南水北調山東段土渠工程水毀修復措施

王守廣，李忻語

（南水北調東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250109）

1 土渠段工程概況

1.1 基本情況

南水北調山東明渠濱州段工程上起小清河分洪道涵閘末端，下至引黃濟青上節制閘、東營分水口，途經高青縣、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沒有進行襯砌處理，為梯形土質渠道，渠底寬14m，邊坡1∶3，主要建筑物有節制閘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、引黃濟青工程供水。

1.2 土質情況

勘探深度內的地層根據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，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，經歷了試運行調水、間斷性調水、常態化調水，流量從10m3/s增加到50m3/s，尤其在2017年5月份按照渠道設計流量50m3/s運行一個多月時間，全渠段安全運行。截止到2020年度調水結束，累計向膠東四市調引長江水28億m3，受益人口達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

運行與調水過程中，在樁號89+500～89+785之間渠道左右兩岸出現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，連續狀，右岸相較左岸塌坡嚴重。分析認為，入分洪道涵閘水位落差大，跌水2.25m，水流進入分洪道流速快，在樁號89+500～89+785之間位置渠道稍有彎曲，造成塌坡。現場查勘坍塌段情況，采取M10漿砌石護坡的措施處理。

1）標準要求。漿砌石護坡前按照原設汁斷面對渠坡進行修復處理，包括將坍塌段渠底淤積的淤泥清除至設計渠底高程，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，保證回填土料最優含水量，回填土質量應符合《堤防工程設計規范》（GB5028-2013），工程實施應符合《堤防工程施工規范》（SL260-98）有關要求。

2）施工處理。處理方式包括：（1）土方開挖與回填。自設計渠底開始開挖渠底淤泥，渠道清淤開挖時，應保護現狀渠底避免擾動，開挖時應保留一定厚度保護層，采取人工修整。從坡腳起向外側開挖，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，修復填筑段沿渠堤縱向應與上下游相銜接，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，按照設計渠道斷面填筑，然后人工削坡0.4m進行漿石護坡。（2）漿砌石護坡。開挖漿砌石齒墻溝，漿砌石護坡下采用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，護坡自下而上鋪設300g/m2土工布、10cm厚碎石墊層、最后30cm厚M10漿砌石。漿砌石護坡每10m設置一道伸縮縫，縫寬2cm，縫內上部加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 長期調水過程中造成局部坍塌

2016年以來，長年調水造成大張節制閘、趙家節制閘閘下連接段末端，兩側土渠受水流沖刷嚴重，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，對渠道安全運行產生很大安全隱患。

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

2.3 受臺風影響造成局部坍塌和裂縫

超強臺風“利奇馬”2019年8月12日下午18時登陸山東，產生大范圍的洪澇災害，濱州段所在地為全省重災區。根據省防汛抗旱指揮部專題會議要求，啟用南水北調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生滲流破壞，其中有兩處渠坡坍塌，樁號92+693～93+000右岸內坡坍塌，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。采取干砌石護坡的措施加固處理。

1）標準要求。渠坡開挖要求把受水流影響、發生坍塌、滑動等現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格遵守《砌體工程現場檢測技術標準》（GB/T503152011）等規范規程要求。

2）施工處理。主要方式有：（1）內坡坍塌清理。根據渠道內坡坍塌的實際高度，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。渠坡開挖結合賓格石籠護腳開挖進行，首先自開挖點沿現狀渠坡垂直向下進行開挖，設計邊坡1∶2，開挖深度0.4m；沿現狀渠坡方向傾斜向下削坡，開挖至設計渠底以下0.6m后轉至水平方向，清除坍塌堤防底部虛土，同時開挖賓格石籠護腳，水平開挖至現狀渠道內1.0m結束。開挖完成后先鋪設300g/m2土工布反濾，土工布鋪設至賓格石籠護腳之下，再鋪設級配碎石墊層找平，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。

3 結語

加強渠道巡查，及時發現，及時修復。調水期間不能修復的，待調水結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狀、原因，及運行特點，采取相應工程措施，制定好修復方案，在停水時第一時間完成修復。