渾河(臺安段)設計洪水及遼渾蒲泵站工程布置探討

尹麗麗

(建平縣水資源辦公室，遼寧 建平 122400)

1 概 述

臺安縣為低洼易澇地區，全年降水量多分布在7、8、9月3個月，而且暴雨也多發生在這個時期。每到汛期，地下水位接近地表，加之上游的客水大量下泄，縣內積水因外水頂托不能暢排。1949年至排水站修建前的15年中，僅有1951和1958年沒有發生澇災，且有8年內澇成災面積達到總耕地面積的20%以上，大雨大災，小雨小災。臺安縣分為遼干中部右岸澇區和渾河右岸澇區2個3級區，遼干臺安澇片、繞陽河臺安澇片及渾河臺安澇片3個4級區澇片。遼渾蒲泵站位于渾河臺安澇片，為平原洼地區，屬重度澇片。

2 臺安縣澇災特點及原因

2.1 澇災特點

臺安縣內澇災害的特點1是具有季節性，內澇災害發生在夏季，而尤其以7月中下旬-9月上旬為主，其它季節基本沒有或損失較?。惶攸c2是連續性，如1985、1986、1994、1995、2010、2011、2012、2013年連續受災；特點3是突發性和破壞性，2010、2011、2012、2013年內澇災害均由于極端天氣，突降大到特大暴雨所致，暴雨突發破壞性強，損失巨大。

2.2 內澇形成的原因

原因1是極端天氣事件增多增強，使災害呈多發重發趨勢，原因2是排水站工程設計標準低、工程老化，損壞嚴重。經過幾十年的運行，大多數工程設施和設備都遭受了嚴重的損壞和老化，水泵壓力鋼管腐爛，攔污柵、檢修閘門銹蝕，壓力洞止水帶老化，漏水等，水工建筑物砌石護坡大部分脫落、損壞等等。原因3是降雨量大而集中超過排水站設計標準。原因4是排水溝道阻塞，渠系工程不配套等。

2.3 澇區概況

在遼渾蒲泵站改造工程中，主要是偏養子、李套子及竇家排水站的渾河右岸澇區，地處遼寧中部平原區，地勢低平，年徑流深75mm，降雨時空分布不均勻。澇片內有渾河、外遼河及遼臺排干3條河流，區域內有韭菜臺鎮、高力房鎮、黃沙坨鎮等3個鄉鎮，10.46萬人，其中城鎮人口0.54萬人，農村人口9.92萬人。該地區氣候適宜，經濟發展較好。2012年該區糧食產量12.94萬t，工農業生產總值63.46億元，其中農業5.15億元，人均收入1.78萬元。工程控制面積271.82km2，耕地面積27.12萬畝，易澇耕地面積24.82萬畝，全部為抽排區，其中水田4.65萬畝，其他作物20.17萬畝。目前已治理面積中5a一遇標準3.54萬畝，10a一遇標準15.25萬畝，10年以上標準6.03萬畝。

3 洪 水

3.1 渾河(臺安段)設計洪水

根據遼寧省水利水電勘測設計研究院編制完成的《渾河河道綜合整治工程可行性研究報告》中對沈陽以下組合設計洪水的分析認為，渾河干流和支流蒲河洪水洪峰不遭遇，細河、外遼河在渾河的最下流，洪水都先于干流發生，自然也不遭遇。對沈陽-邢家窩堡河段的各站洪峰進行還原，認為其洪峰變化不大，沈陽-三岔河各頻率洪峰仍沿用沈陽站組合成果。成果見表1。

表1 沈陽站設計洪水組合成果表 Q(m3/s)

3.2 遼臺排干排水流量

遼臺排干是將承泄遼中、臺安部分澇水自流排泄到外遼河上游的排水干渠，也是遼中縣澇區的主要排水渠道之一，其總控制面積為129.5km2，排干長18.8km，設計流量為49.9m3/s，設計標準為10a一遇。

3.3 施工期洪水

通過泵站實際多年觀測，出水口施工期洪水水位成果見表2。

表2 泵站出水口施工期洪水水位觀測值

3.3 外河水位

3.3.1 出水口設計運行水位

遼渾蒲泵站中的3座泵站的原設計資料和泵站實際多年觀測水位成果匯總見表3，實際觀測水位均略低于原設計出水口設計運行水位，因此，綜合分析后,本設計采用外水位的原始設計,偏于安全。

表3 泵站出水口設計運行水位成果表

3.3.2 出水池最高運行水位

根據臺安縣水利局編制的《臺安縣內外河水位匯總表》中對渾河(臺安縣段)及遼臺排干進行了10a一遇水位推求，詳細成果見表4、5。

表4 渾河干流設計水位成果

表5 遼臺排干水位成果表

根據排水站觀測資料，泵站出水池最高運行水位見表6。

表6 泵站出水池最高運行水位成果表

3.3.3 出水池最低運行水位

通過泵站實際多年觀測，出水池最低運行水位成果見表7。

表7 泵站出水口最低運行水位成果表

4 工程總體布置

由9座站組成遼渾蒲泵站，本次設計僅改造偏養子、李套子、竇家3座泵站。更新改造工程是在現有建筑物基礎上進行，對破損嚴重的部位，在原址進行拆除重建。更新改造工程主要包括引渠改造、檢修閘改造、消力池與海漫改造、站容站貌和管理房改造以及在前池和出水池新增防護措施[1-3]。

4.1 偏養子排水站

引水渠兩側雜草叢生，引水渠邊坡塌方嚴重，本次設計對引渠邊坡進行襯砌，襯砌長度為20m。以實測現狀橫斷面為基礎，設計截面為梯形截面，底部寬度為24m。坡比1∶2.5[4]。

由于現有攔污柵清除垃圾困難，在泵站前池上游設計了一座新的清污橋，橋長25m，橋寬5m，高3.5m，單孔凈寬3m，共7孔，橋上設置一臺移動式格柵除污機。

泵房閘墩水位變動區(變化區)及其以下部位出現嚴重剝蝕(凍融剝蝕)，部分閘墩存在露筋、鋼筋銹蝕；泵站水位變化區以上各結構混凝土表面碳化；伸縮縫部位嵌縫材料老化、破損；水泵進口段混凝土出現剝蝕(磨蝕和凍融剝蝕)前池至出水口底板混凝土剝蝕。對于剝蝕區域應采取特種砂漿、聚合物混凝土或砂漿進行局部填充，對鋼筋銹蝕的部分進行物理除銹、使用阻銹劑進行化學阻銹處理，對修復后的剝蝕區表面使用手刮聚脲等材料進行表面防護。對于水位變化區以上的部位應根據碳化的深度進行打磨處理，打磨后采用有機硅類或者丙烯酸類浸漬材料進行滲透密封處理。對于伸縮縫應采用鑿槽法使用特種砂漿密封處理后伸縮縫內部使用化學漿材進行灌漿處理，如果伸縮縫附近存在混凝土局部缺陷應在化學灌漿的同時開展局部缺陷的預處理，適度打磨混凝土表面后使用手刮聚脲等材料進行表面防護處理。對于有抗沖磨要求的部位應做細部處理，使用抗沖磨型的材料進行表面處理。對于前池至出水口底板混凝土出現的剝蝕區域，可以采用雙組份環氧類涂層或者手刮聚脲等材料進行混凝土結構的表面防護處理。

偏養子排水站現狀海漫末端增加20m長綠濱墊海漫，新增海漫采用梯形斷面形式，坡比1:2.5，綠濱墊厚400mm。

結合現場查勘情況，對偏養子排水站進行站容站貌和管理房改造。對泵房內的裂縫進行處理，內墻刷乳膠漆，外墻刷涂料；對破壞嚴重的進口臺階進行拆除重建；增設混凝土地面；對管理房屋頂進行防水處理，內墻刷涂膠漆，外墻加保溫層。

現有泵站前池和出水池未設置防護措施，存在安全隱患，本次改造在泵站進水池和出水池處均增加防護欄桿，防護欄桿高為1.1m，總長為62m。

4.2 李套子排灌站

引渠兩側雜草叢生，渠坡坍塌嚴重，本次設計對引渠邊坡進行襯砌，襯砌長度為20m。以實測現狀橫斷面為基礎，設計截面為梯形斷面形式，底部寬度為25.8m，坡比1∶2。

根據遼寧省臺安縣遼渾蒲泵站安全鑒定報告復核結論和現場查勘可知，李套子排灌站檢修閘破損嚴重，需拆除重建。新建檢修閘位于前池上游，閘長27m，寬6.5m，閘高4.44m，共設7孔，單孔凈寬3m。檢修閘上游布置攔污柵，排架高3.25m。

泵房水泵軸層以下柱、梁、承臺等混凝土結構水位變動區(變化區)及其以下部位出現嚴重剝蝕(凍融剝蝕)，部分結構存在露筋、鋼筋銹蝕；泵站水位變化區以上各結構混凝土表面碳化；壓力箱至出水池段伸縮縫部位嵌縫材料老化、破損；前池至出水口底板混凝土剝蝕；防洪閘閘墩剝蝕。對于剝蝕區域應采取特種砂漿、聚合物混凝土或砂漿進行局部填充，對鋼筋銹蝕的部分進行物理除銹、使用阻銹劑進行化學阻銹處理，對修復后的剝蝕區表面使用手刮聚脲等材料進行表面防護。對于水位變化區以上的部位應根據碳化的深度進行打磨處理，打磨后采用有機硅類或者丙烯酸類浸漬材料進行滲透密封處理。對于伸縮縫應采用鑿槽法使用特種砂漿密封處理后伸縮縫內部使用化學漿材進行灌漿處理，如果伸縮縫附近存在混凝土局部缺陷應在化學灌漿的同時開展局部缺陷的預處理，適度打磨混凝土表面后使用手刮聚脲等材料進行表面防護處理。對于前池至出水口底板混凝土出現的剝蝕區域，可以采用雙組份環氧類涂層或者手刮聚脲等材料進行混凝土結構的表面防護處理。對于防洪閘等混凝土結構水面以下可以采用雙組份環氧類涂層或者手刮聚脲等材料進行表面防護處理。

原有海漫段損壞嚴重，本次對其拆除重建，原有海漫段長度為15m，為干砌石結構，本次新建海漫采用綠濱墊結構，橫斷面形式采用梯形斷面，坡比1∶2，新建海漫長15m。

結合現場查勘情況，對李套子排灌站進行站容站貌和管理房改造。對泵房內墻刷乳膠漆，外墻刷涂料；對管理房屋頂進行防水處理，更換門窗內墻刷乳膠漆。

現有泵站前池和出水池未設置防護措施，存在安全隱患，本次改造在泵站進水池和出水池處均增加防護欄桿，防護欄桿高1.1m，總長54.8m。

4.3 竇家排水站

引渠兩側雜草叢生，渠坡坍塌嚴重，本次設計對引渠邊坡進行襯砌，襯砌長度為20m。以實測現狀橫斷面為基礎，設計采用梯形斷面形式，底部寬度為24m，坡比1:2。

泵房水泵軸層以下柱、梁、承臺等混凝土結構水位變動區(變化區)及其以下部位出現嚴重剝蝕(凍融剝蝕)，部分結構存在露筋、鋼筋銹蝕；前池至出水口底板混凝土剝蝕。對于剝蝕區域應采取特種砂漿、聚合物混凝土或砂漿進行局部填充，對鋼筋銹蝕的部分進行物理除銹、使用阻銹劑進行化學阻銹處理，對修復后的剝蝕區表面使用手刮聚脲等材料進行表面防護。對于底板混凝土出現的剝蝕區域，可以采用雙組份環氧類涂層或者手刮聚脲等材料進行混凝土結構的表面防護處理。

竇家排水站現狀消力池采用漿砌石結構，墻體傾斜、裂縫、塊石脫落。新建消力池長5m，池深0.50m，消力池后接海漫，由于出水口后即為遼臺排干渠底，無出水渠，故只對渠底進行襯砌，襯砌尺寸為長10m，寬18m。

進水口兩側翼墻損壞嚴重，本次設計對其拆除重建，重建擋墻采用C30鋼筋混凝土結構，墻頂寬0.30m，底寬4 m，墻高3.80m，重建擋墻長19.1m。

結合現場查勘情況，對竇家排水站進行站容站貌和管理房改造。對泵房內墻刷乳膠漆，外墻刷涂料，對管理樓屋頂進行防滲處理，更換屋頂。

現有泵站前池未設置防護措施，存在安全隱患，本次改造在泵站進水池增加防護欄桿，防護欄桿高為1.1m，總長為30m。

5 結 語

遼渾蒲泵站僅改造偏養子、李套子、竇家3座泵站。更新改造工程是在現有建筑物基礎上進行的，對破損嚴重的部位，在原址進行拆除重建。更新改造工程主要包括引渠改造、檢修閘改造、消力池與海漫改造、站容站貌和管理房改造以及在前池和出水池新增防護措施。