和調蓄工程。南水北調東線一期工程茌平縣續建配套工程是調蓄其所分配的引江水量任務，解決干線分水與用戶用水之間的時空分配矛盾，提高供水保證程度的必需工程。同時根據馬頰河來水情況和城市工業用水情況，調引部分馬頰河河水和黃河水，與長江水聯合調度，向城市和工業供水，緩解水資源供需矛盾，為茌平縣經濟社會快速發展提供水源保障。